Импульсные устройства на микросхемах (944139), страница 24
Текст из файла (страница 24)
Благодаря фильтру улучшается также помехоустойчивость системы, поскольку конденсатор фильтра служит как бы кратковременной памятью, которая сохраняет среднее значение управляющего напряжения ГУН, ногда на входные сигналы накладываются импульсные помехи. Логическая структура микросхемы К564ГГ1 вместе с навесными компонентами, обеспечивающими нормальное функционирование, показана иа рис.
5.50. Собственно микросхема содержит: усилитель-формирователь входного сигнала УФ; два фазовых компаратора ФК1 п ФК2; генератор, управляемый напряжением ГУН; усилитель-повторитель УП (истоковый повторитель); стабилитрон УП! с напряжением стабилизации 5,6 В, Стабилитрон — вспомогательный элемент и прямого отношения к узлам микросхемы не имеет. Его подключают, когда есть надобность в стабилизации питающего напряжения. Микросхема выполнена так, что отдельные функциональные узлы (ГУН, ФК) имеют внешние входы и выходы и могут быть использованы самостоятельно. Сердце прибора — ГУН.
Его частоту определяют навесные компоненты й1, (!2 и С!, а также внешнее напряжение на управляющем входе (вы. вод 9). Сопротивление управляющего входа очень велико — примерво 10'з Ом. Также велико входное сопротивление усилителя-повторителя. Благодаря этому, схема фильтра низких частот может быть простейшей с широким выбором соотношений номиналов. Это важное достоинство микросхемы, так как на практике в устройствах с ФАПЧ для получения опти. мальных результатов нередко требуется экспериментальная подборка параметров петлевого фильтра, Частота генерации линейно связана с напряжением на управлиющем входе (рис.
5.51). Рисунок 5.51, б поясняет роль резистора К2. Зависимость центральной частоты генерации !з от емкости конденсатора С! и сопротивления резистора К1 в отсутствие резистора Р2 (т, е, при К2= оо) представ- зв» ~4 (гззг им Рис. 5.51.
Зависимость частоты генерации микросхемы К564ГГ1 от напряжения на управляющем входе: и — цз 0; б — цх>о 113 у,„, гч Ш сз ур гл ш' ы гг йг лу Юг Ш Ш Ш /Л Лу СЧ »Ф Ю Рис 5.53. Зависимость частоты сдвига от значения й2 н С! (В=со; и..г. =0) Рис. 5.52. Зависимость центральной частоты генерации 1» от значения К! и С! ()(2=»о, Б», гь я=0,5У~) 114 лена на рис.
5.52. Влияние резистора )!2 на смешение частоты характеризует рис. 5.53. Как следует из этих рисунков, напряжение питаяия в небольшой степени влияет на частоту генерации. Метод расчета значений компонентов времязвдаюшей цепи описан далее. Генерацию по желанию можно прервать. Для этой цели предусмотрен вход «Запрет» (вывод 5), управляющий также и усилителем-повторителем.
Когда на выводе 5 напряжение низкого уровня, генератор и усилитель- повторитель включены, при высоном они бездействуют и потребление мощности при этом минимально. Как отмечалось, выходное напряжение генератора (на выводе 4) имеет вид прямоугольных импульсов со скважностью О=2. 1(ля обеспечения режима фазозой автоподстройки эти импульсы подают на фазовые компараторы (вывод 3) непосредственно или через триггерный делитель частоты. В дальнейшем для удобства изложения вход, нв который подают внешний сигнал, будем называть сигнальным, а второй — компвраторным.
Внешние сигналы на вход сигнального усилителя-формирователя (вывод !4) можно подводить непосредственно, если они по амплитуде удовлетворяют инвест. ным требованиям к сигналам микросхем КМОП: О»»»(0,3(), и Б'»») )0,7Б». Сигналы меньшей амплитуды следует подавать через разделительный конденсатор. Реальная минросхема К564ГГ! содержит два фазовых компаратора— это позволяет расширить ее функциональные возможности. Компараторы различны, что дает возможность разработчику выбирать оптимальные условия их работы з соответствии с харантером напряжения на сигнальном входе (вызод !4). Режим ФАПЧ реализуют путем подключения резистора ВЗ фильтра низкой частоты к выходу одного из компаратороа — к аы- Рис. 5.54. Временяые диаграммы работы микросхемы К5554ГГ! с замкнутой петлей фазовой автоподстройки (задействован фазовый компаратор ФК1): А — входные сигналы;  — выходные сигналы ГУБ (входные длв хоываратора):  — выходные сигналы фазового ханнаратара ФК); à — сигналы рассагласаваннн (сравни с рнс.
З.аб), Г воду 2 либо к выводу 13. Компаратор ФК2 имеет дополнительный индикаторный выход (вывод 1), о котором будет сказано далее. Фазовый компаратор ФК! представляет собой логический элемент Исключающее ИЛИ. Диапазон автоподстройки максимален, когда импульсы, действующие на сигнальном входе и входе компараторов, имеют скважность 2. Временные диаграммы системы фазовой автоподстройки изображены на рис. 5.54. Из рис.
5.47 следует, что напряжение на конденсаторе С2 фильтра (т. е, на управляющем входе генератора) прямо пропорционально фазовому сдвигу между сигналами на входах компаратора. При сдвиге фаз 90' напряжение на конденсаторе С2 равно 0,5()е. Выходная частота генератора в этом случае соответствует центральной (е. Такой же режим образуется в отсутствие сигналов на сигнальном входе. Система ФАПЧ с компарзтором ФК) обеспечивает устойчивую синхронизацию и при наличии помех на сигнальном входе.
Для этого компаратора диапазон захвата обусловлен характеристиками фильтра низких частот н в оптимальном случае равен диапазону автоподстройки. Следует учитывать, что логический элемент Исключающее ИЛИ в роли фазового компаратора может обеспечивать синхронизацию и в том случае, когда частоты входных сигналов близки к гармоникам центральной частоты управлнемого генератора ГУН. Фазовый компаратор ФК2 состоит из четырех триггеров, логического управляющего устройства н узла с тремя выходными состояниями, содержащего формирователи на транзисторах р- и п-МОП с общим выходным узлом. Компаратор ФК2 срабатывает по поло)кительному перепаду напряжения на обоих входах.
Поэтому скважность сигналов, поступающих на сигнальный вход, пе влияет на диапазон автоподстройки. Если частота ГУН выше входной частоты или фронт импульса на выводе 3 опережает фронт сигнала на выводе 14 на какое-то время й(', то в течение этого времени на основном выходе ФК2 (вывод 13) присутствует сигнал низкого уровни, который, пройдя через фильтр, будет снижать ча. стогу генерации ГУН. Остальную часть периода основной выход находится в третьеы состоянии (отнлюнено). Сходным образом действует компаратор ФК2 при отставании импульсов на выводе 3 от сигналов на выводе 14 с той лишь разницей, что его выходное напряжение будет высокого уровня.
Когда сигналы на обоих входах компаратора совпадают по частоте и фазовый сдвиг между ними отсутствует, т. е. система автоподстройки ока. зывается замкнутой, основной выход ФК2 переходит в третье состояние Т а бл и ц а 5!. Свойства микросхемы К664ГГ! с компараторамн ФК! и ФК2 Параметр Фк-1 ! Частота генерации при ~ отсутствии сигналов на сигнальном входе При замкнутой петле автоподстройки частота генерации ГУН равна минимальной 1ан» Всегда 0' с автоподстройкой по фронту сигналов (по положительному перепаду) При замкнутой петле автоподстройки частота генерации ГУН равна центральной 1а На центральной частоте сдвиг фаз 90'! на концах диапазона автоподстройки (21с) приближается к 0' и 180' Имеется Сдвиг фаз между сигналами на сигнальном и компараторном вхо- дах Возможность захвата на гармониках центральной частоты Не имеется Устойчивость к попе. хам на сигнальном входе Диапазон автоматической подстройки частоты ГУН (21ь) Диапазон захвата частоты ГУН (21«) Высокая Низкая 21ь=(мах — (м1 21»=1т а — 1маа Зависит от параметров фильтра низкой частоты! 1«(1» Т(ентральная частота (1а) Выходная частота ГУН, если на управляющем входе действует напряжение ()тар-(),!2 ПЕ ', а на вспомогательном выходе — выводе 1 — появляется напра.
(отключено), а на в жение высоко высокого уровня, которое служит показателем синхронности двух частот †'входной и управляемого генератора, фильтр низкой частоты, подключенный к выходу этого компаратора, как и в случае с компаратором ФК1, сглаживает выходные импульсы и постоянное напряжение на конденсаторе С2, перестраивает управляемый генератор так, чтобы сигналы на компараторном и сигнальном входах компаратора сравнялись по частоте и по фазе. В этом устойчивом состояния формирователи на транзисторах р-типа и и-типа отключаются н выход фазового компаратора оказывается в третьем (отключенном) состоянии.
Напряжение на конденсаторе С2 сохраняется неизменным, так как входное сопротивление генератора и усилителя-повторителя очень велико. В это время уровень напряжения на втором выходе (вывод 1) компаратора ФК2 («Фазовый импульс») становится высоким, что может служить индикатором состояния синхронизации. Таким образом, при работе компаратора ФК2, в отличие от ФК1, сдвиг фаз между сигналами на сигнальном и компараторном входах во всем частотном диапазоне управляемого генератора отсутствует. Так как выходы формирователей р- и п-типа ббльшую часть периода входного сигнала от. ключены, мощность рассеяния, обусловленная наличием фильтра низких частот, в этом случае меньше.
им ВВ т Хх Витпд иииипутпмира 1-)— Г В ариоьии Гимиимтгиирпр гигмиииип Рис. 5.55. Временные лнаграммы работы микросхемы К564ГГ! с замкнутой петлей фазовой автоподстройкн (задействован фазовый компаратор ФК2)) А — входные снгнады; Б — выходные свгнавы ГУН (входные ддп хомпаратора);  — выходные сигналы фававого «омпаратора ФК2, à — управднющее напрвженнс на входе ) УН; Д вЂ” нмпудьсм на выходе фааового хонпаратора (сравнн с рнс. Блэ) (В у )В )В пату~ е Рис. 5.56.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
