Главная Промышленная автоматика.

Частотный синтез с помощью ФАПЧ использует программируемый счетчик (делитель на N), который включается между выходом управляемого током генератора и входом фазового детектора. Счетчик производит деление выходной частоты ГУТ на запрограммированное целое число Л. На фиг. 9.24, а показаны внешние соединения НА-2800 при использовании его в качестве частотного синтезатора при N = 4, которое обеспечивается триггерным счетчиком на ТТЛ. Когда контур осуществил захват входного сигнала основной частоты [вх, синтезированная выходная частота ГУТ будет равна

/вх = 4/вх. (9.62)

Можно легко обеспечить значения Л, отличные от 4, применяя стандартные логические соединения и получая требуемую последовательность счета/деления.

Подстроечный конденсатор П70 пФ задает частоту свободных колебаний ГУТ 1,6 МГц. Счетчик-делитель на 4 подает на один из входов фазового детектора частоту 400 кГц; на другом входе действует синусоидальный сигнал 3 мВ (эфф.). Фазовый захват и слежение возможны как для основной частоты ([вх = = 400 кГц), так и для нечетных гармоник /вх- Для контрольной схемы фиг. 9.24, а фазовый захват может быть установлен на всех нечетных гармониках, включая одиннадцатую (4,4 МГц). Следовало ожидать, что захват будет иметь место на нечетных гармониках, поскольку фазовый детектор действует как аналоговый умножитель, формируя произведение синусоидального входного сигнала и прямоугольного сигнала с выхода ГУТ. Это произведение нечетной синусоиды на четный сигнал прямоугольной формы представляет собой нечетную функцию времени, спектр Фурье для которой содержит только нечетные члены. При Захвате k-й гармоники частоты /вх, которая обозначена /вх. fti

Генттр

опорной

частоты

Счетчик -М

н8>

Счетчик -rN

НЧ-1ри/!шр

г- ГУТ -

Выход

Фиг. 9.25. Синтезирова й-блок-схема; б -схемная реализация с исполь



выходная частота на контакте 5 будет определяться выражением

(9.63)

При сопряжении с высокочастотными устройствами ФАПЧ следует принимать во внимание частотные ограничения некото-

М ступеней

]-\Q г--I ICvJx.i-- L

Сч.бк.

, Выходной


7 i-WnP

Сч.вх.

-1 \Сч.6х. М

-15 В

* SN 74107 или зквивалет

N ступеней

ние дробных частот.

зеванием высокочастотного устройства ФАПЧ,



рых серий ТТЛ. Эти ограничения вызваны тем, что по крайней мере один из триггеров цепочки деления на N переключается с частотой ГУТ, которая может достигать 25 МГц. Работа на таких частотах не может быть обеспечена при использовании стандартных серий 54/7400 ТТЛ. Указанные соображения приводят к необходимости использовать одну из быстродействующих серий, таких как МС2000/3000, 54Н/74Н00 или 54S/74S00.

Для частот в диапазоне --10 МГц и выще амплитуда на выходе ГУТ может снизиться до такого уровня, который окажется недостаточным для управления ТТЛ. В таких случаях для восстановления прямоугольных импульсов на выходе ГУТ и обеспечения улучшенной формы сигнала для управления ТТЛ-триггерами между ГУТ и первым триггером включается быстродействующий компаратор напряжения.

В качестве другого, более дорогого способа преодоления ограничений на высоких частотах может быть предложено использование схем с эмиттерными связями. На фиг. 9.24, б показан 4acT0Tjibm синтезатор на ФАПЧ с тем же значением N = 4, использующий триггеры ЭСЛ. Захват был легко достигнут при синусоидальном входном сигнале 50 мВ (эфф.). С помощью подстроечного конденсатора Ст производится регулировка частоты ГУТ в пределах от 20 до 15 МГц. Амплитуда сигнала на выходе ГУТ была достаточна для тактирования первого триггера с эмиттерными связями на частоте ~22 МГц. При работе на более высоких частотах, возможно, потребуется использовать в этой точке усилитель-формирователь для восстановления прямоугольной формы импульсов на выходе ГУТ.

Для синтезирования ряда выходных частот, не кратных опорной входной частоте, в предыдущую схему может быть добавлен второй счетчик. Блок-схема такого устройства представлена на фиг. 9.25, а. Входная опорная частота /оп делится на целое число М и подается в качестве входного сигнала на \ ФАПЧ. Далее схема ФАПЧ работает так же, как было описано выше, но на входе теперь действует частота /оп/М. Синтезированная частота на выходе будет равна

fr = . (9.64)

Таким образом, программируя М я N, можно синтезировать большое число частот, являющихся дробной частью/оп, стабильность каждой из которых будет равна стабильности опорной частоты. На фиг. 9.25, б показана схема соединений НА-2800 для дробного частотного синтезатора. Эта схема идентична схеме на фиг. 9.24 и отличается от нее наличием на входе ступеней счетчика-делителя на М. Уровень сигнала на выходе последнего триггера этой цепочки перед тем, как он будет подан на фазо-





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 [135] 136 137 138 139 140 141 142 143 144

0.0049