Главная Промышленная автоматика.

Следящий фильтр

В качестве последнего применения рассмотрим использование ФАПЧ, активного фильтра и аналогового мультиплексора в системе, образующей следящий фильтр, подобный показанному на фиг. 9.29. Переменный резистор используется для изменения

Настроит 7V захедта


Фиг. 9.29. Следящий фильтр на основе ФАПЧ и аналогового мультиплексора.

частоты ГУТ до тех пор, пока ФАПЧ не произведет захвата входного сигнала. После того как произошел захват, ФАПЧ отслеживает и фильтрует входной сигнал за счет заряда конденсатора фильтра через аналоговый мультиплексор. При таком устройстве следящего фильтра можно обеспечить очень высокое эффективное значение Q при высоком отношении сигнал/шум.



9.9. ПАРАМЕТРЫ ФАПЧ

Наиболее часто по поводу определенных параметров уст- ройств фазовой автоподстройки, записанных в спецификации, задают следующий вопрос: «Что они означают и как их интерпретировать для моего применения?». Рассмотрим несколько наименее понятных параметров.

Фазовый детектор

Входное напряжение в графе под заголовком «Абсолютные максимальные параметры» -это верхний предел амплитуды сигнала на входе фазового детектора. Этот параметр важен для ТТЛ частотного синтезатора, в котором входной сигнал (или сигналы) поступают с выхода счетчика.

Типовое входное сопротивление представляет собой сопротивление между двумя входа.ми фазового детектора (контакты 7 и 10 фиг. 9.18,6), но не сопротивление между контактом 7 или 10 и землей. Это отличие является весьма существенным, когда ФАПЧ подключается к источникам дифференциальных сигналов. Значение входного сопротивления учитывается при выборе величины входных конденсаторов связи.

Линейная работа схемы фазовой автоподстройки частоты возможна лишь в заданном диапазоне входных напряжений. На нилнем пределе этого диапазона трудно обеспечить фазовый захват. На верхнем пределе возникает насыщение и начинается нелинейная работа. Амплитуда входного сигнала влияет также на диапазон слежения контура.

Большое значение выходного сопротивления указывает на тот факт, что выход представляет собой источник тока, а не источник напряжения.

Выходной ток сдвига представляет собой выходной ток фазового детектора, измеренный между фазовым детектором и фильтром низкой частоты при разомкнутом контуре. При замкнутом контуре ток сдвига будет уменьшен в Кд раз, где Кд - коэффициент преобразования фазового детектора (см. следующий пункт). Это в свою очередь приводит к малому смещению фазы в контуре, т. е. фазовый угол между входным сигналом и сигналом на выходе ГУТ будет равен л/2±/сдв/Кд рад, а не точно 90° (зт/2 рад). Любая температурная нестабильность тока сдвига приводит к нестабильности центральной частоты замкнутого контура, однако этот эффект учитывается кривыми температурной нестабильности.

Коэффициент преобразования фазового детектора Кд является мерой чувствительности детектора к разности фаз между входным сигналом и сигналом обратной связи, поступающим от управляемого током генератора. Типовое значение сигнала на



выходе фазового детектора составляет 50 мкА на каждый радиан фазового рассогласования. Поскольку характеристика фазового детектора близка к косинусоидальной, коэффициент преобразования определяется крутизной характеристики при прохождении ее через точку 90°. Конкретные значения коэффициента преобразования при разомкнутом контуре сильно зависят от условий испытаний, в особенности от амплитуды входного сигнала. Однако при замыкании контура и использовании отрицательной обратной связи изменения /Сд уменьшаются.

Генератор, управляемый током

Частота свободных колебаний, или центральная частота генератора fj. (при отсутствии захвата), устанавливается путем подбора емкости внешнего конденсатора. Практические ограничения этой емкости влияют как на верхнюю, так и на нижнюю границы частотного диапазона. Высокостабильные конденсаторы с малой утечкой обычно имеют емкость не более 10 мкФ, поэтому нижняя граница частотного диапазона ограничена величиной ~ 10 Гц. Максимальная частота ограничена внутренними и внешними паразитными емкостями типовым значением 30 МГц.

Уход частоты представляет собой изменение f[ при изменении температуры на 1 °С при разомкнутом контуре.

Изменение частоты при изменении напряжения питания представляет собой процентное изменение частоты f[, которое возникает при изменении напряжения питания на 1 В (при разомкнутом контуре).

Низкое значение входного активного сопротивления подразумевает, что ГУТ чувствителен к входному токовому сигналуч (а не напряжению). Это сопротивление должно приниматься во внимание при построении фильтра низкой частоты.

Входное напряжение разомкнутой цепи представляет собой опорный уровень постоянного напряжения на входе ГУТ. Этот уровень следует принимать во внимание при использовании активного фильтра низкой частоты или в случае, когда для управления частотой ГУТ используется внешний линейно нарастающий ток.

Уровень ограничения формируется двумя диодами, подключенными параллельно к выходу усилителя с единичным коэффициентом усиления (фиг. 9.8). Этот уровень задается относительно входного напряжения разомкнутой цепи. Схема ограничения обеспечивает независимое управление диапазоном слежения путем подбора одного резистора,





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

0.0036