Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Цифровые системы автоматической автоподстройки частотыЦифровые системы АПЧ (ЦАПЧ) позволяют длительное время удерживать неизменной частоту не очень стабильного перестраевомого генератора в любой точке настройки. Система ЦАПЧ с кварцевой стабилизацией по точности поддержания частоты не уступает синтезатору частоты, но существенно проще его. Для создания такой системы в приемник с цифровым отсчетом частоты настройки необходимо ввести лишь компаратор и интегратор. Системе ЦАПЧ с кварцевой стабилизацией свойственны и некоторые недостатки. В кольце этой ЦАПЧ нет средств установки частоты, поэтому в режиме настройки кольцо должно быть разорвано. При быстрых изменениях дестабилизирующих факторов (например, при прохождении импульсной помехи на вход интегратора) возможно снижение точности настройки, перестройка гетеродина на соседнюю частоту сетки. В системе ЦАПЧ, не требующей применения кварцевого резонатора, кольцо образовано гетеродином Г, формирователем прямоугольных импульсов Ф, цифровым преобразователем частота – напряжение ЦПЧН, дифференциальным усилителем (ДУ) и интегрирующей цепью И (рис. 4.2). Выходное напряжение ЦПЧН, пропорциональное частоте гетеродина, поступает на один из входов ДУ. На другой его вход поступает напряжение от потенциометра настройки UН, которое можно рассматривать как опорное. Выходное напряжение ДУ через интегрирующую цепь И подводится к варикапу контура гетеродина. При различии напряжений на входах ДУ на его выходе появляется сигнал ошибки, который в зависимости от полярности заряжает или разряжает конденсатор интегрирующей цепи. Этот процесс продолжается до тех пор, пока напряжение ошибки не станет равным нулю, чем и закончится процесс точной установки частоты гетеродина. Таким образом, при достаточной стабильности параметров ЦПЧН и ДУ и достаточном усилении в кольце ЦАПЧ частота гетеродина будет определяться опорным напряжением на движке потенциометра настройки.
Рис. 5.1. Структурная схема цифровой системы АПЧ
Рис. 5.2. Структурная схема цифрового преобразователя частота-напряжение
Один из вариантов построения ЦПЧН показан на рис. 4.3. Прямоугольные импульсы с частотой гетеродина от формирователя поступают на вход делителя частоты ДЧ в k раз и далее на дифференцирующую цепь ДЦ. На выходе ДЦ образуются короткие импульсы с периодом повторения Т = 1/(f Г/ К) = К / f Г, которые поступают на вход S RS -триггера непосредственно, а на вход R через линию задержки ЛЗ. На выходе Q триггера образуются прямоугольные импульсы с тем же периодом Т и длительностью τИ, которая, как видно из временных диаграмм (рис. 4.4 а), определяется соотношением , (4.1) где τЗ – время задержки в ЛЗ; n = 0, 1, 2, … – целая часть числа τЗ / Т. На выходе Q триггера образуются инвертированные импульсы, которые поступают на вход инвертора DD 2.1 с открытым коллекторным выходом. На выходе DD 2.1 и на выходе Q триггера полярности импульсов совпадают. В установившемся режиме напряжение на выходе интегрирующей цепи R2C1 , где U (1) – напряжение логической 1, определяющее амплитуду прямоугольного импульса в цифровом устройстве. С учетом (3.1) получается выражение , (4.2) которое представляет зависимость выходного напряжения ЦПЧН от частоты гетеродина (рис. 4.4 б). Внутри каждого интервала, определяемого шагом перестройки Δ f П, выходное напряжение строго пропорционально f Г/ К и с изменением n линейный закон строго повторяется. Приняв в (4.2) U с = U (1) при n = 0, получим соотношение для шага перестройки Δ f П = К / τЗ и на (3.2) найдем . (4.3)
а б
Рис. 5.3. Временные диаграммы (а) и частотные характеристики (б) ЦЧПИ Таким образом, при выбранном τЗ шаг перестройки полностью определяется коэффициентом деления частоты К. Из (4.4) видно, что Uc, определяющее в конечном счете f г, зависит от U (1), которое, в свою очередь, определяется стабильностью напряжения питания U П и напряжения насыщения транзисторов в ИМС. Для уменьшения влияния этих факторов в ЦПЧН применена компенсация изменений U (1). Для этого Uc сравнивается с опорным напряжением UН с потенциометра настройки R3, который включен между источником питания и выходом инвертора DD 2.2. К входу DD 2.2 постоянно подведено U П(U (1)), поэтому его выход всегда находится в состоянии логического 0 (напряжение насыщения транзистора). Следовательно, напряжение UН может изменяться в пределах 0 и 1. В этих же пределах изменяется Uc при изменении f г в пределах шага перестройки. Таким образом, любое изменение U П или температуры вызовет одинаковые изменения UН и Uc, которые подводятся к входам ДУ. Поэтому сигнал ошибки на выходе ДУ не появится. 5.2.2. Разработка принципиальной схемы АПЧ 5.2.2.1. Принципиальная схема и расчет формирователя Импульс с зашумленным и не сформированным фронтом и срезом малопригодны для переключения тактовых входов триггеров, регистров, счетчиков и других цифровых элементов из-за неопределенности времени срабатывания этих элементов. В таких случаях необходимо использовать схему, формирующую прямоугольные импульсы. Для этой цели идеально подходит так называемый триггер Шмидта, представляющий собой двухкаскадный усилитель (двойной триод), охваченный слабой положительной обратной связью.
Рис. 5.4. Микросхема 7414 Возьмем микросхему 7414, выпускаемую фирмой Siemens AG, включающую в себя 6 триггеров Шмидта. Выводы А являются входами, а Y – выходами, с которых снимаются прямоугольные импульсы с напряжением U вых = 5 В. На вывод 14 подается питание +5 В, вывод 7 – общий.
|