Фазовый детектор - тип
Cтраница 1
 |
Схема фазовой автоподстройки частоты. [1] |
Фазовый детектор типа 1 ( линейный) имеет аналогичную зависимость выходного напряжения от фазовой разности, хотя его схема представляет собой четырехквадрантный умножитель, известный также под названием балансный смеситель. Фазовые детекторы этого типа, обладающие высокой линейностью, находят широкое применение в синхронном детектировании, которое мы рассмотрим в разд. [2]
Фазовый детектор типа 2, наоборот, генерирует выходные импульсы только тогда, когда между опорным сигналом и сигналом ГУН имеется фазовая разность. Поскольку в противном случае выход фазового детектора выглядит как разомкнутая цепь, конденсатор контурного фильтра работает как элемент запоминания напряжения, поддерживая напряжение, сохраняющее требуемую частоту ГУН. Если опорный сигнал уходит по частоте, то фазовый детектор генерирует последовательность коротких импульсов, заряжая ( или разряжая) конденсатор до нового напряжения, необходимого для того, чтобы вновь вернуть ГУН в синхронизм. [3]
 |
Фазовый детектор ( тип 2 опережения - отставания, работающий по фронтам. [4] |
Фазовые детекторы типа 2 чувствительны только к относительному положению фронтов входного сигнала и сигнала на выходе ГУН, как это показано на рис. 9.53. В зависимости от того, до или после возникновения фронта опорного сигнала появится фронт выходного сигнала ГУН, на выходе фазового компаратора будут формироваться импульсы опережения или отставания соответственно. Длительность этих импульсов, как показано на рисунке, равна интервалу времени между фронтами соответствующих сигналов. Во время действия импульсов опережения или отставания выходная схема соответственно отводит или отдает ток, а получаемое на выходе. [5]
 |
Гомодинное детектирование. [6] |
Фирма Motorola выпускает прекрасную серию недорогих ИМС ФАПЧ-синтеза-тор частоты МС145145 - 59, которые содержат фазовые детекторы типа 2 и делители по модулю п и для входного и для опорного сигналов; оба делителя программируются, точность 14 разрядов и более. [7]
 |
Фазовый детектор ( тип 1, выполненный по схеме Исключающее ИЛИ. [8] |
Представителями типа 1 являются ИМС 565 ( линейный) и 4044 ( ТТЛ), типа 2 - 4046 ( К. Фазовый детектор типа 1 ( линейный) имеет аналогичные фазовые характеристики, хотя он строится на основе четырехквадратного умножителя, известного также под названием балансного смесителя. Фазовые детекторы данного типа обладают высокой линейностью и используются для синхронного детектирования, которое будет рассматриваться в разд. [9]
Если используется фазовый детектор типа 1, выполненный по схеме Исключающее ИЛИ, то полоса захвата ограничена постоянной времени НЧ-фильтра. В этом есть определенный смысл, так как при наличии большого начального расхождения по частоте сигнал рассогласования будет ослаблен фильтром настолько, что захват никогда не сможет произойти. Очевидно, что увеличение постоянной времени НЧ-фильтра сужает полосу захвата, что эквивалентно уменьшению коэффициента передачи контура. Оказывается, что подобные ограничения отсутствуют в фазовом детекторе, работающем по фронтам. Полоса слежения для обоих типов схем зависит от диапазона управляющих напряжений ГУН. [10]
Существует еще одно различие между этими двумя типами фазовых детекторов. Таким образом, ФАПЧ с фазовым детектором типа 1 содержит контурный фильтр, работающий как фильтр нижних частот, сглаживающий логический выходной сигнал полной амплитуды. В таком контуре всегда присутствует некоторая остаточная пульсация и, следовательно, периодические фазовые изменения. В тех схемах, где ФАПЧ используется для умножения или синтеза частот, к выходному сигналу добавляются еще и боковые полосы фазовой модуляции ( см. разд. [11]
Еще одно преимущество заключается в полном отсутствии выходного сигнала в случае, когда входные сигналы находятся в синхронизме. Это означает, что на выходе отсутствуют пульсации, из-за которых в фазовых детекторах типа 1 происходит периодическая фазовая модуляция. [12]
В этом примере для упрощения фильтра мы использовали фронтовой ( типа 2) фазовый детектор. На практике возможно это и не самое лучшее решение для ФАПЧ, синхронизированной с сетевой частотой 60 Гц, поскольку сигналы с частотой 60 Гц содержат сравнительно высокий уровень шума. При тщательном выборе аналоговой входной схемы ( например, после фильтра нижних частот включить триггер Шмитта) можно добиться хорошей работы схемы; в противном случае следует использовать фазовый детектор типа 1 со схемой ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. [13]
Это решение на практике может оказаться не самым лучшим из-за высокого уровня сетевых наводок. При тщательном выборе схемы аналогового входа ( например, можно применить триггер Шмитта) может быть достигнута хорошая работа схемы. В противном случае рекомендуется использовать фазовый детектор типа 1 со схемой Исключающее ИЛИ. [14]
ГУН, так как выход фазового детектора непосредственно управляет ГУН. В контур второго порядка вводится дополнительная фильтрация на низкой частоте с целью предотвращения неустойчивости. Такой контур обладает свойством маховика и, кроме того, уменьшает диапазон захвата и увеличивает время захвата. К тому же, как будет показано ниже, при использовании фазовых детекторов типа 2 контур второго порядка гарантирует фазовую синхронизации при нулевой разности фаз между опорным сигналом и сигналом ГУН. Практически во всех системах применяют контуры второго порядка, поскольку в большинстве применений система ФАПЧ должна обеспечивать малые флуктуации фазы выходного сигнала, а также обладать некоторыми свойствами памяти или маховика. Вернемся к делу и рассмотрим применение ФАПЧ на примерах. [15]
Страницы: 1 2