Частотный синтез на основе ФАПЧ. Обзор методов синтеза | страница 34

– накопление числа R логических единиц при поступлении каждого импульса частоты Fr, которую, например, можно считать опорной частотой;

– удаление числа C наиболее ранних из накопленных логических единиц при поступлении каждого импульса частоты Fc, которую, например, можно считать частотой сигнала.

Метод может быть использован для построения МЧФД, как это показано на рисунке 33, где названные выше операции выполняются с помощью распределителя импульсов и кольцевого сдвигового регистра. Текущее содержимое регистра преобразовывается в ЦАП в аналоговый эквивалент, чтобы получить управляющее напряжение для генератора, управляемого напряжением в схеме синтезатора частоты.

Рис.33. МЧФД на базе кольцевого регистра

На рисунке 34 приведены диаграммы работы такой структуры. Диаграммы соответствуют установившемуся состоянию в петле ФАПЧ, и в этом случае на выходе ЦАП присутствуют, как и в предыдущих вариантах схем, только постоянная составляющая E_>C, используемая для управления частотой ГУН, и две пилообразные компоненты с частотами Fr и Fc, подавляемые фильтром нижних частот

.

Рис.34. Диаграммы, поясняющие работу МЧФД на рисунке 33

Важно заметить, что, как следует из рисунков 33 и 34, здесь нет деления частоты в петле ФАПЧ, сравнение фаз происходит непосредственно на исходных, в общем случае, неравных частотах. Это важное достоинство схемы, поскольку, будучи включенной в петлю ФАПЧ, она не создаёт умножения помех, приведенных к её входу.

Кроме того, благодаря наличию множества равновесных разрядов в ЦАП, снижаются требования к точности каждого отдельного разряда или же, с другой стороны, улучшается точность ЦАП при исходной неточности разрядов, что способствует соответствующему улучшению спектра сигнала.

Однако, хотя описанная структура, когда она показана в обобщённом виде, и выглядит простой, но пока что нет достаточной ясности, во что выльется построение Распределителя импульсов. Этот вопрос можно обойти использованием двух кольцеых регистров, опорного и сигнального, тактируемых соответственно опорными и сигнальными импульсами. Тогда распределитель импульсов вообще исключается. При этом коды в одном и другом регистрах вращаются в противоположных направлениях. Также вводятся RS-триггеры по чису разрядов регистров, работающие от импульсов в разрядах регистров. Выходы триггеров поступают на сегментированный ЦАП.

Другой вопрос – это о разрешающей способности по частоте. Если стоит задача обеспечить довольно малый частотный шаг, то объём регистров может оказаться выше разумных пределов. Поэтому требуется найти решение как строить младшие разряды, как вводить перенос от них в регистры и как компенсировать помеху дробности, возникающую при этом.