Частотный синтез на основе ФАПЧ. Обзор методов синтеза | страница 67

Рис.1.8. Напряжение на выходе ИФД при соотношении частот, равном 2,5

Для наглядности был приведен простой пример малого коэффициента умножения M=3. В этом случае частота возможного ложного захвата довольно далеко отстоит от нужной гармоники, и потому проблему нетрудно решить путём грубой предварительной установки частоты ГУН, например, с помощью ЦАП. Но с увеличением M количество подобных ситуаций возрастает, причём частоты ложных захватов приближаются к требуемой гармонике. Тогда может потребоваться дополнительная схема предварительной автоматической настройки ГУН до того, как включится ФАПЧ с ИФД. Если же в качестве ГУН используется высокоточный кварцевый генератор, то предварительная его подстройка может не потребоваться.

Существенным недостатком рассмотренных выше схем является наличие в них таких моточных узлов как трансформаторы, что ограничивает их частотный диапазон и практически исключает возможность их воплощение средствами твёрдотельной технологии. Вместе с тем существуют предельно простые чисто цифровые схемы, к которым можно отнести исключающее ИЛИ (XOR) и RS-триггер.

1.5.1. Схема на исключающем ИЛИ

Логическая схема исключающего ИЛИ действует таким образом, что единица на её выходе появляется тогда, когда только на одном её входе присутствует единица. Эта схема называется также полусумматором, поскольку не имеет выхода переноса в следующий, более старший разряд, из-за чего сумма оказывается неполной, старший разряд суммы отсутствует.

На диаграммах А рисунка 1.9 показана работа схемы.

Рис.1.9. К пояснению работы исключающего ИЛИ в качестве фазового детектора

На фрагменте А показан случай, когда входах 1 и 2 схемы действуют импульсы, форма которых – строго меандр. На выходе схемы образуются импульсы, скважность которых зависит от временного взаимного расположения импульсов на входах. После низкочастотной фильтрации выделяется постоянная составляющая выходных импульсов, в результате чего формируется характеристика детектирования E, показанная на диаграмме Б. Характеристика детектирования имеет треугольный вид с максимумом напряжения, соответствующим логической единице, при фазовом сдвиге φ=π

Частота следования импульсов на выходе схемы в два раза выше частоты импульсов на её входах, что облегчает их фильтрацию, Однако, если форма импульсов на одном из входов отличается от меандра, то возникает первая гармоника частоты сравнения (см. диаграммы В), величина которой зависит от степени несоответствия импульсов меандру. Поэтому на входы схемы целесообразно подавать оба сигнала после деления их частот в 2 раза с помощью цифровых делителей частоты, что обеспечивает полное соответствие меандру формы импульсов на входах схемы.