Частотный синтез на основе ФАПЧ. Обзор методов синтеза | страница 68

Схема отличается высокой линейностью характеристики детектирования как на восходящей, так и нисходящей её ветви.

1.5.2. Схема на RS-триггере

На рисунке 1.10 приведена схема RS-триггера (А), диаграммы, поясняющие его работу (Б), и её статическая характеристика (В).

Рис.1.10. Схема и работа RS-триггера в качестве фазового

На входах S и R триггера действуют опорные и сигнальные импульсы, переводящие триггер из состояния 0 в состояние 1 и наоборот. От взаимного временного расположения импульсов зависит скважность импульсов на его выходе. Как и в случае исключающего ИЛИ, низкочастотным фильтром выделяется постоянная составляющая, являющаяся результатом детектирования. Форма характеристики детектирования – пила в пределах 2π.

Достоинство схемы – простота и исключительно высокая линейность статической характеристики детектирования. Недостаток – сравнительно высокий уровень гармоник частоты сравнения. Однако этот недостаток не всегда является решающим. В схемах синтезаторов частоты на ФАПЧ с делителями частоты для приведения сравниваемых частот к равенству этот недостаток несомненно важен, так как, из-за существенного снижения частоты сравнения, приходится значительно сужать полосу пропускания ФНЧ и, следовательно, ухудшать динамику системы. Но есть другой тип синтезаторов, использующих новый класс фазовых детекторов – многочастотных фазовых детекторов (МЧФД), которые позволяют производить фазовое сравнение на исходных, высоких частотах. Там этот недостаток практически не играет роли. О МЧФД см. раздел 5 данного материала.

Существует также множество других, усложнённых схем, в которых используются биполярные и полевые транзисторы, дифференциальные и операционные усилители, ограничители и преобразователи уровня, ключи, а также различные серийно выпускаемые интегральные микросхемы. С ними можно ознакомиться в работе [6].

Можно также построить схему ФД с использованием последовательно включенных АЦП и ЦАП. Положим, что в одном из возможных вариантов сигнал ГУН импульсный, и он тактирует АЦП. Сигнал опорной частоты на аналоговом входе АЦП – пилообразный. АЦП делает выборки из этой пилы и передаёт цифровой код выборок на ЦАП, который следует непосредственно за АЦП. Если разность фаз постоянная, то и цифровой код на выходе АЦП от выборки до выборки будет постоянным, а следовательно и напряжение на выходе ЦАП не будет меняться.. Если же разность фаз изменится, то изменится и код на выходе АЦП, а за ним – и напряжение на выходе ЦАП. Таким образом на выходе ЦАП формируется пилообразная, т.е. линейная, характеристика ФД. Такой детектор можно считать разновидностью схемы «выборка-хранение».