Частотный синтез на основе ФАПЧ. Обзор методов синтеза | страница 78
В данном разделе рассматриваются дополнительные средства для расширения области захвата (acquisition aids – в американской терминологии), которые могут использоваться как самостоятельно, так и в сочетании с описанными выше. Они, известные в настоящее время, основаны на четырёх подходах [2] к решению данной задачи:
1 – изменение параметров петли на время установления нового значения частоты;
2 – использование частотного детектора совместно с фазовым;
3 – совмещение функций частотного и фазового детекторов в одном устройстве – частотно-фазовом детекторе;
4 – использование схем поиска области захвата.
Применяемые при этом устройства не служат для целей расширения полосы синхронизации (диапазона удержания частоты), а лишь уменьшают частотное рассогласование до величины полосы захвата по фазовому каналу.
4.1. Изменение параметров петли ФАПЧ
На рисунке 4.1 показаны три варианта изменения параметров петли путём шунтирования элементов фильтра нижних частот (варианты А и Б) и всего фильтра в целом (вариант В). При этом величина управляющего напряжения в установившемся режиме не меняется.
Рис.4.1. Примеры схем для изменения параметров петли ФАПЧ
В варианте А, как пример, резистор R интегрирующей RC-цепочки шунтируется двумя диодами Д1 и Д2 во встречно-параллельном включении. При отсутствии синхронизма возникают биения сравнительно высокой амплитуды, и для них эффективное сопротивление пары диодов оказывается низким, так что за счёт шунтирования резистора R постоянная времени интегрирующей цепочки значительно уменьшается, полоса захвата расширяется. После установления синхронизма, в установившемся состоянии, оба диода оказываются закрытыми, и постоянная времени интегрирующей цепочки возвращается к исходной величине Τ=RC, рассчитанной, исходя из требуемой устойчивости и фильтрующей способности петли.
В варианте Б используется комплементарная пара транзисторов. В переходном режиме ёмкость C заряжается и разряжается с высокой скоростью через один из открытых транзисторов, то есть резистор R оказывается зашунтированным низкими сопротивлениями переходов транзисторов. После установления синхронизма оба транзистора закрываются, и, как и в предыдущем варианте, постоянная времени фильтра возвращается к значению Τ=RC.
Схемы А и Б эффективно работают при больших сигналах, когда в наибольшей мере используются изломы вольт-амперных характеристик диодов и транзисторов.
В варианте В применён более «радикальный» метод, когда на время переходного процесса фильтр полностью шунтируется ключом К. При этом может использоваться схема индикации захвата или его отсутствия, которая будет описана ниже. При отсутствии захвата она формирует импульс для замыкания ключа.
