Частотный синтез на основе ФАПЧ. Обзор методов синтеза | страница 79
В другом варианте можно использовать внешнее программное управление ключом. При переключении на новую частоту ключ замыкается на время, заведомо достаточное для переходного процесса. Но это несколько увеличивает время на переключение частоты, поскольку о длительности переходного процесса можно судить лишь приближённо, и потому необходимо вводить существенный запас при выборе названного времени на замыкание ключа.
В качестве ключей можно применять, например, микросхемы серии ADG фирмы Analog Devices, которые имеют значения сопротивления в открытом состоянии омы и доли омов, а время переключения – единицы наносекунд.
4.2. Индикатор захвата
Схема индикации захвата показана на рисунке 4.2. Она содержит [3] последовательно соединённые квадратурный (когерентный амплитудный) детектор, сглаживающий фильтр и пороговый элемент с инвертером. На схеме показан также выход АУУ (Автоматическое Управление Усилением в петле ФАПЧ), назначение которого будет пояснено в следующем разделе. На входах квадратурного детектора действуют сигналы с опорной фазой φ>г и управляемой фазой φ>с, сдвинутой фазовращателем Фвр на угол 90 градусов относительно фазы управляемого генератора.
Рис.4.2. Схема индикатора захвата
Положим, к примеру, что напряжение на выходе основного ФД (в петле ФАПЧ) пропорционально Sinθ, где θ=φ>г-φ>с. Тогда напряжение на выходе квадратурного детектора оказывается пропорциональным Cosθ. Это значит, что в режиме синхронизма, когда θ≈0, основной ФД выдаёт близкое к нулю напряжение, в то время как квадратурный детектор наоборот – напряжение, близкое к его максимально возможному значению. Напряжение с выхода квадратурного детектора, через сглаживающий фильтр, поступает на вход порогового элемента и переводит его в состояние логической единицы, которая затем инвертируется на выход в логический ноль. В качестве порогового элемента может использоваться триггер Шмидта. Логический ноль на выходе индикатора захвата является сигналом, что никакого воздействия на систему ФАПЧ не требуется.
При отсутствии синхронизма в системе ФАПЧ возникают биения на выходе квадратурного детектора (как и на выходе основного ФД). Среднее значение напряжения биений на выходе сглаживающего фильтра при достаточно большом частотном рассогласовании, когда форма биений приближается к синусоидальной, близко к нулю. В этом случае пороговый элемент выдаёт логический ноль, инвертируемый на выход в единицу. Эта единица и является сигналом отсутствия синхронизма в системе ФАПЧ. Как только система выпадает из синхронизма, возникает импульс на выходе индикатора захвата, который замыкает ключ, например, в схеме ФНЧ, показанной на рисунке 4.1-В. После установления синхронизма импульс исчезает, ключ размыкается, и система ФАПЧ переходит в режим удержания частота, возвращаясь к исходным, расчётным параметрам.
