4.6. Частотно-фазовый детектор
Как отмечалось выше, функции частотного и фазового детекторов могут быть одновременно осуществлены в едином устройстве – частотно-фазовом детекторе (ЧФД). Подробное описание схемы, принципа действия и возможностей ЧФД приведены в Приложении 2.
К этому можно добавить, что возможен также вариант ЧФД без схемы накачки заряда. Такой вариант осуществлён, например, в микросхеме AD9901 фирмы Analog Devices [9]. Он построен на 4-х D-триггерах, схеме исключающего ИЛИ (XOR) и комбинации некоторых других логических схем. Мёртвая зона в нём отсутствует, благодаря чему можно ожидать снижения уровня собственных шумов ЧФД. Однако такой вариант ЧФД не обеспечивает астатизма второго порядка в системе ФАП. Рабочая точка на характеристике детектирования ЧФД смещается вплоть до краёв характеристики в зависимости от начальной расстройки ГУН в пределах полосы удержания.
Для приведения системы ФАПЧ в состояние синхронизма при ограниченной полосе захвата используют также схемы поиска. Это устройства, которые при отсутствии захвата частоты ГУН генерируют сигнал, изменяющий частоту ГУН в пределах его полного частотного диапазона. При попадании частоты ГУН в область захвата поиск прекращается, и система переходит в режим удержания заданной частоты сигнала.
По типу схемного решения и принципу действия схемы поиска бывают:
– аналоговыми или цифроаналоговыми – в зависимости от используемой элементной базы;
– с фиксацией уровня или без – в зависимости от того, остаётся ли уровень напряжения на её выходе после вхождения ФАПЧ в синхронизм, или же исчезает;
– «умными» или «неумными» – в зависимости от направления поиска в момент старта: сразу ли поиск движет частоту к захвату или же из двух возможных направлений начальное оказывается случайным и неправильным, а правильное происходит на следующей ветви напряжения поиска с инверсной крутизной;
– с отдельным генератором поискового напряжения, или же используется элемент петли в определённом режиме.
Конкретная схема поиска может иметь некоторую комбинацию этих свойств. Ниже рассмотрим два варианта схем. Первая из них наиболее простая – аналоговая, без фиксации уровня, «неумная» и с УПТ с положительной обратной связью в качестве генератора поискового напряжения. Вторая более сложная – цифроаналоговая, с фиксацией уровня, «умная» и с цифроаналоговым преобразователем в качестве исполнительного элемента.
