|
| |
 |
Электронные компоненты Мануалы 3.2г. Автогенераторы с синхронизацией Наконец, кратко опишем способ внешней синхронизации автогенератора. Хорошо известно, что, если небольшой внешний сигнал вводить в подходящую точку цепи обратной связи автогенератора и если частота внешнего сигнала очень близка к собственной частоте автогенератора, автогенератор синхронизируется по вводимой частоте. Объяснение этого явления основывается на том факте, что активный прибор в автогенераторе работает в нелинейной области его характеристик. Внешний сигнал сдвигает фазу напряжения обратной связи, но не меняет его амплитуду. Это изменяет частоту самовозбуждения, в результате чего изменяется фаза выходного напряжения. Процесс продолжается до тех пор, пока частота автогенератора не станет равной частоте управляющего сигнала. За исключением некоторых потребительских схем, синусоидальные задающие автогенераторы редко используются в современных разработках. Однако внешняя синхронизация является очень удобным и распространенным способом синхронизации астабильного мультивибратора. На рис. 3.21 показан простой астабильный мультивибратор, который спроектирован на возможность синхронизации по внешней частоте. Мультивибратор реализуется на КМОП-логических элементах ИЛИ-НЕ (серия CD4001). Собственная частота определяется элементами С и R, напряжением источника питания Vdd и амплитудой импульсов логики Vr {Vdd/2 ± 40 %). Сопротивление 10R развязывает напряжение в точке В от воздействия импульсов на входе прибора Формы напряжения в различных точках схемы с учетом того, что напряжение в точке В изолировано от входных импульсов прибора показаны на рис. 3.21, счет на 64 ± п, где п может быть большим, зависящим от количества единиц и нулей в последовательности. Схема в конце концов не сможет синхронизироваться, если последовательность слишком длинна (скажем, 25 единиц или нулей в ряду); поэтому важно для нормальной работы схемы ограничить число единиц или нулей в последовательности до максимального числа, скажем до 8. Но эта проблема является общей для всех схем формирования тактовых последовательностей от случайных входных данных. Поэтому NRZ-формат данных в чистом виде не подходит для передачи данных. Данные, закодированные по фазе, которые имеют хотя бы один переход за период данных, гораздо более подходящие как для передачи, так и для формирования тактовых импульсов. F +V Рис. 3.21. Внешняя синхронизация астабильного мультивибратора. Схема (a)i временная диаграмма самовозбуждения (б); временная диаграмма при син* хронизации частотой fi (в). Частота колебаний получается равной /, = ;С1пЬ±. h==RCIn yZv (3.28) Формы напряжения изменяются, когда мультивибратор син» хронизируется по внешнему сигналу частоты fi, как показано на рисунке. Для нормальной работы частота внешнего сигнала fi 3.3. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ СХЕМ ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКИ Прежде чем рассматривать некоторые практические схемы фазовой автоподстройки, стоит проанализировать их общие элементы, а именно фазовые детекторы, ГУН и факторы, определяющие выбор специфической составляющей для данного применения. Мы уже обсудили различные типы контурных фильтров и указали, что в большинстве практических разработок обычно выбирают активные фильтры второго порядка из-за их лучших характеристик. 3.3а. Фазовые детекторы В литературе описаны различные типы фазовых детекторов: фазовые детекторы с устройством выборки и хранения, фазовые детекторы типа дискриминаторов, фазовые детекторы с перемножением и цифровые фазовые детекторы. Характеристики этих фазовых детекторов сильно изменяются и нет ни одного детектора, который был бы универсальным. При выборе фазового детектора для практического применения следует учитывать ряд моментов. • Природа входного сигнала. Косинусоидальный вход требует фазовых детекторов, которые могут не подходить для цифровых сигналов. Также для цифровых сигналов фазовые детекторы, использующие входы с регулярной синхронизацией, часто не подходят, если на вход поступают случайные данные. • Линейность выходных характеристик фазового детектора от входной фазовой ошибки. • Диапазон входной фазовой ошибки, в пределах которого линеен выходной сигнал. Чем шире этот диапазон, тем полезнее должна быть больше частоты колебаний fo- Но существует и верхний предел fi (около 2/о), который не следует превышать для устойчивой работы схемы. Если частота на входе находится в допустимом диапазоне, то она автоматически обеспечивает самосинхронизацию мультивибратора в нужной рабочей точке. Этот тип мультивибраторов целесообразно использовать в схемах, в которых требуется источник синхронизирующих импульсов (мультивибраторы могли бы синхронизироваться по внешнему сигналу, но были бы способны нормально работать в отсутствие сигналов от источника синхронизации). Примером, где такой источник тактовых импульсов может быть очень полезным, является преобразователь постоянного тока в переменный. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 [ 48 ] 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 |