|
| |
 |
Электронные компоненты Мануалы (Конденсатор емкостью 0,001 мкФ включается между выводами 7 а 8 для предотвращения паразитного самовозбуждения.) Пример 3.1. Выделение сигналов частотной манипуляции с помощью ФАП. Телетайпная информация обычно передается по телефонным линиям частог-но-манипулированными сигналами (частота рабочей посылки и частота паузы передаются как две разные частоты). Стандартный модем, используемый для этой цели, может передавать частоту «паузы» 2025 Гц и частоту «посылки» 2225 Гц. Это, конечно, может рассматриваться как сигнал данных прямоугольной формы и как частотная модуляция несущей 2125 Гц на ±100 Гц (полная девиация частоты ~ 10 7о). Типовая скорость данных равна ПО Бод (бит в секунду), поэтому базовая ширина полосы частот сигнала будет равна НО Гц. От детектора требуется восстановление частотно-модулированиых данных. Управляющее напряжение ГУН контура ФАП отвечает этому требованию, когда ГУН следит за частотной модуляцией входных сигналов. Решение. Мы используем прибор LM565 при обсуждении разработки ФАП для детектирования частотно-модулированного сигнала. Читателю, интересующемуся-данным вопросом, рекомендуется работа National Application Note AN 46 «The Phase Lock Loop 1С-A Communication Building Blocfo> («Интегральные схемы фазовой автоподстройки - функциональные узлы для устройств связи») для более глубокого изучения. Схема ФАП должна быть типа слежение за модуляцией и иметь достаточно широкую полосу, чтобы детектировать модулированный сигнал без чрезмерного искажения. При передаче на несущей ширина полосы сигнала с двумя боковыми полосами равна B2(A/-ffM). (3.45) где Af -максимум частотного отклонения от средней частоты, f«, - наивысшая частота модуляции, поэтому ширина полосы контура должна быть по крайней мере 210 Гц. В разд. 3.4 мы будем говорить, что ширина полосы контура должна быть больше, чем эта, но после детектирования ширину полосы последетекторного фильтра следует ограничить базовой полосой частот. Выбираем ширину полосы контура 300 Гц, а для последетекторного фильтра 100 Гц. Считаем, что Vt = 12 В (±6 В). Используем запаздывающе-опере-жающий фильтр для получения лучших характеристик. Процедура расчета следующая: Временные составляющие ГУН; о = 2125Гц, RoCo== 1,27т-Ю-К (3.38) Если Со = 0,0047 мкФ, то 27 кОм. Фильтр контура: если мы примем ширину полосы контура В = 300 Гц и положим С = 0,7, то можем вычислить С)„ = 2B/LS + 1/(4?)] = 568. (3.15) Т2 = Ri S 2?/ш„ = 2,4648.10". (3.10) Rfi -f i?2i = K/al = 1,8443• 10-2 (342) где К = 5950 из формулы (3.39). Поэтому ?iCi = 1,8443-10-2 - 2,4648-J L. 10-3 = 1,5978 • 10-2, .fajj jg Ri = 3,6 кОм (внутреннее); тогда при Cj = 4,4 мкФ. R2 - 560 Ом (3.1G) возьмем . Сг = 0,33 мкФ. (3.44) Полная схема показана на рис. 3.36. Полный размах демодулироваяного выходного колебания на емкости Са (для 10 7о-ной девиации) составляет 300 мВ. Этот сигнал в дальнейшем фильтруется RC-фильтром и поступает на усилитель TL 081, который восстанавливает прямоугольную форму сигнала данных. Прибор LM565 (и большинство других монолитных схем ФАП) использует детектор с перемножением. Следовательно, важно обеспечить, чтобы скачкообразные изменения частоты входного сигнала не были бы причиной изменения выходного сигнала фазового детектора более чем на 90°. Так как Д(0 = 2Я-200, то Доз/«п = 2,2. 2,2 мнФ Вход " \7нОм\\ 4 LM565 ~\lffKOM ШкОм - ~0,001мнФ 150 нОм -0,004-7  2,2тФ -6 В \}5Б0 0m~Y03 миф Т/мнФ 0,01 мп Ф Рис. 3.36. Схема фазовой автоподстройки для демодуляции сигнала, исполь-зуюшая прибор LM565. Из рис. 3.7 для скачкообразного изменения частоты входного сигнала имеем Фе (Птах = (Асо/м„) • 0,45 = 0,99 рад ~ 57°. Это дает возможность получить для фазового детектора достаточно высокие характеристики. Пример 3.2. Проектирование схемы фазовой автоподстройки на кварцевом генераторе, управляемом напряжением (КГУН). В качестве второго примера мы обсудим конструирование контура фазовой автоподстройки, используя КГУН. Эти типы схем широко используются в цифровых сетях для синхронизации ряда точных задающих генераторов, расположенных в узлах разных географических зон, по эталонному генератору. Узловые задающие генераторы должны иметь очень хорошую частотную стабильность; поэтому их частоты будут близки к эталонной частоте, даже если она пропадает. Контур Должен быть синхронизирован по несущей частоте, при этом она должна подавлять большой джиттер частоты от частоты эталона и, следовательно, иметь крайне узкую полосу. Решение. Схема фазовой автоподстройки, используемая для получения Частоты синхронизации 1,544 МГц для первого уровня цифровЬй иерархии в системе цифровой передачи в Северной Америке, показана па рис. 3.37. Квар- цевый генератор показан на рис. 3.32, а фазочастотный детектор - на рис. 3.27. Фазы обычно сравниваются на частоте 8 кГц. Имеющаяся большая кратность деления частоты позволяет частично подавить очень большое отклонение входной частоты (деление на 64 тоже удовлетворительно).  Рис. 3.37. Схема фазовой автоподстройки с синхронизацией несущей с квар-цевы"м генератором, управляемым напряжением. Оценим следующие показатели схемы: /Сд = 3,7/(4я) В/рад. (Выход изменяется в пределах 5-2Vd, если фаза изменяется в диапазоне ±2я.) (Частота ГУН изменяется в пределах ±1000 Гц, если управляемое напряжение изменяется в диапазоне около 30 В.) Коэффициент усиления замкнутого контура К - KoKilN = 0,159. Для составляющих значения приведены ниже; м„ = -jKKRfi) = 4,91, f„ = 0,78 Гц, t, = ((0„/2) ЯгС = 0,53. (3.9) (3.10) Сопротивление затухания довольно-таки большое, поэтому нужно включить конденсатор емкостью 0,1 мкФ для ослабления высокочастотных составляющих внутри контура. Ширина полосы контура равна поэтому около 2,5 Гц. 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 |