Главная  Интегральный монолит 

[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]

ФазвсВвигающы

цепочка Умножатем

Вход AM

Выход

Рис. 9-22. Использование схемы ФАП для когерентного детектирования AM сигналов.

равна частоте несущей AM сигнала, но не имеет амплитудной модуляции. Путем перемножения когерентного эталонного сигнала с амнли-ту дно- моду лиров анным входным сигналом и последующей фильтрации фильтром нижних частот осуществляется выделение модулируемого сигнала. Блок-схема системы демодуляции AM сигнала пр.иведена на рис. 9-22. Так как контур ФАП реагирует только на частоты несущих, очень близкие к собственной частоте fo управляемого генератора, система ФАП, используемая в качестве детектора AM сигнала, имеет также высокую степень избирательности в полосе частот, близких к fo. Фазосдвигающая цепочка RC на р.ис. 9-22 не критична к величине параметров и служит для компенсации сдвига фазы на 90°, вносимого контуром ФАП. Причина появления этого фазового сдвига •будет рассмотрена в следующем параграфе.

9-13. ЭЛЕМЕНТЫ МОНОЛИТНЫХ СИСТЕМ ФАП

Каждый из основных блоков, входящих в систему ФАП ha рис. 9-15, при современной интегральной технологии легко может быть изготовлен в виде монолитной интегральной схемы. Поэтому систе.ма ФАП в целом пригодна для изготовления ее в интегральной форме. Основными блоками, которые определяют характеристики системы, являются фазосравнивающее устройство и управляемый генератор. В настоящем параграфе рассматриваются некоторые типы схем

фазосравнивающего устройства и управляемого генератора. Эти конкретные типы схем выбраны по той. причине, что их нетрудно изготовить, применяя обычную монолитную технологию. Абсолютные значения параметров монолитных элементов в указанных схемах оказывают меньшее влияние на их характеристики.

Фазосравнивающее устройство

Простейшей схемой фазосравнивающего устройства, которая пригодна для изготовления в монол.ит-ной интегральной форме, является фазовый детектор переключающего типа (рис. 9-23,с). Он работает как синхронный .переключатель, который за.мыкается и размыкается опорным напряжением, причем скорость переключения входного сигнала определяется опорным напряжением, которое подается с выхода управляющего генератора.

Ключ

Вход

- Выход

lio(t)

Ui(t)>0

до"

WD"

ujt)

V.- ч

\ J

V ✓

lli(t)

Рис. 9-23. Функциональная схема фазового детектора переключающего типа (а) и типовая форма колебаний (б).



На рис. 9-23,6 показана форма выходного напряжения фазосравнивающего устройства переключающего типа при синусоидальном входном сигнале и прямоугольном опорном напряжении. Напряжение сигнала рассогласования Ud после фильтрации соответствует среднему значению выходного напряжения, которое на рисунке выделено заштрихованными участками. Напряжение рассогласования равно нулю при разности фаз между сигналами на двух входах 90°. Фазовый сдвиг, равный 90°, является свойством, присущим всем фазосравни-вающим устройствам переключающего типа с коэффициентом передачи

Kd=К а cos ц)о, (9-56)

где Ка - коэффициент пропорциональности для заданного уровня входного сигнала.

В системе ФАП, в которой используется фазосравнивающее устройство переключающего типа, когда контур находится в установившемся режиме синхронизации т. е. Ud{t)=0], выходное напряжение управляемого генератора сдвинуто по фазе на 90° относительно фазы входного сигнала.

Схемы фазосравнивающего

устройства переключающего типа легко получить на основе схем ба-


лансных модуляторов, которые рассматривались Б гл. 7 (см. § 7-5 и 7-6). На рис. 7-3 и 7-10 приведены две схемы балансных модуляторов, которые хорошо подходят для изготовления их в форме монолитных интегральных схем. Схема рис. 7-3, как правило, более предпочтительна по сравнению со схемой рис. 7-10, так как она обеспечивает больший коэффициент преобразования и ее можно изготовить только на биполярных транзисторах.

На рис. 9-24 показана схема фазосравнивающего устройства, которая построена на базе схемы балансного модулятора рис. 7-3. В этой схеме входной сигнал Us{t) подается на базу транзисторов Ti и Тг и управляет распределением тока между ними. Выходное напряжение управляемого генератора подается на перекрестно связанные между собой пары транзисторов (Тз, Ti) и (Ts, Гб) и заставляет их работать как два однополюсных переключателя на два направления. Если Us{t) и Uo{t) имеют одинаковые частоты, то выходное напряжение Ue связано с разностью фаз фо между двумя сигналами следующим соотношением:

f/.- cos Та,

(9-57)

Рис. 9-24. Фазосравнивающее устройство,

шстроениое на базе схемы балансного модулятора.

где 5т - крутизна характеристики транзисторов Ti или Тг; Eg-амплитуда сигнала Us{t).

Фильтр нижних частот можно легко объединить со схемой фазосравнивающего устройства рис. 9-24 путем присоединения последовательной комбинации конденсатора Ci и резистора Rz к выходным зажимам фазового детектора. При этом передаточная функция F{s) фильтра нижних частот имеет вид:

• ()=ттГ(та-

в реальных монолитных схемах фильтр нижних частот образуют внешние элементы, чтобы обеспечить более высокую гибкость схемы.



Управляемый генератор

В системе ФАП управляемый генератор, как правило, является наиболее критичным блоком, так как стабильность частоты и демодуля-ционные характеристики ЧМ сигнала системы определяются в основном параметрами этого генератора.

Для обеспечения наибольшей универсальности управляемый генератор должен удовлетворять сле-дующи.м основным требованиям:

1. Иметь линейную зависимость преобразования напряжения в частоту.

2. Иметь высокую стабильность частоты, т. е. малые температурный и временной дрейфы частоты.

3. Работать на высоких частотах.

4. Иметь возможно больший коэффициент преобразования напряжения в частоту.

5. Иметь широкий диапазон слежения.

6. Быть простым в настройке, т. е. частота генератора должна определяться минимально возможным числом элементов схемы.

Кроме этих основных требований, схема управляемого генератора не должна иметь в своем составе индуктивностей, чтобы ее можно было изготовить в монолитной форме.

На рис. 9-25 и 9-26 представлены две основные схемы генератора.


Рис. 9-25. Схема генератора, построенная на базе интегратора и триггера Шмитта.

1а Aill f

Tflfl

EbixoS °~

-T-[ T

Рис. 9-26. Схема генератора, построенная на базе мультивибратора с эмиттерной связью.

которые удовлетворяют большинству перечисленных выше требований. Схема на рис. 9-25 представляет собой комбинацию интегратора и триггера Шмитта, в которой задающий конденсатор Со попеременно заряжается и разряжается от источника тока h, управляемого напряжением. Триггер Шмитта, построенный на транзисторах Г4, Т, Те и T, запускается уровнем напряжения На на конденсаторе Со и закрывает или открывает переключающий транзистор Гз. В этот .момент начинается цикл заряда или разряда конденсатора. Частота колебаний fc определяется соотношением

(9-59)

где Si - крутизна управляемого напряжением источника тока /1; Ui и (72 -нижний и верхний уровни напряжения триггера Шмитта. Генератор такого типа может вырабатывать колебания треугольной формы (в точке Л схемы рис. 9-25) или прямоугольной формы (в точке В). Транзисторы Ti и Tz в.месте с- диодами образуют источник тока (ом. рис. 4-2), который уравнивает токи заряда и разряда конденсатора. При этом заряд и разряд заканчиваются на половине рабочего цикла управ-



[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]

0.0008