|
| |
  |
Теория строительства Книги и журналы ВхоШ сигнал 1) подсистема ФАПЧ с триггером. В этой подсистеме ошибка по фазе связана с длительностью промежутка времени между установкой и сбросом триггера одними из фронтов (положительными или отрицательными) входного сигнала и опорного тактового генератора; 2) подсистема ФАПЧ с АЦП, работающим на частоте Найквиста. В данной подсистеме входной сигнал дискретизируется с частотой Найквиста; 3) подсистема ФАПЧ с фиксацией нуль-пересечений. В такой подсистеме дискретизация осуществляется в моменты нуль-пересечений входного сигнала; 4) подсистема ФАПЧ с дискретизацией при опережениях и запаздываниях. В этой подсистеме фазовый дискриминатор определяет опережение-запаздывание входного сигнала относительно опорного тактового сигнала. В подсистемах 1, 3, 4-го классов фаза входного информационного сигнала измеряется по отношению к фазе вырабатываемого синхроколебания (подсистемы с неравномерной дискретизацией). В подсистеме 2 фаза входного сигнала измеряется относительно эталонного фиксированного колебания (подсистема с Выход генератора Рис. 5.12. Структурная схема генератора с цифровым управлением (а) и временные диаграммы его работы (б) равномерной дискретизацией). Основная структурная схема цифровой подсистемы ФАПЧ аналогична схеме, изображенной на рис. 5.И, но в ней используется фазовый дискриминатор с дискретизацией, цифровой фильтр и генератор с цифровым управлением. В качестве дискретизируемого фазового дискриминатора применяется либо триггер, либо АЦП. Цифровым эквивалентом аналогового интегрирующего элемента, например, ТС-фильтра, является накапливающий сумматор, т. е. сумматор с задержкой, включенной в цепь обратной связи. Другим вариантом цифрового фильтра является последовательный фильтр типа «iV перед М» [26]. Генератор с цифровым управлением представляет собой программируемую схему деления на N (рис. 5.12). Сигнал, вырабатываемый кварцованным задающим генератором U частота которого в п раз больше тактовой и определяет разрешение по фазовой ошибке, подается на счетчик 2. Содержимое счетчика сравнивается с выходным сигналом t/ex на компараторе 5 и, когда они совпадают, компаратор вырабатывает им тулье V- Импульсы t/g сбрасывают счетчик 2 в нулевое состояние и служат выходным сигналом генератора с цифровым управлением. Меняя входной сигнал 1]%, можно регулировать период f/g. в цифровой магнитной звукозаписи используются фазовые дискриминаторы с характеристиками двух типов: релейной и пилообразной (рис. 5.13). В том случае, когда определяющим фактором является точность синхронизации по фазе, следует выбирать релейную характеристику, имеющую малую зону неопределенности. Однако фазовый дискриминатор с пилообразной характеристикой обладает более высокой помехоустой.ивостью в условиях шумов. При проектиэовании подсистем ФАПЧ обычно стремятся, чтобы в неустановившемся режиме полоса захвата была как можно шире, а после достижения установившегося режима - минимальная. Полосу удержания стремятся сделать максимальной, а время вхождения в синхронизм (время захвата), величину и частотный диапазон выход
Рис. 5.13. Релейная (а) и пилообразная (б) характеристики фазового дискриминатора  Рис. 5.14. Перестраиваемый петлевой фильтр шумов - минимальными. Но полоса захвата пропорциональна полосе шумов, т. е. имеется противоречие в получении требуемых значений. В какой-то мере это противоречие можно разрешить, применяя петлевые фильтры с перестраиваемыми полосами пропускания, i Возможность перестройки полосы пропускания поясним на примере ФНЧ, состоящего из двух последовательно включенных RC-цепей (рис. 5.14). Параллельно активному сопротивлению второй цепи R2 встречно включены два диода VD1, VD2. Диоды открыты при переменном входном сигнале. В результате сопротивление R2 шунтируется и устанавливается постоянная времени фильтра, обеспечивающая широкий диапазон захвата цепи синхронизации. Когда подсистема ФАПЧ вошла в синхронизм, появляется сигнал постоянного тока и диоды запираются. При этом устанавливается постоянная времени, соответствующая двум последовательно включенным iC-цепям и узкой полосе захвата. Для уверенного вхождения в синхронизм необходимо, чтобы полоса захвата была больше суммарной нестабильности частоты входного сигнала и синхросигнала, вырабатываемого ГУН. Для улучшения характеристик подсистем синхронизации на основе ФАПЧ необходимо также уменьшать величину фазовых дрожаний синхросигнала, которые вызываются низкочастотными составляющими на входе ГУН. Одним из способов уменьшения фазовых дрожаний является введение делителей частоты на входах фазового дискриминатора. Использование делителей частоты, т. е. уменьшение частоты среза петлевого фильтра позволяет подавить высокочастотные составляющие фазовых дрожаний и уменьшить  полосу шумов пропорционально коэффициентам деления. Однако-при этом увеличивается время вхождения в синхронизм Рассмотрим примеры реализации инерционных подги:тем синхронизации. На рис. 5.15 изображены структурная схема и временные диаграммы работы подсистемы тактовой синхронизации УФМ, (2,7) и других сигналов с некратными соотношениями характеристических интервалов. Воспроизведенный и преобразованный в прямоугольную форму сигнал Овх поступает на вход формирователя / импульсов, который вырабатывает короткие импульсы Ul из всех нуль-пересечений входного сигнала. Импульсы Ul расширяются одновибратором 2 до длительности, равной Т,./2, и подаются на один из входов фазового дискриминатора 3, в качестве которого использован элемент с тремя выходными состояниями. При использовании, например, ИМС 155 серии удобно выбрать буферный усилитель с тремя состояниями К155ЛП8. На другой вход фазового дискриминатора 3 поступает опорное колебание (/g, снимаемое с единичного выхода триггера 8. Напряжение сигнала ошибки, отображающее разность фаз между входным сигналом и опорным колебанием, формируется с помощью С-цепочки, подключенной к выходу элемента с тремя выходными состояниями. При наличии на входе элемента 3 импульса Ui конденсатор С заряжается или разряжается в зависимости от знака напряжения f/g, а при отсутствии импульса U конденсатор С оказывается отключенным от выхода элемента 5. ТС-цепочка подсоединена к буферному повторителю 4 с высоким входным сопротивлением, который предотвращает разряд конденсатора С через нагрузку в промежутках между импульсами U- Сигнал ошибки U интегрируется фильтром 5 низких частот, усиливается усилителем постоянного тока 6 и подается на вход ГУН 7 для управления его частотой. Генератор 7 вырабатывает прямоугольное колебание f/,, средняя частота которого равна удвоенной тактовой частоте воспроизводимого с магнитного носителя сигнала. Для устранения фазовых рассогласований входного сигнала и опорного синхроколебания введена манипуляция фазы опорного колебания, осуществляемая с
Рис. 5.15. Структурная схема (а) и временные диаграммы (б) работы подсистемы тактовой синхронизации с коррекцией фазы опорного колебания 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 |