да задач: затягивание импульсов, синтез частот, кратных опорной, синхронизация логического устройства под приходящий сигнал, генерация опорных сеток, преобразование напряжение -частота.

В данио.м параграфе рассмотрим микросхему ФАП К564ГГ1 н две схемы мультивибраторов: CD4047 (автогенератор с перезапуском) и К564АГ1 (CD4098; ждущий, двухканальный с перезапуском).

Микромощная цифровая микросхема ФАП К564ГГ1 эффективно применяется в ЧМ-детекторах (демодуляторах) и ЧМ-модуляторах, в умножителях п синтезаторах частот, синхронизаторах потоков данных, декодерах поднесущих, в связных схемах модулятор-демодулятор (сокращенно они называются модем), а также используется как генератор и формирователь сигналов. Эквивалентная замена - CD4Qi6B.

Ш1 mtrn

ВыхоЗФИ -

ВЫХВВФК!-

вховт,г-

] в

£1

а

- exoff

- выход Фт~

- Выходив-

- вход гуп

Рис. 2.73. Микросхема К564ГГ1:

а - структурная левка

схема; 6 - доко.

Микросхема К564ГГ1 (рис. 2.73) содержит следующие внутренние узлы: генератор, управляемый напряжением (ГУН), два фазовых компаратора (ФК1-исключающее ИЛИ или ФК.2 - триггерная схема), формирователь-усилитель УФ входного сигнала, выходной истоковый повторитель ИП. Для удобства применения на кристалле микросхемы изготовлен источник опорного напряжения - стабилитрон с напряжением 5,2 В. Рассмотрим действие отдельных частей микросхемы ФАП К564ГГ1. На рис. 2.73, а показана полная схема так называемой петли ФАП.

Узел ГУН -основа ФАП. Она обеспечивает линейность преобразования напряжение - частота лучше 1%. Для установки свободной частоты ГУН и диапазона девиации этой частоты требуется три внешних элемента: конденсатор С1 и резисторы R1,R2 (см. рис. 2.75, а). Элементы R1 и С1 фиксируют свободную частоту генерации, с помощью R2 этой частоте можно дать постоянный сдвиг.

Частота выходных импульсов ГУН (на выходе 4) называется сво-

бедной, если на входе управления частотой ГУН (иа выводе 9) напряжение отсутствует.

В петле ФАП на вход ГУН (вывод 9) подается напряжение ошибки. В устройстве (рис. 2.73, а) оно снимается с внешнего фильтра низкой частоты (R3, С2), где сглаживается импульсный сигнал, генерируемый одним из фазовых компараторов ФК1 или ФК2. Выбрать выход компаратора позволяет переключатель S1. Управляющий сигнал ГУН имеется и на выводе 10 - исток повторителя. Для правильной работы повторителя требуется подключать внешний резистор нагрузки Rh> >10кОм. Если этот выход не нужен, вывод 10 оставьте свободным.

Петля ФАП в схеме (рис. 2.73, а) состоит из трех узлов; ГУН, ФК1 (или ФК2) и фильтра низкой частоты (ФНЧ). Фильтр НЧ образуют резистор R3 н конденсатор С2. Как известно, особо опасна для работы системы ФАП вторая гармоника частоты ГУН. Поскольку входное сопротивление ГУН велико (до ЮОм), номинальная емкость конденсатора С2 в результате может быть небольшой. Входной цифровой сигнал Uc вводится в петлю ФАП от входа 14 через усилитель УФ и поступает на сигнальные входы обоих компараторов ФК1 и ФК2. На вторые входы компараторов подается выходной меандр свободной частоты от выхода ГУН. На выходе ФК в начальный момент должно прнсутствовагь напряжение ошибки, соответствующее разности частот сигнала Uc и свободной ГУН. Отфильтрованное (сглаженное) напряжение с конденсатора С2 поступает на вход ГУН (вывод 9) в такой фазе, чтобы частота ГУН стала приближаться к частоте сигнала Uc.

Некоторое время, таким образом, будет идти переходной процесс автоподстройки частоты. В конце этого процесса установится режим автоподстройки фазы, поскольку частоты будут равны. Затем петля ФАП с большой точностью уравняет фазы сигнала и выходного напряжения ГУН. Полезными выходными сигналами петли ФАП могут быть как напряжение с выхода ФНЧ (выход повторителя, вывод 10), так и выходная частота fpyj(вывод 4). Напряжение иф5ц используется при демо-дулировании входного ЧМ-сигнала (получается ЧМ-детектор), а частота ff-yH - результат работы синтезатора частоты.

Для синтеза частот, кратных входной частоте сигнала Uc, выход ГУН (вывод 4) присоединяется ко входам ФК (вывод 3) через внешний цифровой делитель частоты в N раз. Тогда выходная частота ГУН будет в N раз выше, чем основная. Для схем синтеза частот необходимы счетчики с предварительной записью, а также реверсивные и программируемые; можно использовать счетчики К176ИЕ4, К56ШЕ9 и К561ИЕ10.

У схемы ГУН имеется вход разрешения Е. Напряжение низкого уровня на этом входе разрешает работу схеме ГУН и нстоковому повторителю. Если требуется уменьшить мощность потребления в режиме ожидания, на вход разрешения Е следует подать напряжение высокого уровня. Номиналы внешних элементов следует выбирать в пределах: R1, R2>10 кОм, R <1 МОм, С1>100 пФ (прн U n = 5 В) и С1>50 пФ (при и ,п>10В).

Центральную частоту ГУН fo (свободная частота ФАП, работающей с компаратором ФК1) можно выбрать по рис. 2.74, а. Выбранную частоту fo следует сместить (сдвинуть) на величину А1сдв, если вывод 12 микросхемы и нулевой провод соединить через резистор R2. Значение частотьгг сдвига АГодв можно определить по рис. 2.84, б. Необходимо учесть, что от экземпляра к экземпляру микросхем выбранные значения fo и AfcaB могут меняться даже на 20 %,

На рис. 2:74, в показана зависимость максимальной { ах и минимальной fmin частот от отношения номиналов R2/R1. Здесь 1тзх определяется, когда UB pyj = U ,n, а { ш, если Ugpyj =0. Значение частоты fmax составляет 1,5 МГц (Un.if=15 В); при U .ii = 5 В fmax =

= 0,5 МГц.

Фазовые компараторы ФК1 и ФК2 имеют общие входы (вывод 3, см. рис. 2.73,6). На внешний вывод 3 следует подавать сигнал только логики К.МОП (уровень логического нуля ниже 0,3 Un.n, логической

10 10 7

10 10

10 10

Jmax/finin

Ю 10 С1 миЧ S)

Рис. 2.74. Частотные характеристики ФАП:

а - зависимость центральной частоты fo от RI и С1; б-га Afrrr,; б - зависимость пределов частот от отношения R2/R1

то же для частоты сдви-

единицы - выше 0,7 Ua.n). Сигналы с меньшей амплитудой можно подавать через емкость и дополнительный усилительный каскад. ФК1 -< простой каскад исключающее ИЛИ. Для хорошей его работы и увеличения диапазона захвата ФАП требуется строго симметричный входной меандр Uc. Схема ФК1 такова, что без входного сигнала (или помехи) на ее выходе имеется потенциал Ua.n/2, под действием которого ГУН должен генерировать на центральной частоте диапазона fo. С этим компаратором ФК1 полоса захвата петли ФАП остается в заданных пределах при сильных помехах. ФК1 лучше обеспечивает слеН1ение ФАП на