Радиоавтоматика (стр. 27 )

где f – частота выходного сигнала генератора; f0 – номинальная частота генератора; Δf – дискрет перестройки по частоте;n1 – код управления, поступающий с выхода фильтра.

Такой генератор может реализован с использованием цифро-аналогового преобразователя и генератора, управляемого напряжением. Недостатком такого генератора, называемого генератором с непосредственным управлением, является невысокая стабильность при обеспечении достаточного диапазона перестройки по частоте. Использование для повышения стабильности кварцевой стабилизации существенно снижает диапазона перестройки.

Поэтому широкое применение нашли генераторы с косвенным управлением частотой, позволяющие избавиться от этого недостатка. При этом можно использовать кварцевую стабилизацию частоты и одновременно обеспечить широкий диапазон перестройки частоты.

Генератор на основе управляемого делителя (рис. 10.22).

Рис. 10.22. Цифровой управляемый генератор

Дешифратор ДШ определяет нулевое состояние, при этом на выходе формируется импульс, по которому с помощью устройства управления УУ в счетчик записывается число nд. Если в качестве делителя используется реверсивный счетчик, то импульсы с частотой fзг поступают на вход вычитания, в результате чего число nд считывается до нуля. На выходе формируется импульсная последовательность с частотой f:

. (10.8)

Недостатком является нелинейная зависимость частоты от кода nд.

Для обеспечения линейной зависимости необходимо производить пересчет управляющего кода. Для определения формулы пересчета приравняем выражения (10.7) и (10.8):

. (10.9)

Из выражения (10.9) находим nд:

.

Цифровой опорный генератор с управляемым дискретным фазовращателем (рис.10. 23.) Высокостабильный кварцевый задающий генератор формирует последовательность импульсов, которая поступает на вход устройства добавления и исключения импульсов. Исключение или добавление импульса в последовательность приводит к сдвигу фазы на 2π. Уменьшение дискрета подстройки достигается подключением делителя, который формирует опорный сигнал. В результате дискрет подстройки по фазе составит .

Рис. 10.23. Цифровой опорный генератор с управляемым дискретным фазовращателем

Генератор опорного сигнала для системы слежения за задержкой импульсного сигнала. При использовании в качестве опорного сигнала последовательности следящих импульсов основным элементом опорного генератора является преобразователь код-временная задержка. Этот преобразователь преобразует число n1 , формируемое в фильтре, во временную задержку следящих импульсов. Преобразование кода во временную задержку реализуется на управляемой линии задержки или счетчике-формирователе. Рассмотрим схему, выполненную на счетчике-формирователе (рис. 10.24).

Рис. 10.24. Генератор опорного сигнала для системы слежения за задержкой импульсного сигнала

В регистр памяти записывается код , соответствующий оценке задержки.

Синхроимпульсом, связанным по времени с излучением зондирующего импульса, RS – триггер устанавливается в состояние «0». При этом на вход схемы И подается разрешающий уровень напряжения и с генератора счетных импульсов проходят импульсы на вход счетчика. Как только число в счетчике сравнивается с числом (рис.10.25),

Рис. 10.25. Временные диаграммы

на выходе схемы сравнения формируется импульс запуска генератора следящих импульсов. Этим же импульсом восстанавливается начальное состояние триггера и обнуляется счетчик.

Выходной величиной преобразователя является временной сдвиг запускающих импульсов, равный

Тз = n1Tcч,

где Tcч ─ период счетных импульсов, определяющий шаг квантования и точность преобразователя ( см. рис. 10.25).

Цифровой опорный генератор на линии задержки с отводами. Рассмотренные выше схемы опорных генераторов требуют для обеспечения необходимого (достаточно малого) дискрета подстройки, определяющего точность слежения, чтобы частота задающего генератора существенно превышала частоту входного сигнала. Это ограничивает применение схемы при высокой частоте входного сигнала, вследствие ограниченного быстродействия элементной базы. Ниже рассматриваются схемы опорных генераторов, позволяющие расширить частотный диапазон применения.

Опорный генератор на линии задержки с отводами (рис. 10.26) обеспечивает формирование опорного сигнала с частотой, равной частоте задающего генератора.

Рис. 10.26.

Параметры линии задержки определяются соотношениями:

;

Дискрет подстройки фазы равен .

На выходах линии задержки формируется многофазная импульсная последовательность (рис. 10.27).

Рис. 10.27. Многофазная импульсная последовательность

Мультиплексор коммутирует импульсную последовательность в соответствии с адресом, поступившим с реверсивного счетчика. Схема привязки обеспечивает привязку момента смены показаний счетчика к выходному сигналу (для предотвращения их совпадения).

В анализируемой схеме задержка формируется по закону унитарного кода

Рассмотрим схему, в которой формирование задержки производится по принципу позиционной системы счисления. Величина дискрета задержки в разрядах (вес разряда) определяется положением разряда, а количество дискретов задержки в разряде – выбранным основанием (базисом).

Пусть = ,

где выбранный базис системы счисления; n ─ число разрядов позиционного кода. Суммарная задержка (- ) может быть набрана с помощью последовательно включенных n линий задержки. Дискрет задержки каждой последующей линии возрастает пропорционально выбранному базису. Дискрет коррекции фазы опорного сигнала определяется величиной дискрета задержки первой линии, образующей младший разряд. Задержка первой линии равна . Дискрет задержки второй линии ─ а суммарная задержка ─ и т. д. Дискрет задержки n-й линии равен, а суммарная величина задержки ─ Необходимая величина относительной нестабильности линии задержки составляет

Схема дискретного фазовращателя приведена на рис.10.28.

Задающий генератор генерирует сигнал стабильной частоты. С помощью элементов задержки и переключателей производится задержка сигнала задающего генератора по закону управляющего кода. В качестве переключателей могут быть использованы элементы 2И-ИЛИ. Реверсивный счетчик предназначен для формирования управляющего кода. Запоминающее устройство обеспечивает хранение управляющего кода и привязку моментов его изменения к выходным сигналам элементов задержки, что исключает возможность переключения входов и выходов элементов задержки в момент присутствия на входах переключателей сигналов.

Дискрет подстройки фазы управляемого сигнала равен 2/. Объем оборудования, необходимый для построения цифрового фазовращателя, определяется в основном числом отводов, являющихся входами мультиплексоров. Число входов определяет сложность мультиплексоров, коэффициенты пересчета счетчиков, формирующих управляющий код. В соответствии с этим критерием оптимальным является дискретный фазовращатель с линией задержки сформированной по принципу формирования двоичного кода.

Рис.10.28. Функциональная схема дискретного фазовращателя:

Зг - задающий генератор; Эз1,…,Эзn – элементы задаржки; П1,…,Пn – переключатели; РС – реверсивный счетчик; ЗУ – запоминающее устройство.