Другой важной областью применения устройств ФАПЧ являются модемы для передачи данных. При передаче цифровых данных по телефонным линиям единицы и нули часто кодируются в виде двух различных тональных частот. Этот метод передачи известен под названием частотной манипуляции. Система ФАПЧ может быть использована для их дешифрации, поскольку уровень сигнала на выходе фильтра пропорционален входной частоте. Во многих модемах используется фазовая модуляция одной звуковой частоты, которая также может быть детектирована с помощью ФАПЧ, так как при смене фазы на выходе фильтра появляются пики (короткие импульсы).

Фазовый детектор Управляющий сигнал

( Частота, пропорциониль ная нужной скорости)

Регулятор

ФНЧ

ДВигатвль

Тахометр

Рис. 10.10. Устройство управления скоростью двигателя на основе ФАПЧ.

В синхронизаторах данных также могут использоваться устройства ФАПЧ. При обмене данными между различными системами часто требуется, чтобы тактовые генераторы в этих системах были синхронизированы. При задании на вход ФАПЧ входного потока данных ГУН будет восстанавливать тактовый сигнал передающей системы. Это исключает необходимость в выделении канала передачи данных для посылки синхронизирующего сигнала. Устройства ФАПЧ могут также использоваться для управления скоростью двигателя. Многие электромеханические системы, в частности приводы накопителей на магнитной ленте, должны очень точно управляться по скорости, особенно во время операций пуска и остановки. На рис. 10.10 показано введение системы управления двигателем в контур ФАПЧ.

Устройства ФАПЧ могут также использоваться в частотных синтезаторах. Синтезатор частот представляет собой программируемый датчик частот высокой стабильности и используется в испытательной и передающей аппаратуре. Часто требуется получать любую програм-

мйрованную (заранее заданную) частоту йз одной опорной частоты, имеющей высокую стабильность. Применение схем ФАПЧ в типовом частотном синтезаторе, схема которого показана на рис. 10.11, обеспечивает ряд преимуществ. Счетчики, показанные на этой схеме, могут представлять собой стандартные цифровые интегральные микросхемы, которые выполняют программное деление частоты. Опорная частота /оп сначала делится на целое число М, после чего подается на вход схемы ФАПЧ.

Программа: деление на М

ИВарцеВый генератор

Топ

Счетчии

ФНЧ

ГУН

- Счетчик

Выя-од X -t Л.

Программа: деление на N

Рис. 10.11. Использование устройства ФАПЧ в типовом синтезе частот.

Чтобы контур осуществил захват , такая же частота должна присутствовать на другом входе фазового детектора. Поскольку в цепь обратной связи ГУН последовательно включен другой счетчик (делитель на Л/), для выполнения условий захвата ГУН должен работать на частоте в раз ниже входной частоты ФАПЧ. В результате частота ГУН будет равна fonM/N. Таким образом, программируя М и N, можно синтезировать большое число частот, являющихся дробной частью ,/оп, и стабильность каждой из частот будет равна стабильности опорной частоты.

10.9. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Схемы фазовой автоподстройки получают все более широкое распространение и вскоре появятся во многих схемах и системах, как линейных, так и цифровых. Они могут применяться в широком диапазоне частот от ин-фразвуковых до УКВ.

Sto вводное обсуждение интегральных схем ФАПЧ было подготовлено Дональдом Джоунсом из фирмы Harris Semiconductor (Мельбурн, штат Флорида) для семинара по применению ИМС, проводимого редакцией журнала Electronic Products Magazine.

Глава одиннадцатая

ПРИМЕНЕНИЕ ИМС ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ

Благодаря преимушествам, которые обеспечиваются монолитными устройствами, схемы фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) из специально разрабатываемых превратились в универсальные блоки. В течение последних лет в продаже появился ряд монолитных схем ФАПЧ Однако большинство схем первого поколения не нашло широкого применения ввиду отсутствия возможности работы на высоких частотах и низкой стабильности частоты.

ВТОРОЕ ПОКОЛЕНИЕ

В данной главе рассматривается применение семейства монолитных схем ФАПЧ второго поколения. Они включают в себя монолитное устройство ФАПЧ общего назначения XR-215 и монолитный ФАПЧ - модем XR-210. Обе схемы предназначены для работы в частотном диапазоне от 0,5 Гц до частот, превышающих 20 МГц, и обеспечивают сопряжение с аналоговыми и цифровыми системами. Они могут работать при напряжениях питания от 5 до 26 В при однополярном источнике или от ±2,5 В до +13 В при биполярном источнике, а также во всем диапазоне температур аппаратуры военного применения при типовом значении температурной нестабильности 0,25-10- 1/°С.

II.2. ПРИНЦИП РАБОТЫ ФАПЧ

Фазовая автоподстройка частоты представляет собой единственный в своем роде и в то же время универсальный схемный метод, который обеспечивает селективную частотную настройку и фильтрацию без применения катушек индуктивности. Как показано на рис. 11.1, устройство ФАПЧ представляет собой систему с обратной 156