Фазові компаратори

Фазовий компаратор 1 (Рс1) - «що виключає або»

Сигнали на входах компаратора повинні мати шпаруватість 2 (50% duty factor).

Мал. 7.17

Передавальна характеристика компаратора першого типу

Фазовий компаратор 2 (Рс2)

Мал. 7.18

Це детектор, перемиканий позитивними фронтами. При цьому шпаруватість сигналів не має значення. Компаратор містить два D-триггера, вентиль, що управляє, і вихід з трьома станами. Схема працює як реверсивний лічильник. SIGIN (далі S) викликає рахунок вгору, COMPIN (далі С) - рахунок вниз.

Передавальна функція Рс2 має вигляд:

.

Посилення компаратора

.

Коли частоти на входах рівні, але фаза S випереджає С, драйвер р-типу на виході РС2 включає ON на якийсь час, відповідне відмінності фаз (φDEM_OUT)- Коли фаза S відстає від С, драйвер n-типу включає ON. Коли частота S вища, ніж частота С, вихід драйвера р-типу включається на якийсь час, що перевищує період вхідного сигналу, і для решти циклів обидва р- і n-драйвера вимикаються (третій стан). Якщо частота S нижча, ніж частота C, включається драйвер n-типe на якийсь час, більше періоду. Відповідно, напруга на конденсаторі С2 вузькосмугового фільтру, приєднаного до виведення PC2_OUT, змінюється до тих пір, поки сигнали на входах компаратора порівняються по фазі і частоті. В цій стабільній крапці напруга на С2 залишається постійною, поки вихід РС2 в третьому стані и вхід ГУН на 9 виході мають високий імпеданс.

Також при цих умовах сигнал на виході РСР_OUT має високий рівень, і отже може використовуватись для індикації умов синхронізації (locked condition). Так для РС2 не існують фазові відмінності між сигналами S і С по всьому діапазоні частот ГУН. Більш того, розсіювання потужності в вузькополосному фільтрі зменшується, оскільки р- і n-драйверы вимкнені для більшості періодів сигналу. Необхідно відзначити, що діапазон синхронізації ФАПЧ (lock range) при цьому типі фазового компаратора рівний діапазону захоплення (capture range) і не залежить від вузькосмугового фільтру. За відсутності сигналу на вході S частота ГУН за допомогою РС2 встановлюється найменшою.

Мал. 7.19

Фазовий компаратор 3 (РС3)

Перемиканий позитивними фронтами фазовий детектор, що використовує трігер RS. Коли ФАПЧ використовує цей компаратор, контур управляється позитивними переходами сигналу і фактор заповнення сигналів S і С не має значення. Передавальна характеристика має вигляд:

.

де VDEM_OUT – сигнал на виході 10;

VDEM_OUT = VPC3_OUT.

Посилення фазового компаратора рівне:

.

Середнє значення виходу РС3 на виводі 10 є результатом фазової відмінності між S і С як показано на мал. 7.20. Типова форма сигналу - на мал. 7.21.

Мал. 7.20

Мал. 7.21

Характеристика на мал. 7.19 відрізняється від аналогічної для РС2 тим, що фазовий кут змінюється від 0 до 360 градусів і рівний 180 градусів на центральній частоті. Хоча РС3 дає більше розмах напруги, чим РС2, але зміст пульсацій вхідного сигналу ГУН вищий. Діапазон синхронізму (lock range) ФАПЧ для даного типу фазового компаратора і діапазон захвату (capture range) залежуть від смуги фільтру. За відсутності сигналу на вході S частота ГУН за допомогою РС3 встановлюється найменшою.

Дата добавления: 2015-09-06