частотах, близких к гармоникам центральной частоты ГУН fo. Особенность применения ФК1 в том, что фазовый угол между сигналом и выходом компаратора UxOk меняется от О до 180° (см. рис. 2.75, а). На центральной частоте ГУН этот угол равен 90° (четверть периода). На рнс. 2.75, б показан пример диаграммы работы узлов ФАП, когда между напряжением сигнала Uc и напряжением ГУН Uj-yj существует равенство частот fo и угол сдвига соответствует Д периода. В такой момент выходное напряжение ФК1 представляет собой меандр с удвоенной частотой ГУН (третья линия на диаграмме). Постоянная составляющая такого меандра ии.п/2, однако даже после хорошего ФНЧ выходное напряжение ифцимеет некоторую составляющую второй гармоники частоты ГУН (четвертый график диаграммы). Эта помеха, в петле ФАП наиболее трудно устранимая. Полоса захвата ФАП с использованием ФК1 определяется полосой ФНЧ.

и.п/г

ral

Вых (рк

180 А(р,град О

Г О 1

О

1 О

ЫХфНЧ

Рис. 2.75. Характеристика фазового компаратора ФК1 (а) и диаграммы сигналов в схеме ФАП на центральной частоте fo (б)

Схема ФК2 представляет собой четырехтриггериое ЗУ с логикой управления. ЧтобыФК2иФК1 работали на общий выход, схема ФК2 имеет третье состояние Z. ФК2 запускается положительными перепадами входных импульсов, поэтому скважность приходящих прямоугольных импульсов сигнала Uc не имеет значения. На рис. 2.76 показано пять осциллограмм для петли ФАП, работающей с ФК2.

Если частота входного сигнала больше (или меньше), чем частота ГУН, выходной каскад ФК2 находится в разомкнутом Z-состоянии. Когда частоты равны, но сигнал отстает по фазе от напряжения ГУН, выходное напрян<ение ФК2 будет находиться на низком уровне. Если отстает по фазе напрян<ение ГУН от напряжения сигнала Uc, на выходе ФК2 появится напряженне высокого уровня. Высокий (или низкий) уровень на выходе ФК2 будет удерннваться до тех пор, пока существует разность фаз. На выходе ФНЧ (конденсатор С2 на рис. 2.73, а) напряжение Uc2 скачком изменяться не может, поэтому уравнивание фазы Ujjpyfc фазой сигнала Uo потребует некоторого времени.

После уравнивания фаз оба р- и п-канальные выходные транзисторы ФК2 размыкаются, выход переходит в Z-соотояние, следовательно, на конденсаторе С2 будет храниться потенциал, соответствующий ра-

венству фаз. Соответственно управляющему напряжению Uc2 будет зафиксирована частота ГУН. ФК2 имеет специальный выход фазовых импульсов ФИ. По уровню напряжения Сфи можно видеть, находится ли ФАП в режиме слежения (высокий уровень) нли подстройки (низкий уровень).

Таким образом, при работе ФК2 разность фаз между Uc и Lpyjj режиме слежения петли равна нулю. В эти моменты ФК2 потребляет минимум тока, поскольку его выходной каскад разомкнут. Полосы слежения и захвата ФАП с ФК2 одинаковы и не определяются свойствами ФНЧ.

ТУН.

L Г

8ь(х.фнч

Vasbi уравнялись

/

1

Рис. 2.76. Диаграммы сигналов в петле ФАП

Если сигнала Uc нет, ГУН настраивается на самую низкую частоту своего диапазона под воздействием минимального напряжения ицФк

На диаграмме (рис. 2.76) отмечены три периода. Считаем, что частоты Uc и Upy[Jpaвны. На этапе I фаза Uc опережает фазу Upy.После переходного процесса подстройки (ему по времени соответствует отрицательный импульс ифи), фазы уравниваются, так как напряжение Uc2 повышается. Это напряжение сохраняется на протяжении этапа И, когда удерживается равенство фаз.

На этапе П1 соотношение входных фаз сигнальной Uo и опорной Upyjj последовательностей импульсов обратное, поэтому для уравнивания их напряжение Uc2 долнсно несколько уменьшиться.

Особенности применения в петле ФАП фазовых компараторов ФК1 и ФК2 указаны в табл. 2.37. Рисунок 2.77 поясняет соответствующие графы табл. 2.37.

Микросхема CD4047 очень широко применяется в аппаратуре. Она содержит экономичный мультивибратор-автогенератор, который снабжен развитой логикой управления. Структурная схема этого мультивибраго-

Таблица 2.37. Особенности применения фазовых компараторов ФК1 и ФК2 микросхемы К564ГГ1

ра показана на рис. 2,78, а. Мультивибратор имеет входы запуска -fTRG и -TRQ, входы включения автогеиеращш АГ и АГ, а также вход перезапуска RT (retriggering). Выход генератора (вывод 13) снабжен буферным усилителем. Имеется внутренний делитель частоты на 2. От этого делителя есть выходы QhQ. Внешний сброс подается на вывод 9

макс

UixnlZ Un t/jj рун

Выход

Вход

-Вышод

R0 CZ

Рис. 2.77. Графики к табл. 2.37:

а - установка центральной частоты fo без сдвига; б -то же с частотой сдвига

frrr,; в-г - фильтрующие звенья СДВ