Основные элементы устройства , реализующего фапч:
Фазовый дискриминатор (ФД) – определяет величину и знак рассогласования сигналов, несущих информацию о поступающих и восстанавливаемых значащих моментах.
Устройство управления (УУ) – вырабатывает сигнал, который управляет объектом регулирования.
Объект регулирования (ОР) -это датчик последовательности управляющих импульсов, согласованных по фазе с последовательностью идеальных значащих моментов.
ФД сравнивает фазы значащих моментов импульсов, поступающих по дискретному каналу от передатчика, с фазами управляющих импульсов, на выходе ОР приемника и выдает сигнал, соответствующий в общем случае величине и знаку рассогласования фаз импульсов сравниваемых последовательностей. Этот сигнал поступает в УУ, которое осуществляет воздействие на последовательность управляющих импульсов на выходе ОР в соответствии с решением ФД.
В ряде случаев в качестве объекта регулирования выбирают задающий генератор(ЗГ).
Продолжим классификацию УСП на основе ФАПЧ.
В.По способу воздействия на ОР с целью корректировки последовательности управляющих импульсов:
- с воздействием на задающий генератор,
- без воздействия на задающий генератор.
Г. По принципу работы УУ:
- системы с непрерывным управлением:
Θ – рассогласование фаз,
К – управляющее воздействие.
-системы с дискретным управлением:
дискретизированы и интервалы рассогласования, и интервалы управления по величине и по знаку воздействия –опережение или отставание.
-системы с релейным управлением.
4.2. Необходимость поэлементной синхронизации . Расчет времени удержания синхронизма.
Пусть fзг– частота задающего генератора .Отклонение частоты от номинального значения через некоторое время работы с учетом всех дестабилизирующих факторов составит
∆f = fзг - f1.
Определим К = ∆f / fзг - коэффициент нестабильности задающего генератора.
Нас интересует время, в течение которого фаза управляющих импульсов приемника разойдется с фазой управляющих импульсов передатчика. Находим
tп
= 1/ ∆f
=
- за это время фаза разойдется
на 1 период колебания Т.
.
Определим время, в течение которого
фаза разойдется на значение t0
:
tt
=
=
=
,
где
- скорость передачи
единичных элементов,
K- коэффициент нестабильности задающего генератора.
Уход на t0– сохранение синхронизации. Интересует уход фазы на εt0- часть отt0:
tεt
=
.
Двойка в знаменателе учитывает нестабильность обоих задающих генераторов взаимодействующих комплектов АПД.
Задача: Определить время ,в течение которого система связи выйдет из синхронизма, если скорость передачи единичных элементовRe=64 кбит/с, а коэффициент нестабильности задающего генератора К = 10-6. Выходу из синхронизма соответствует значение ε =0,5.
Вычисляем
tεt
=
:
t0,5t
=
=
Таким образом, условию задачи соответствует выход из синхронизма примерно через 4 секунды.
4.3.Схема фапч с дискретным управлением.
На схеме приняты следующие обозначения:
Вх – входное устройство,
ФД – фазовый детектор,
ДЧ – делитель частоты,
УУ – управляющее устройство,
УсрУ – усредняющее устройство (усредняет значение результата сравнения за какой-то промежуток времени),
fуи– частота управляющих импульсов,
fзг– частота задающего генератора .
Принцип работы схемы ФАПЧ иллюстрируется следующей диаграммой:
