- •Глава 2. Основные функциональные узлы цифровых систем передачи с икм-врк
- •2.1. Канальные амплитудно-импульсные модуляторы и селекторы
- •2.2. Кодеры и декодеры с линейной шкалой квантования
- •2.3. Кодеры и декодеры с нелинейной шкалой квантования
- •2.4. Генераторное оборудование цифровых систем передачи
- •2.4.1. Общие принципы построения генераторного оборудования
- •2.4.2. Задающие генераторы
- •2.4.3. Делители частоты
- •Вопросы для самоконтроля
2.4.2. Задающие генераторы
Основным требованием, предъявляемым к задающим генераторам (ЗГ) ДСП, является стабильность частоты. В то же время они должны иметь возможность перестройки частоты в определенных пределах. Выполнение противоречивых требований обеспечения стабильности частоты ЗГ (в режиме автогенерации) и реализации определенной перестройки учитывается при выборе соответствующей схемы ЗГ. Относительная нестабильность частоты ЗГ должна быть не выше 10-5, и поэтому в схемах ЗГ для стабилизации частоты используются кварцевые резонаторы (КР). Частота
Рис. 2.17. Принципиальная схема ЗГ на транзисторах
ЗГ выбирается в целое число большей, чем тактовая частота fт. Так, например, ЗГ аппаратуры формирования первичного цифрового потока типа ИКМ-30 вырабатывает гармоническое колебание с частотой fзг=8192кГц. Выбор частоты генерации, в 4 раза превышающей тактовую частоту потока, позволяет осуществить почти оптимальное построение ЗГ. В схему ЗГ входят делитель частоты (ДЧ) и формирователь тактовой последовательности (ФТП). В настоящее время ЗГ цифровых систем передачи реализуются как на дискретных (рис. 2.17), так и на логических элементах (рис. 2.18).
Рис. 2.18. Функциональная схема ЗГ на логических элементах
Схема ЗГ (рис. 2.17) представляет двухкаскадный усилитель с положительной обратной связью, в состав которого входит кварцевый резонатор КР. Режим по постоянному току первого каскада обеспечивается резисторами второго – резисторами Для изменения частоты ЗГ в заданных пределах включен варикап VD, управляемый напряжением Uуп, которое может изменяться или регулироваться устройством фазовой автоподстройки частоты при работе ЗГ в режиме внешней синхронизации.
Схема ЗГ (рис. 2.18) состоит из трех инверторов сопротивлений обеспечивают перевод элементов D1 и D2 в активный режим. Длительность импульсов можно менять подборкой резисторов и сопротивления которых совместно с входной емкостью элемента DD3образуют цепь временной задержки. Подстройка частоты осуществляется управляемым варикапом VD.
Учитывая, что ЗГ должен работать в режиме как автогенерации, так и внешнего управления частотой в схеме предусматривается возможность переключения режимов. На рис. 2.19 представлена схема задающего генератора, включающая в себя автогенератор с кварцевой стабилизацией, собственно ЗГ и схему фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), состоящей из фазового детектора - ФД, фильтра нижних частот - ФНЧ и усилителя постоянного тока, формирующих сигнал управления перестройкой частоты ЗГ.
В режиме автогенерации устанавливаются перемычки 1 - 2, 4 - 6, а в режиме внешней подстройки частоты - перемычки 2-3, 4 - 6 и 7 - 8. При этом в работу включается схема ФАПЧ, которая сравнивает фазы внешней частоты синхронизации и собственной частоты ЗГ. Если имеются
Рис. 2.19. Схема ЗГ с фазовой автоподстройкой частоты
расхождения фаз этих частот, то вырабатывается соответствующий управляющий сигнал, и частота ЗГ подстраивается под частоту синхронизации.
В режиме использования внешнего генератора устанавливается перемычка 5-6. Работа схемы от местного генератора и работа от внешнего генератора совершенно одинаковы.
В режиме внешней синхронизации схема работает следующим образом: устанавливается перемычка 7-8; частота местного ЗГ и частота от внешнего генератора поступают на фазовый детектор ФД на выходе которого образуется разностный сигнал; ФНЧ выделяет постоянную составляющую этого сигнала, величина которой пропорциональна расхождению частот воздействующих на него сигналов; сигнал с выхода ФНЧ усиливается УПТ, на выходе которого формируется сигнал напряжением Uуп, управляющий перестройкой частоты ЗГ (воздействуя, к примеру, на варикап).