Цифровий перетворювач частоти. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Цифрова техніка

 Коментарі до статті

Імпульси зі стабільною частотою повторення зазвичай формують із сигналу кварцового генератора за допомогою дільника, що знижує його частоту в необхідне (найчастіше ціле) число разів. Однак нерідкі випадки, коли через відсутність потрібного кварцового резонатора відношення вихідної та необхідної частот виходить не цілим, і тоді доводиться використовувати дільники з дробовим коефіцієнтом перерахунку [1, 2]. Щоправда, період коливань, що формуються ними, непостійний, але в деяких приладах це не має значення.

До уваги читачів пропонується ще один варіант такого пристрою, принцип дії якого полягає в наступному. Якщо уявити частоту сигналу генератора f як суми необхідного значення fo і абсолютної помилки dt, то отримання частоти fo досить виконати операцію віднімання: fo=f-df. Практично вона зводиться до усунення послідовності імпульсів з частотою проходження f кожного імпульсу з номером n=f/df, округленим до найближчого цілого. Наприклад, якщо f=10147 кГц, a fo=10000 кГц, то df =147 кГци n=10147/147=69,27, т. е. 69. Отже, виключивши з вихідної послідовності кожен 69-й імпульс, отримаємо fo= ff/69==10147-10147/69=9999,943 кГц. При цьому відносна помилка через округлення номера імпульсу, що усувається, дорівнює -5,7*10-6 і може бути легко усунена підстроюванням генератора.

Структурна схема перетворювача частоти, що реалізує такий спосіб, зображено на рис. 1. Лічильник D1, дешифратор D2 та генератор імпульсу скидання та блокування G2 утворюють дільник частоти з коефіцієнтом перерахунку n. При надходженні з кварцового генератора імпульсу G1 з номером п на виході дешифратора D2 з'являється сигнал, що включає генератор G2. Одиночний імпульс, що виробляється ним, приходить на один із входів ключа D3, блокуючи його, і одночасно встановлює в нульовий стан лічильник D1. Лінія затримки DT1 затримує імпульси кварцового генератора G1 на час, що дорівнює або трохи більше затримки спрацювання вузлів дільника. Це забезпечує одночасне надходження сигналів на входи ключа D3, і якщо тривалість імпульсу генератора G2 достатня, імпульс номером n з послідовності виключається. Після цього розпочинається новий цикл роботи перетворювача.

Принципова схема перетворювача імпульсів кварцового генератора з частотою проходження f=10143,57 кГцпрі n=68 показана на рис. 2. Кварцовий генератор виконаний на елементі DD1.1 за схемою, описаною в [3]. Елемент DD1.2 – буферний. Лічильник виконаний на мікросхемах DD2, DD3, дешифратор – на елементі DD4. Затримка проходження імпульсів кварцового генератора на ключ DD1.4 забезпечує ланцюг R2C2. Час затримки (t=R2С2) за вказаних на схемі номіналах приблизно дорівнює 16 нс. Генератор імпульсу скидання та блокування у явному вигляді відсутній. Його функцію виконують з'єднані відповідним чином елемент DD1.3 та мікросхеми DD2 - DD4.

Роботу перетворювача пояснює часова діаграма, представлена ​​на рис.3. До моменту надходження на входи лічильника DD2 та дешифратора DD4 68-го імпульсу генератора (рис. 3, а) на всіх входах дешифратора встановлюється рівень 1 (рис. 3, в-д) та із затримкою на час включення (tз.DD4) на його виході виникає рівень 0 (рис. 3,е), що впливає однією з входів ключа DD1.4. Завдяки затримці на час т приблизно дорівнює tз.DD4, на інший вхід ключа одночасно надходить 68-й імпульс генератора (рис. 3, б), однак на вихід пристрою він не проходить, так як ключ закритий (рис. 3, з) .

Через час затримки tз.DD1.3 переключений і елемента DD1.3 на входах RO лічильників DD2, DD3 виникає рівень 1 (рис. 3, ж) і після часу tз.скидання лічильники встановлюються в нульовий стан. В результаті через час перемикання tз.DD4 на виході дешифратора DD4 знову з'являється рівень 1 (рис. 3е) і ключ відкривається.

Тривалість імпульсу блокування ключа визначається сумарним часом затримки tз.DD1.3+tз.скида+tз.DD4 і в цьому випадку дорівнює приблизно 60 нс. Цього достатньо для виключення із послідовності імпульсу тривалістю близько 50 нс.

Значення частоти вихідного сигналу, отриманого з імпульсів кварцового генератора з частотою проходження f= 10 143,57 кГцпри чотирьох варіантах з'єднання входів дешифратора з виходами лічильника, відповідних n=67, 68, 70, 71, зведені в таблицю, де dt - частота імпульсів на виході дешифратора (для вимірювань використовувався частотомір Ч3-33). Як видно, значення частоти, найближче до необхідного (10000 кГц) виходить при n = 71 (подальшого зниження частоти досягають підбором конденсатора С1).

При тривалості імпульсів кварцового генератора, більшої тривалості блокуючих, імпульси, що виключаються, частково пройдуть на вихід пристрою і зірвуть процес отримання сигналу необхідної частоти. Найбільш простий спосіб усунення цього недоліку - збільшення шпаруватості імпульсів, що надходять з генератора. Перетворювач шпару можна виконати за схемою, зображеною на рис.4 і описаної в [4]. Тимчасова діаграма його роботи показано на рис.5. Пристрій включають між елементами DD1.1 та DD1.2 перетворювача частоти. Імпульси на виході елемента DD1.2 у цьому випадку матимуть тривалість, рівну сумарному часу затримки елементів DD5.1-DD5.3 (45...55 нс) за будь-якої частоти кварцового генератора.

Ріс.4

Ріс.5

Описуваний перетворювач частоти має широкі додаткові можливості. Використовуючи повністю лічильник і дешифратор, можна блокувати кожен 2-256-й імпульс, тобто змінювати коефіцієнт поділу від 2 до 1'/256, і, варіюючи ємністю лічильника і включаючи послідовно кілька перетворювачів, отримувати точні значення і більш низьких частот при найменших витратах.

Пристрій можна використовувати як "розщеплювач" вхідної частоти на дві складові: fo і df. При цьому імпульси, що знімаються з виходу дешифратора, матимуть постійний період прямування, а коефіцієнт поділу частоти сигналу кварцового генератора буде дорівнювати f/df. Встановивши логічні ключі між виходами лічильника та входами дешифратора, можна безпосередньо сигналами двійкового коду керувати коефіцієнтом поділу пристрою та використовувати його в перетворювачах код-частота, частотних модуляторах і т.д.

Перетворювач можна з успіхом застосувати і для дробового множення частоти (у не ціле число разів), реалізувавши операцію додавання fo=f+df. Для цього необхідно кожен імпульс з номером n=f/df "розрізати" на дві частини, додавши таким чином додаткові імпульси вихідної послідовності. Отримати потрібний режим роботи дуже просто: достатньо ланцюг затримки R2C2 перенести в ланцюг, за яким імпульси з виходу дешифратора DD4 надходять на висновок 12 елемента DD1.4. У цьому випадку імпульс блокування повинен бути коротшим за імпульс генератора не менше ніж на 70...100 нс (для мікросхем серії К155). При малій тривалості імпульсів генератора замість елемента DD1.2 включають перетворювач шпаруватості (рис. 4). Тимчасова діаграма роботи пристрою у разі представлена ​​на рис. 6. У режимі множення перетворювач був перевірений з кварцовим резонатором частоту f=1014,36 кГц: при n=68 отримана частота fo=1029,277 кГц.

Рис. 6

Слід пам'ятати, що з надійної роботи перетворювача можливо знадобиться добір часу затримки т в інтервалі 10...30 нс.

література

1. Бірюков С. А. Радіоаматорські цифрові пристрої. - М: Радіо і зв'язок, 1982, с. 16.
2. Іліодор В. Дробні дільники і помножувачі частоти. - Радіо, 1981, № 9, с. 59.
3. Башканков П. Кварцовий генератор. - Радіо. 1981 № 1, с. 60.
4. Батушев В. А., Веніамінов В. Н., Ковальов В. Г. та ін. Мікросхеми та їх застосування, - М.: Енергія, 1978, с. 292

Автор: А. Самойленко, м. Новоросійськ; Публікація: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Дивіться інші статті розділу Цифрова техніка.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Новий спосіб управління та маніпулювання оптичними сигналами 05.05.2024

Сучасний світ науки та технологій стрімко розвивається, і з кожним днем ​​з'являються нові методи та технології, які відкривають перед нами нові перспективи у різних галузях. Однією з таких інновацій є розробка німецькими вченими нового способу керування оптичними сигналами, що може призвести до значного прогресу фотоніки. Нещодавні дослідження дозволили німецьким ученим створити регульовану хвильову пластину всередині хвилеводу із плавленого кремнезему. Цей метод, заснований на використанні рідкокристалічного шару, дозволяє ефективно змінювати поляризацію світла через хвилевід. Цей технологічний прорив відкриває нові перспективи розробки компактних і ефективних фотонних пристроїв, здатних обробляти великі обсяги даних. Електрооптичний контроль поляризації, що надається новим методом, може стати основою створення нового класу інтегрованих фотонних пристроїв. Це відкриває широкі можливості для застосування. ...>>

Приміальна клавіатура Seneca 05.05.2024

Клавіатури – невід'ємна частина нашої повсякденної роботи за комп'ютером. Однак однією з головних проблем, з якою стикаються користувачі, є шум, особливо у випадку преміальних моделей. Але з появою нової клавіатури Seneca від Norbauer & Co може змінитися. Seneca – це не просто клавіатура, це результат п'ятирічної роботи розробників над створенням ідеального пристрою. Кожен аспект цієї клавіатури, починаючи від акустичних властивостей до механічних характеристик, був ретельно продуманий і збалансований. Однією з ключових особливостей Seneca є безшумні стабілізатори, які вирішують проблему шуму, характерну для багатьох клавіатур. Крім того, клавіатура підтримує різні варіанти ширини клавіш, що робить її зручною для будь-якого користувача. І хоча Seneca поки не доступна для покупки, її реліз запланований на кінець літа. Seneca від Norbauer & Co є втіленням нових стандартів у клавіатурному дизайні. Її ...>>

Запрацювала найвища у світі астрономічна обсерваторія 04.05.2024

Дослідження космосу та її таємниць - це завдання, яка привертає увагу астрономів з усього світу. У свіжому повітрі високих гір, далеко від міських світлових забруднень, зірки та планети розкривають свої секрети з більшою ясністю. Відкривається нова сторінка в історії астрономії із відкриттям найвищої у світі астрономічної обсерваторії – Атакамської обсерваторії Токійського університету. Атакамська обсерваторія, розташована на висоті 5640 метрів над рівнем моря, відкриває нові можливості для астрономів у вивченні космосу. Це місце стало найвищим для розміщення наземного телескопа, надаючи дослідникам унікальний інструмент вивчення інфрачервоних хвиль у Всесвіті. Хоча висотне розташування забезпечує більш чисте небо та менший вплив атмосфери на спостереження, будівництво обсерваторії на високій горі є величезними труднощами та викликами. Однак, незважаючи на складнощі, нова обсерваторія відкриває перед астрономами широкі перспективи для дослідження. ...>>

Випадкова новина з Архіву Білі акули змушують тварин відчувати стрес 11.12.2017 Наукова група з університету штату Монтана розпочала вивчення того, яким чином сусідство у підводному світі впливає на психологічний стан тамтешніх мешканців. Їм вдалося встановити, що білі акули для багатьох морських тварин є основним джерелом стресу. Тривало дослідження кілька років. Фахівці спостерігали за тим, як проходить життя морських котиків із різних колоній, що мешкають у водах Південної Африки. Вдалося встановити, що найбільшої небезпеки тварини зазнають саме, коли поблизу з'являються білі акули. Саме в ці моменти рівень гормону стресу кортизолу у тварин суттєво зростав. Аналізи проводилися, коли котики перебували у різних умовах. Стрес, за своєю суттю, пояснюють вчені, є захисною реакцією організму і найчастіше рятує від тяжких наслідків. У випадку з морськими котиками він викликає серйозні захворювання і може навіть призвести до загибелі особини, оскільки чинить на серцеву роботу катастрофічні наслідки.

Інші цікаві новини:

▪ Лазерний супутниковий зв'язок

▪ Персональна фармацевтика

▪ 1 мільйон нейронів у чіпі IBM

▪ Секрети шовковичного черв'яка

▪ Сенсорні ноутбуки подешевшають

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Дзвінки та аудіо-імітатори. Добірка статей

▪ стаття Джідду Крішнамурті. Знамениті афоризми

▪ стаття Де у змії серце? Детальна відповідь

▪ стаття Водоспад Вікторія. Диво природи

▪ стаття Лак для позолочених багетів. Прості рецепти та поради

▪ стаття МікроГЕС. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024