Задающие генераторы

Основным требованием, предъявляемым к задающим генераторам (ЗГ) ЦСП, является стабильность частоты. В то же время они должны иметь возможность перестраивать частоту в определенных пределах. Выполнение противоречивых требований обеспечения стабильности частоты ЗГ (в режиме автогенерации) и реализации определенной перестройки учитывается при выборе соответствующей схемы З Г.

Относительная нестабильность частоты ЗГ должна быть не выше 10^-5 и поэтому в схемах ЗГ для стабилизации частоты используются кварцевые резонаторы (КР). Частота ЗГ выбирается в целое число большей, чем тактовая частота f _т. Так например, ЗГ аппаратуры формирования первичного цифрового потока типа ИКМ-30 вырабатывает гармоническое колебание с частотой f _зг=8192 кГц. Выбор частоты генерации в 4 раза превышающей тактовую частоту потока, позволяет осуществить почти оптимальное построение ЗГ. В схему ЗГ входит делитель частоты (ДЧ) и формирователь тактовой последовательности (ФТП).

В настоящее время ЗГ цифровых систем передачи реализуются как на дискретных элементах, рис. 2.16, так и на логических элементах, рис. 2.17.

Схема ЗГ (рис. 2.16), представляет двухкаскадный усилитель с положительной обратной связью, в состав которой входит кварцевый резонатор КР. Режим по постоянному току первого каскада обеспечивается резисторами R₁ … R₄, второго – резисторами R₅ … R₈. Для изменения частоты ЗГв заданных пределах включен варикап VD, управляемого напряжением U_уп., которое может изменяться или регулироваться с выхода устройства фазовой автоподстройки частоты при работе ЗГ в режиме внешней синхронизации.

Схема ЗГ (рис. 2.17) состоит из трех инверторов DD1 … DD3, сопротивления R₁ и R₅ обеспечивают перевод элементов D1 и D2 в активный режим. Длительность импульсов можно менять подборкой резисторов R₁ и R₆, сопротивления которых совместно с входной емкостью элемента DD3 образуют 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. 2.18 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 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.

Для режима внешней синхронизации схема работает следующим об - разом: устанавливается перемычка 7 – 8; частота местного ЗГ и частота от внешнего генератора поступают на фазовый детектор ФД; разностный сигнал на выходе ФД; ФНЧ выделяет постоянную составляющую этого сигнала, величина которой пропорциональна расхождению частот воздействующих на него генераторов; сигнал с выхода ФНЧ усиливается УПТ, на выходе которого формируется сигнал напряжением U_уп,управляющий перестройкой частоты ЗГ (воздействуя, к примеру, на варикап).