Cyfrowa przetwornica częstotliwości. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Projektant radioamatorów

 Komentarze do artykułu

Impulsy o stabilnej częstotliwości powtarzania są zwykle tworzone z sygnału oscylatora kwarcowego za pomocą dzielnika, który obniża jego częstotliwość o wymaganą (przeważnie liczbę całkowitą) liczbę razy. Często jednak zdarzają się przypadki, gdy ze względu na brak wymaganego rezonatora kwarcowego stosunek częstotliwości początkowej do wymaganej nie jest liczbą całkowitą i wówczas konieczne jest zastosowanie dzielników z ułamkowym współczynnikiem konwersji [1, 2]. To prawda, że ​​okres drgań, które tworzą, nie jest stały, ale w niektórych urządzeniach nie ma to znaczenia.

Czytelnikom proponuje się inną wersję takiego urządzenia, którego zasada działania jest następująca. Jeśli przedstawimy częstotliwość sygnału generatora f jako sumę wymaganej wartości f₀ i błąd bezwzględny df, a następnie otrzymać częstotliwość f₀ wystarczy wykonać operację odejmowania: f₀=f-df. W praktyce sprowadza się to do wyeliminowania z ciągu impulsów o częstotliwości powtarzania f każdego impulsu o liczbie n=f/df, zaokrąglonej w górę do najbliższej liczby całkowitej. Na przykład, jeśli f=10147 kHz, af₀\u10000d 147 kHz, następnie df \u10147d 147 Hz i n \u69,27d 69 / 69 \uXNUMXd XNUMX, tj. XNUMX. Dlatego wykluczając co XNUMX. impuls z oryginalnej sekwencji, otrzymujemy f₀=ff/69=10147-10147/69=9999,943 kHz. W tym przypadku błąd względny wynikający z zaokrąglenia liczby eliminowanych impulsów wynosi -5,7 * 10^-6 i można je łatwo wyeliminować poprzez regulację generatora.

Schemat blokowy przemiennika częstotliwości realizującego tę metodę pokazano na ryc. 1. Licznik D1, dekoder D2 oraz generator impulsów zerujących i blokujących G2 tworzą dzielnik częstotliwości ze współczynnikiem konwersji n. Gdy impuls o numerze n przychodzi z oscylatora kwarcowego G1, na wyjściu dekodera D2 pojawia się sygnał, który włącza oscylator G2. Wygenerowany przez nią pojedynczy impuls trafia na jedno z wejść klawisza D3 blokując je i jednocześnie ustawia licznik D1 na zero. Linia opóźniająca DT1 opóźnia impulsy oscylatora kwarcowego G1 o czas równy lub nieco większy od opóźnienia w działaniu węzłów dzielnika. Zapewnia to równoczesny odbiór sygnałów na wejściach przełącznika D3, a jeśli czas trwania impulsu generatora G2 jest wystarczający, impuls o numerze n jest wykluczany z sekwencji. Następnie rozpoczyna się nowy cykl pracy konwertera.

Rys.. 1

Schemat ideowy przetwornika impulsów oscylatora kwarcowego o częstotliwości powtarzania f = 10143,57 kHz przy n = 68 pokazano na ryc. 2. Oscylator kwarcowy wykonany jest na elemencie DD1.1 według schematu opisanego w [3]. Element DD1.2 - bufor. Licznik jest wykonany na mikroukładach DD2, DD3, dekoder - na elemencie DD4. Opóźnienie w przejściu impulsów oscylatora kwarcowego do klucza DD1.4 zapewnia obwód R2C2. Czas opóźnienia (t=R2С2) przy wartościach znamionowych wskazanych na schemacie jest w przybliżeniu równy 16 ns. Nie ma jawnego resetowania i blokowania generatora impulsów. Jego funkcję pełni odpowiednio podłączony element DD1.3 oraz mikroukłady DD2 - DD4.

Rys.. 2

Działanie przetwornicy wyjaśnia schemat czasowy pokazany na ryc. 3. Do czasu, gdy 2. impuls generatora dotrze do wejść licznika DD4 i dekodera DD68 (ryc. 3, a), poziom 1 jest ustawiany na wszystkich wejściach dekodera (ryc. 3, c-e) i z opóźnieniem dla czas włączenia (t_h.DD4) na jego wyjściu pojawia się poziom 0 (ryc. 3, e), wpływający na jedno z wejść klucza DD1.4. Z powodu opóźnienia czasu t, w przybliżeniu równego t_h.DD4, drugie wejście klucza jednocześnie odbiera 68. impuls generatora (ryc. 3, b), jednak nie przechodzi na wyjście urządzenia, ponieważ klucz jest zamknięty (ryc. 3, h). Po czasie opóźnienia t_h.DD1.3a element DD1.3 jest przełączany, a na wejściach R0 liczników DD2, DD3 pojawia się poziom 1 (ryc. 3, g) i po czasie t. reset liczniki są ustawiane na zero. W efekcie po czasie przełączania t_h.DD4 poziom 4 pojawia się ponownie na wyjściu dekodera DD1 (ryc. 3, e) i otwiera się klucz.

Rys.. 3

Czas trwania impulsu blokującego klucz jest określony przez całkowity czas opóźnienia t_h.DD1.3+t_Resetowanie+t_h.DD4 aw opisywanym przypadku wynosi około 60 ns. To wystarczy, aby wykluczyć z sekwencji impuls o czasie trwania około 50 ns.

Wartości częstotliwości sygnału wyjściowego uzyskane z impulsów oscylatora kwarcowego o częstotliwości powtarzania f = 10143,57 kHz z czterema opcjami podłączenia wejść dekodera do wyjść licznika odpowiadających n = 67, 68, 70, 71, wynoszą zestawiono w tabeli, gdzie df jest częstotliwością powtarzania impulsów blokujących na wyjściu dekodera (do pomiarów użyto miernika częstotliwości Ch3-33). Jak widać, wartość częstotliwości najbliższa wymaganej (10000 kHz) uzyskuje się przy n = 71 (dalszy spadek częstotliwości uzyskuje się przez dobranie kondensatora C1).

Numer impulsu	Częstotliwość, kHz
	f0	df
67	9 992.17	151.4
68	9 994.4	149.17
70	9 998,67	144,9
71	10 000,7	142,87

Przy czasie trwania impulsów oscylatora kwarcowego dłuższym niż impulsy blokujące, impulsy wyłączone częściowo przejdą na wyjście urządzenia i zakłócą proces uzyskiwania sygnału o wymaganej częstotliwości. Najłatwiejszym sposobem wyeliminowania tej wady jest zwiększenie współczynnika wypełnienia impulsów pochodzących z generatora. Przelicznik współczynnika wypełnienia można wykonać według schematu pokazanego na rys. 4 i opisane w [4].

Rys.. 4

Schemat czasowy jego działania pokazano na ryc. 5. Urządzenie jest podłączone pomiędzy elementami DD1.1 i DD1.2 przetwornicy częstotliwości. Impulsy na wyjściu elementu DD1.2 będą w tym przypadku miały czas trwania równy całkowitemu czasowi opóźnienia elementów DD5.1-DD5.3 (45...55 ns) przy dowolnej częstotliwości oscylatora kwarcowego.

Rys.. 5

Opisana przetwornica częstotliwości posiada szeroki wachlarz dodatkowych funkcji. Wykorzystując w pełni licznik i dekoder można zablokować co 2-256 impuls, czyli zmienić współczynnik dzielenia z 2 na 1 + 1/256, a zmieniając pojemność licznika i szeregując szeregowo kilka przetworników uzyskać dokładne wartości i niższe częstotliwości przy najniższych kosztach.

Urządzenie może służyć jako „rozdzielacz” częstotliwości wejściowej na dwie składowe: f₀ i df. W takim przypadku impulsy pobierane z wyjścia dekodera będą miały stały okres powtarzania, a współczynnik podziału częstotliwości sygnału oscylatora kwarcowego będzie równy f / df. Ustawiając klucze logiczne między wyjściami licznika a wejściami dekodera, można bezpośrednio sterować dzielnikiem urządzenia za pomocą sygnałów kodu binarnego i wykorzystywać go w przetwornicach kod-częstotliwość, w modulatorach częstotliwości itp.

Konwerter można również z powodzeniem wykorzystać do ułamkowego mnożenia częstotliwości (przez niecałkowitą liczbę razy) poprzez realizację operacji dodawania f₀=f+df. W tym celu należy „przeciąć” każdy impuls o liczbie n=f/df na dwie części, dodając w ten sposób dodatkowe impulsy do pierwotnej sekwencji. Uzyskanie pożądanego trybu pracy jest bardzo proste: wystarczy przenieść obwód opóźniający R2C2 do obwodu, przez który impulsy z wyjścia dekodera DD4 podawane są na pin 12 elementu DD1.4. W takim przypadku impuls blokujący musi być krótszy niż impuls generatora o co najmniej 70 ... 100 ns (dla mikroukładów serii K155). Przy krótkim czasie trwania impulsów generatora zamiast elementu DD1.2 dołączono konwerter cyklu pracy (ryc. 4).

Schemat czasowy działania urządzenia w tym przypadku pokazano na ryc. 6.

Rys.. 6

W trybie mnożenia przetwornicę testowano z rezonatorem kwarcowym dla częstotliwości f = 1014,36 kHz: dla n = 68 częstotliwość f₀=1029,277kHz. Należy pamiętać, że dla niezawodnej pracy przekształtnika może być konieczne dobranie czasu opóźnienia t w zakresie 10...30 ns.

literatura

1. Biryukov SA Cyfrowe urządzenia amatorskie. - M.: Radio i łączność, 1982, s. 16.
2. Iliodorov V. Dzielniki ułamkowe i mnożniki częstotliwości. - Radio, 1981, nr 9, s. 59.
3. Bashkankov P. Generator kwarcowy. - Radio. 1981, nr 1, s. 60.
4. Batushev V. A., Veniaminov V. N., Kovalev V. G. i inni Mikroukłady i ich zastosowanie, - M .: Energy, 1978, s. 292

Autor: A.Samoilenko, Noworosyjsk

Zobacz inne artykuły Sekcja Projektant radioamatorów.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Sprzedaż Apple TV może rozpocząć się pod koniec 2012 roku 12.01.2012 Według DigiTimes rozwój „inteligentnego” telewizora Apple iTV ma się zakończyć w połowie 2012 roku, a urządzenie trafi do sprzedaży pod koniec przyszłego roku. Według publikacji, telewizory będą miały panele wyprodukowane przez Sharpa i procesory wyprodukowane przez Samsunga, a Foxconn będzie montował urządzenia. Powołując się na dobrze poinformowane źródła, DigiTimes podkreśla, że ​​mówimy o telewizorze, a nie o nowym dekoderze, jakim jest Apple TV. Publikacja informuje, że początkowo Apple planuje wypuścić modele o przekątnej 32 i 37 cali (wcześniej w grudniu inne źródło podało 32 i 55 cali). Według Pocket-linta iTV będzie telewizorem IP, czyli telewizorem z wbudowanym odbiornikiem IPTV. Wszystkie kanały i dodatkowe treści, w tym „wideo na żądanie”, będą nadawane przez Internet.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Niedrogi emulator dla rodziny C2000 DSP

▪ Refleksje na abstrakcyjne tematy prowadzą do inspiracji

▪ Zmierzono energię elektronu wchodzącego do wody

▪ Las został wycięty - pojawił się krater

▪ Przenośny akumulator do bezprzewodowego ładowania HyperCharger X

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ część witryny Firmware. Wybór artykułu

▪ artykuł Śmiej się, klaunie, nad złamaną miłością. Popularne wyrażenie

▪ Dlaczego folia aluminiowa jest bardziej błyszcząca po jednej stronie niż po drugiej? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Samochód treningowy. Transport osobisty

▪ artykuł Prosty stymulator do elektroakupunktury. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Paradoks z kwadratem. Sekret ostrości

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

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

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024