СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 6/2016

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 31 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2016 R3 R1 C1 R2 C2 R4 R5 R S Q nQ nTx Tx C4 – – – – – – 5503ХМ1У-653 5503ХМ1У-653 ОУ GUN GND GND U x H ref F gun F 0 F 1 V CC L ref 16 :N Фазовый детектор Сигнал записи Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) Двоичный код сигнала U x Выходной сигнал Входное напряжение U p T x U x R1 R2 R3 C1 R4 C2 U ГУН F ГУН F 1 F 0 F ВЧ Делитель частоты на N (таймер) F 1 = F ВЧ / N Фильтр низкой частоты Генератор, управляемый напряжением (ГУН) Источник опорного напряжения ВЧ Задающий генератор Устройства микроконтроллера (ФНЧ) – + Задающий генератор Фазовый детектор U ФД U ГУН F ГУН = N * F 1 F 0 = F ГУН /N F 1 Выходной сигнал Делитель частоты на N (таймер) Фильтр низкой частоты (ФНЧ) Генератор, управляемый напряжением (ГУН) c/к 199 999 200 000-1 80 МГц Таймер 1 F1 nTx1 nTx2 nTx3 СН13 СН12 СН11 СН10 0х0000 0х0000 crc2 crc1 crc3 Режим «захвата» Режим «ШИМ» 2500 мкс (400 Гц) CNT>CCR = 100 000 (t clk = 12,5 нс) Рис. 2. Функциональная схема синтезатора частоты Рис. 3. Функциональная схема АЦП с ФАПЧ Рис. 4. Блок-схема первого канала ФАПЧ на микросхемах 653 и 503 Рис. 5. Диаграмма совместной работы ФАПЧ и микропроцессора (МК) 1986ВЕ1 ментах и имеет линейную выходную фазовую характеристику для обеспе- чения высокой точности преобразо- вания. Выходным сигналом синтезатора является переменное напряжение опре- делённой формы и требуемой частоты F ГУН = N × F 1 . К этим параметрам предъ- являются высокие требования к точно- сти и стабильности. В АЦП с ФАПЧ сигналы двух гене- раторов частот F 1 и F 0 являются вну- тренними, их форма напряжений должна быть прямоугольной, чтобы обеспечить работу ФД импульсного типа. Так как ФД определяет времен- ной интервал между передними фрон- тами импульсов F 1 и F 0 , то скважность импульсов F 1 и F 0 не влияет на точность измерения фазового сдвига. О ПИСАНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ 2- КАНАЛЬНОГО АЦП С ФАПЧ На рисунке 4 показана блок-схема первого канала ФАПЧ на микросхе- мах 653 и 503. Микросхема 503 – это БМК, в который входят 8 операцион- ных усилителей с однополярным пита- нием +5 В. Как уже говорилось, в новой версии БМК 5503ХМ1У-6хх ОУ будут входить в состав ФАПЧ. На рисунке 5 показана диаграмма совместной работы ФАПЧ и микро- процессора (МК) 1986ВЕ1. Для пре- образования длительности выходных импульсов ФАПЧ используются четы- ре канала Таймера 1 МК 1986ВЕ1, кото- рые запрограммированы следующим образом: ● первый канал работает в режиме ШИМ и формирует сигнал F 1 с перио- дом 2500 мкс (400 Гц). Тактовая часто- та МК 80 МГц (t clk = 12,5 нс). В периоде сигнала F 1 содержится 200 000 отсчё- тов частоты МК; ● второй, третий и четвёртый кана- лы Таймера 1 работают в режи- ме «Захвата» («Capture»). На входы этих каналов поступают импульс- ные сигналы частотой 400 Гц, дли- тельности которых пропорцио- нальны входным напряжениям U x1 , U x2 и U x3 , соответственно. Так как начало этих импульсов совпадает с началом работы счётчика Тайме- ра 1 (код 0х0000), то в момент окон- чания импульса происходит считы- вание «на лету» состояния счётчика в специальный регистр памяти МК. В каждом канале Таймера есть два регистра памяти, в которые мож-