Рис. 1. Модель ЧФД, реализованного
на D-триггерах
на последовательностных логиче-
ских элементах и преобразовате-
ля с зарядовой накачкой. На вход
ЧФД поступает опорное колеба-
ние (Ref) и сигнал обратной связи
(Feedback), а два выходных сигна-
ла (Up и Down) содержат информа-
цию о величине и знаке фазового и
частотного рассогласования. Пре-
образователь с зарядовой накачкой
управляется сигналами Up и Down
ЧФД и преобразует их в аналого-
вый выходной сигнал.
В зависимости от выбранного схемотехнического решения детек-
тор работает по переднему или заднему фронту сигналов, поступаю-
щих на его входы. В качестве элементов могут использоваться триг-
геры различных типов в сочетании с комбинационными логическими
схемами.
Рассмотрим ЧФД, реализованный на D-триггерах [1, 2] (рис. 1).
Входные сигналы подаются напрямую на CLK-входы триггеров, при
этом логические элементы могут одновременно выполнять функцию
бинарного квантователя для аналоговых сигналов. Параметры тако-
го квантования будут определяться входными характеристиками при-
меняемых для реализации ЧФД логических элементов, которые при
необходимости следует согласовать с входными сигналами.
В рассматриваемой реализации детектор работает по переднему
фронту входных сигналов. При поступлении на любой из входов де-
тектора фронта сигнала соответствующий ему выход (Up для Ref или
Down для Feedback) переводится в состояние 1 и находится в этом
состоянии до поступления фронта сигнала на второй вход. При этом
пока фаза сигнала на первом входе опережает фазу на втором (ча-
стота
ω
= ˙
ϕ
первого больше частоты второго), второй выход имеет
значение 0 и наоборот. Комбинационная схема исключает появление
состояния 1 сразу на двух выходах Up и Down. Таким образом, на
выходе ЧФД возможны три комбинации сигналов: up, down и neutral.
Длительность нахождения любого из выходов в состоянии 1 зависит
от фазового рассогласования и разности скоростей (частот) сигналов
на входе, но не превышает интервала времени между приходами фрон-
тов сигналов на входы детектора. Следовательно, знак фазового рас-
согласования определяет наличие сигнала на выходе Up или Down, а
частота и фазовое рассогласование – параметры широтно-импульсной
модуляции (ШИМ) этого сигнала (рис. 2).
Согласно рисунку, при поступлении фронта запаздывающего сиг-
нала и переводе выхода второго триггера в состояние 1 комбина-
70 ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2014. № 5
