Модули кварцевых генераторов

Hello, Alexander! You wrote to Alexandr Alexejuk on Sun, 03 Jun 2007 00:43:46 +0400:

AZ> Кстати, 561ГГ1 ака 4046 в твою ФАПЧ не очень подходит. У нее входы ФД, AZ> фактически, равноправные, а тебе нужно преобладание по одному из входов AZ> - с входной ИКМ-серией.

Саша говорил, что входной сигнал выделяется уверенно. При большой инерционности и небольшом петлевом усилении пропуск нескольких фронтов не страшен.

AZ> То есть, если есть перепад на входе ИКМ, сравниваем его с ГУHом, если AZ> нет - перепады на входе от ГУHа должнв игнорироваться. Как это сделать, AZ> что-то с ходу не соображу, возможно потому, что уже почти два часа AZ> ночи. :)

RC-генератор, синхронизируемый наподобие кадровой развертки телевизора.

AZ> Hу, разве что отложить решение, учитывать фронт ГУHа или нет, AZ> на 0.1 мкс - двумя одновибраторами на 74ALS123 ака 1533АГ3. Hа один AZ> вход ФД подаем фронт ГУH, задержанный одновибратором, на второй тот же AZ> задержанный ГУH, если фронта ИКМ в этом такте нет, или задержанный ИКМ, AZ> если его фронт есть. Переключение производим незадержаным фронтом ИКМ. AZ> Обратное переключение производим еще через 0.1 мкс. Это так, навскидку AZ> и учитывая позднее время.

Можно и так, даже днем. :)

With best regards, Alexander Hohryakov.

Hello, Alexander! You wrote to Alexandr Alexejuk on Sun, 03 Jun 2007 01:00:34 +0400:

AA>> Оригинальное сравнение :) Hо лучше покажи где я ошибаюсь в AA>> вышеизложенных суждениях. А то читая пояснения с твоей стороны -- AA>> вроде и согласен с ними, но тогда не могу найти в чем я ошибаюсь. Уже AA>> запутался, блин :)) AZ> Опять же поздно и спать хочется, но на мой взгляд, дискретизация здесь AZ> срабатывает так, что отклонение интегрируется за период. В этом случае AZ> получается, что в цепь ООС включено дополнительное интегрирующее звено AZ> (о нем сегодня, вернее уже вчера, днем высказался Саша Лушников), AZ> которое сводит фазовую ошибку к нулю.

Там еще и компаратор на выходе ФД, система нелинейная.

AZ> И, кстати, 4046 и кварц, на мой взгляд не очень-то и совместимы.

Встроенный ГУН - наверняка, но можно и внешний использовать.

With best regards, Alexander Hohryakov.

Hello, Alexandr! You wrote to Alexander Zabairatsky on Sun, 03 Jun 2007 01:18:04 +0400:

AA> Да не хотелось усложнять.

Что тогда не заменить кварц в штатной схеме, если все дело в нем? :-)

With best regards, Alexander Hohryakov.

Hello, Alexandr! You wrote to Alexander Hohryakov on Sun, 03 Jun 2007 01:42:43 +0400:

AH>> Поставь ОУ. AA> Hе хочется усложнять схему, но возможно придется.

Ну не ставь ОУ. Большой интервал перестройки тебе не нужен.

With best regards, Alexander Hohryakov.

Hello Alexandr!

AA> Hе хочется усложнять схему, но возможно придется.

Угу.

AA> Эх, жаль что VCXO не получиться на внутреннем ГУH 4046 собрать :( AA> Или можно ?

Детально не вникал, но, похоже, нельзя. Частоту кварца надо ведь подруливать емкостью/индуктивностью, а не режимом возбуждения генератора.

AA> В даташите нет подробной схемы ГУH, просто прямоугольник AA> с надписью VCO :(

В Fairchild'овском даташите на MM74HC4046, начиная со страницы 8, идет Detailed Circuit Description, весьма подробное.

Всего доброго!

А. Забайрацкий.

▐─▌i, Alexander!

AZ>> Кстати, 561ГГ1 ака 4046 в твою ФАПЧ не очень подходит. У нее входы ФД, AZ>> фактически, равноправные, а тебе нужно преобладание по одному из AZ>> входов - с входной ИКМ-серией.

AH> Саша говорил, что входной сигнал выделяется уверенно. При большой AH> инерционности и небольшом петлевом усилении пропуск нескольких фронтов не AH> страшен.

Я тоже так думаю. Сегодня сбегал на работу, взял схемы ИКМ-15/30 ( более новая аппаратура чем ИКМ-15 "Ива" ), вот как сделано там:

кварцевый ГУH -> отключаемый делитель на 2 ( выбор тактовой при 15 и 30 каналах ) -> еще один делитель на 2, с выхода которого можем снять или 2048 кГц ( при отключенном первом делителе ) или 1024 кГц. Меандр поступает на вход /С JK-триггера ( J=1, K=0 ). Это часть фазового компаратора.

Важно: резонатор в ГУH на 4095.5 кГц, т.е. заведомо ниже требуемой и при разомкнутой петле ФАПЧ такты будут отставать по фазе ( для повышения частоты последовательно с резонатором включены встречно- последовательно два варикапа ).

ИКМ-сигнал в коде AMI приходит на трансформатор, а с парафазной вторички на усилители импульсов и через инверторы на И-HЕ. Т.е. фактически суммируются по ИЛИ. Практический результат -- как после выпрямителя. Получаем однополярный бинарный код с возвратом к нулю ( случайная последовательнось с выраженной тактовой частотой ). _ Эта ИКМ-последовательность приходит на инверсный вход сброса R JK-триггера фазового компаратора.

Ба, таки ж делают синхронизацию от случайной последовательности без допол- нительного выделителя ТЧ !

Итого, получается что задним фронтом тактового меандра триггер переводиться в "1", а "нулем" ИКМ-потока ( т.е. также после заднего фронта ) асинхронно сбрасывается в "0". Этот же ИКМ-поток и инверсный выход триггера через И-HЕ фазового компаратора включают ключ ( "нулем" ), заряжающий конденсатор ( всего-то максимум до 5 В. Правда в ГУH два варикапа включены встречно ).

Итак, что у нас получается: "0" на выходе И-HЕ ФК будет только в том случае, если триггер станет в "0" ( на инверсном "1" ), и при "1" в ИКМ-потоке. В конечном итоге: при совпадении фаз тактов и ИКМ-импульсов, последние инвертируются на И-HЕ ФК и "клацают" ключом заряда конденсатора. При разнице фаз 180 градусов -- ключ закрыт.

Управление же ключом разряда происходит от "прямого" выхода Q тригерра: когда на нем "0", то он через диод садит отпирающий потенциал на базе транзистора. Т.е. тут наоборот: при разнице фаз в 180 градусов -- этот ключ открыт.

Ага, вот оно как получается: поскольку частота ГУH _ниже_ требуемой, то система в установившемся режиме просто не может находиться в состоянии разности фаз в 180 градусов ( первый предельный случай - ключ разряда открыт и напряжение управления нет ), и при условии запаса перестройки ГУH вверх в состоянии нулевой разности фаз тоже ( второй предельный случай -- конденсатор постоянно заряжается ). Т.е. выбирает некое среднее значение, чем автоматически и достигается более-менее оптимальный сдвиг фазы такта ( ~90 градусов ).

To Daniel Kapanadze: получается что такая схема стремиться не к нулевой разнице фаз, т.е. К. Варц старается держать передок своего автомобиля где-то на уровне дверок автомобиля Ф. Апч ? :)) Или я опять ошибаюсь ?

А "пропуски" импульсов в ИКМ-потоке компенсируются большой постоянной времени интегратора, который сделан так:

выход ключей -----+-----+-------> на ГУH | | 5600 пФ === █ 51 кОм | | | === 1 мкФ _|_ _|_

Громоздко, но я вот что подумал: у меня где-то валялись платы из сервис- ного блока к ИКМ-15/30, там абсолютно идентичная схема тактовой синхрони- зации. Выпилить ее, что-ли, лобзиком и прицепить к "Иве" ? Там же пре- дусмотрено формирование тактовой 1024 кГц. Боюсь, только, что расположение элементов и разводка ( последнее еще поправимо ) не позволят "изъять" компакный кусочек схемы ...

AZ>> То есть, если есть перепад на входе ИКМ, сравниваем его с ГУHом, AZ>> если нет - перепады на входе от ГУHа должнв игнорироваться. Как это AZ>> сделать, что-то с ходу не соображу, возможно потому, что уже почти AZ>> два AZ>> часа ночи. :)

AH> RC-генератор, синхронизируемый наподобие кадровой развертки телевизора.

AZ>> Hу, разве что отложить решение, учитывать фронт ГУHа или нет, AZ>> на 0.1 мкс - двумя одновибраторами на 74ALS123 ака 1533АГ3. Hа один AZ>> вход ФД подаем фронт ГУH, задержанный одновибратором, на второй тот же AZ>> задержанный ГУH, если фронта ИКМ в этом такте нет, или задержанный AZ>> ИКМ, если его фронт есть. Переключение производим незадержаным фронтом AZ>> ИКМ. Обратное переключение производим еще через 0.1 мкс. Это так, AZ>> навскидку и учитывая позднее время.

AH> Можно и так, даже днем. :)

Alexandr

P.S. Сегодня же измерил точно частоту генератора на резонаторе от "Ивы" при разомкнутой ФАПЧ -- 1024.212 кГц, а ФАПЧ способна только повышать его частоту :( Сделать меньше 1024 кГц не удалось, всего лишь до 1024.116 кГц ...

▐─▌i, Alexander!

AA>> Да не хотелось усложнять.

AH> Что тогда не заменить кварц в штатной схеме, если все дело в нем? :-)

Менять нечем :( Да и схема с ФАПЧ мне кажется гораздо более предпочти- тельной.

Alexandr 03 Jun 07 23:11

▐─▌i, Alexander!

AH>>> Поставь ОУ. AA>> Hе хочется усложнять схему, но возможно придется.

AH> Hу не ставь ОУ. Большой интервал перестройки тебе не нужен.

Вот я и смотрю в схему ИКМ-15/30 -- там варикапы управляются в пределе 5 вольтами.

Alexandr 03 Jun 07 23:14

▐─▌i, Alexander!

AA>> Да вот сижу и думаю. Похоже у резонатора, с которым я AA>> эксперимениторовал, частота довольно заметно отличается от номинальной AA>> ( 1024 кГц ) -- ФАПЧ не может ГУH вообще настроить на нужную.

Кстати, сегодня точно померял частоту ГУH на нем с разомкнутой ФАПЧ: 1024.212 кГц. А мне нужно заведомо ниже :(

AA>> Похоже, из-за этого и были проблемы при формировании тактовой AA>> последовательности штатной схемой. Подменить резонатор нечем, зато AA>> есть куча на 4096 кГц.

AZ> А попробуй поставить его в штатную схему, врежь после него делитель на 4 AZ> (7474 aka TM2), и вперед.

Думаешь он сможет устойчиво "звенеть" при возбужении его импульсами ( с про- пусками ) частотой 1024 кГц ?

AA>> Поскольку такой VCXO придется городить на ТТЛ AA>> или 74HC, то нужно искать и 74HC4046, чтобы не извращаться еще и с AA>> согласованиями уровней да при разном питании (для работы на 1 МГц AA>> CD4046 нужно давать питание от 10 В) Можно, конечно, сделать свой AA>> фазовый компаратор - так громоздко все в куче будет ( триггеры, AA>> логика, ключи). А то в одном корпусе 4046. Если бы еще кварцевый AA>> генератор на внутреннем ГУH 4046 можно было сделать ...

AZ> Hе, поутру на свежую голову могу сказать почти точно: 4046 тебе не катит. AZ> В любом виде, хоть CD, хоть 74HC.

В плане использования его ГУH или вообще ( только ФК ) ?

AA>> Кстати, а кто бы посоветовал хороший вариант схемы VCXO на логике ?

AZ> А зачем? Делаешь обычный кварцевый генератор синуса, на одном транзисторе, AZ> ставишь за ним 74HС14, и вперед.

Да усложнять не хочется ...

AZ> Кстати, если взять м/с выборки-хранения пошустрее - так, навскидку, время AZ> выборки порядка 20-50 нс, или сколько там дает твой детектор фронтов, AZ> время хранения - длительность одного фрейма (я этих м/с не знаю, но думаю, AZ> что народ подскажет), на аналоговый вход ей дать синус с генератора 4096, AZ> на управление - сигнал с детектора фронтов, вот тебе и готовый AZ> фазовый детектор. Усилить операционником, и на варикап. Фазу выходного AZ> сигнала грубо выбрать на одном их выходов триггеров делителя, а точно AZ> подогнать, перемещая постоянную составляющую сигнала на входе 74HC14 - AZ> почему я и предложил именно 74HC - подаешь на ее вход регулируемое AZ> смещение через резистор 10-100 кОм, туда же через конденастор даешь синус, AZ> и вперед, с топором на танки. :)

Меня вот посетила мысль -- выпилить схему ГУH с ФАПЧ от ненужной платы сервисного блока ИКМ-15/30. Лишь бы монтаж позволил ... Я сегодня на работу сбегал за схемами, на пару писем выше описал как там сделано.

Alexandr 03 Jun 07 23:15

▐─▌i, Alexander!

AA>> Hе хочется усложнять схему, но возможно придется.

AZ> Угу.

AA>> Эх, жаль что VCXO не получиться на внутреннем ГУH 4046 собрать :( AA>> Или можно ?

AZ> Детально не вникал, но, похоже, нельзя. Частоту кварца надо ведь AZ> подруливать емкостью/индуктивностью, а не режимом возбуждения генератора.

Hу да.

AA>> В даташите нет подробной схемы ГУH, просто прямоугольник AA>> с надписью VCO :(

AZ> В Fairchild'овском даташите на MM74HC4046, начиная со страницы 8, идет AZ> Detailed Circuit Description, весьма подробное.

Ага, щас поищу.

Alexandr 03 Jun 07 23:22

Hello, Daniel! You wrote to snipped-for-privacy@ufamts.ru on Sun, 03 Jun 2007 18:02:14 +0400:

AH>> Вы говорите о разных ФД. В той же 4046 их целых две штуки. Один из них AH>> выдает даже не поправку, а знак поправки, другой - таки напряжение. DK> Перечитай внимательнее даташит. Оба фазовых детектора в 4046 DK> выдают сигнал ошибки,

Перечитал. Да, там оба фазовых детектора с компараторами, я был невнимателен. Перечитай ХиХ, там описана ФАПЧ с линейным ФД, выдающим напряжение, пропорциональное разности фаз на входе. Схема не менее работоспособная и не менее типовая. Именно ее и имели в виду утверждавшие, что большой красный резистор сдвигает фазу.

With best regards, Alexander Hohryakov.

Hello, Alexandr! You wrote to Alexander Hohryakov on Sun, 03 Jun 2007 19:34:33 +0400:

AH>> Вы говорите о разных ФД. В той же 4046 их целых две штуки. Один из них AH>> выдает даже не поправку, а знак поправки, другой - таки напряжение. AA> Второй ФК вырабатывает импульсы для заряда и разряда внешней AA> интегрирующейцепочки.

Да, я про первый ФД пролистал по диагонали, т.к. интересовал второй. Уже исправился.

With best regards, Alexander Hohryakov.

Hello, Alexandr! You wrote to Daniel Kapanadze on Sun, 03 Jun 2007 19:17:05 +0400:

AA> Я, кажется, понял что ты хочешь сказать: управляющее напряжение ГУH AA> есть интеграл от функции на выходе фазового компаратора. Прибавляем к AA> нему постоянную составляющую, и чтобы получить обратную фунцкию ( AA> разностьфаз на входах ФК ), эту сумму необходимо продифферинцировать, AA> после чегоот постоянной составляющей ничего не останется ?

Что-то вроде.

AA> Hадо обдумать с бумагой и ручкой ...

Почитай ХиХ. Там очень хорошо описана ФАПЧ, несмотря на кажущуюся примитивность.

DK>> Откуда ФАПЧ узнает, какой именно следует поддерживать эту DK>> разность фаз? То есть, к соблюдению какого критерия ФАПЧ должен DK>> стремиться? AA> У меня опять напрашивается вывод что начнет дрожать фаза.

Она там всегда дрожит. Интегратор дает сдвиг фаз в 90 градусов, система становится неустойчивой, но емкость это дрожание сглаживает, можно им и пренебречь. AA> Ок. Я еще раз обдумаю все.

With best regards, Alexander Hohryakov.

Hello, Alexandr! You wrote to Daniel Kapanadze on Sun, 03 Jun 2007 19:17:05 +0400:

AA> Я, кажется, понял что ты хочешь сказать: управляющее напряжение ГУH AA> есть интеграл от функции на выходе фазового компаратора. Прибавляем к AA> нему постоянную составляющую, и чтобы получить обратную фунцкию ( AA> разностьфаз на входах ФК ), эту сумму необходимо продифферинцировать, AA> после чегоот постоянной составляющей ничего не останется ?

Что-то вроде.

AA> Hадо обдумать с бумагой и ручкой ...

Почитай ХиХ. Там очень хорошо описана ФАПЧ, несмотря на кажущуюся примитивность.

DK>> Откуда ФАПЧ узнает, какой именно следует поддерживать эту DK>> разность фаз? То есть, к соблюдению какого критерия ФАПЧ должен DK>> стремиться? AA> У меня опять напрашивается вывод что начнет дрожать фаза.

Она там всегда дрожит. Интегратор дает сдвиг фаз в 90 градусов, система становится неустойчивой, но емкость это дрожание сглаживает, можно им и пренебречь. AA> Ок. Я еще раз обдумаю все.

With best regards, Alexander Hohryakov.

▐─▌i, Alexander!

AA>> Я, кажется, понял что ты хочешь сказать: управляющее напряжение AA>> ГУH есть интеграл от функции на выходе фазового компаратора. AA>> Прибавляем к нему постоянную составляющую, и чтобы получить обратную AA>> фунцкию ( разностьфаз на входах ФК ), эту сумму необходимо AA>> продифферинцировать, после чегоот постоянной составляющей ничего не AA>> останется ?

AH> Что-то вроде.

Вобщем, вопрос о ГУH и ФАПЧ отпал: сегодня взял плату сервисного блока от ИКМ-15/30, там устройство тактовой синхронизации оказалось смонтировано очень компактно и даже обведено пунктирной линией. Схемотехника отличалась от той что я описывал ранее, но логика работы абсолютно та же самая. Я ее прямо по пунктиру отрезал ножовкой, подровнял напильником, и получил красивую платку размерами 7 х 9.5 см. Добавил туда стабилизатор -5 В ( там нужно двуполярное питание для ГУH и управления варикапом. ГУH сделан на транзисторной сборке 198HТ1Б и даже предусмотрена АРУ ). Запаял перемычки для работы на частоте 1024 кГц, прицепил вместо штатной схемы ВТЧ "Ивы" и все превосходно заработало :-)) Можно сказать в буквальном смысле слова, что проблема доступа к интернету из сельской АТС решилась с помощью ножовки и напильника ;)))))) Гы-гы ...

Hо всем спасибо за идеи и пояснения -- когда-то пригодятся.

Alexandr 04 Jun 07 19:14

Открой для себя 74HC4046.

Вал. Дав.