Схемотехника функциональных устройств схемы ФАПЧ

К этим устройствам относятся фазовый детектор (ФД), генератор, управляемый напряжением (ГУН) и фильтр нижних частот (ФНЧ).

Простейшая схема фазового детектора может быть реализована в виде электронного ключа, управляемого опорным напряжением Uo:

Временная диаграмма работы этой схемы имеет вид

После прохождения сигнала Uout(t) через фильтр нижних частот выделяется постоянная составляющая, максимальная величина которой соответствует нулевому фазовому сдвигу, а минимальная- сдвигу на 90 градусов. Для уменьшения пульсаций напряжения на выходе ФНЧ приходится уменьшать его полосу пропускания, что приводит к нежелательному уменьшению полосы удержания и полосы захвата. Максимальная полоса захвата может быть обеспечена при использовании в качестве фазового детектора схемы балансного модулятора с подавлением боковых частот. Принцип действия такой схемы основан на выполнении следующей последовательности операций:

-формирование квадратурных компонентов входного сигнала;

-формирование квадратурных компонентов опорного сигнала (сигнала управляемого генератора);

- перемножение косинусных компонентов входного сигнала и опорного сигнала;

-перемножение синусных компонентов входного сигнала и опорного сигнала;

-суммирование полученных произведений.

В предположении, что амплитуды входного и опорного сигналов приравнены единице, на выходах перемножителей получим:

Суммируя полученные выражения, получим сигнал на разностной частоте первоначальной расстройки, который, при выполнении условий захвата перейдет в сигнал постоянного напряжения пропорциональный . Пример реализации соответствующей схемы приведен ниже.

При использовании данной схемы задача подавления пульсаций на второй гармонике решается без применения ФНЧ, что дает возможность обеспечить максимально возможную полосу захвата.