Цифровой умножитель частоты

Журнал "Радио", номер 1, 1999г.
Автор: В. Банников, г. Москва

    Цифровое деление стабильной частоты сигнала, например, с помощью счетчиков или триггеров, широко применяется в радиолюбительской практике. Такой прием используют, когда частоту задающего генератора, стабилизированную кварцевым резонатором, необходимо уменьшить в целое число раз. Значительно реже применяют цифровое умножение частоты сигнала, которое в ряде случаев оказывается полезным. Например, если не удается подобрать подходящий резонатор, лучше с помощью умножителя вначале увеличить частоту, а затем уже ее поделить до требуемого значения. Подобное устройство и описано

    Вниманию читателей предлагается вариант цифрового преобразователя частоты. Рассмотрим принцип формирования сигнала на примере синтеза частоты 523,3 Гц "певческого" камертона. Он описан в статье "Камертон музыканта и певца" ("Радио", 1998, # 10, с. 62, 63). Автор рассчитал: если частоту распространенного "часового" резонатора 32 768 Гц сначала умножить на 10, а затем поделить на 626, получим частоту 523,5 Гц, которая равна частоте ноты "до" 2-й октавы с погрешностью 0,04 %. Схема отличающейся части такого устройства от базового варианта (см. упомянутую выше статью) изображена на рис. 1.


Кликните на картинку для просмотра в большем масштабе

    Наибольший интерес представляет умножитель частоты на элементах микросхемы DD5, на вход которого через дифференцирующую цепь С5R5 приходит сигнал прямоугольной формы частотой 32 768 Гц с выхода микросхемы DD1. Формирователь, собранный на конденсаторе С5, резисторе R5 и элементе DD5.1, на каждый положительный перепад на входе вырабатывает импульс низкого уровня длительностью около 1,5 мкс. Он воздействует на нижний (по схеме) вход элемента DD5.2, который совместно с элементами DD5.3, DD5.4, конденсатором С6 и резистором R6 образует обычный генератор прямоугольных импульсов. Генератор настроен на частоту приблизительно З27 680 Гц, что соответствует периоду повторения импульсов около 3,05 мкс. Однако за счет формирователя эта не совсем точная частота превращается в среднем в стабильную, поскольку при каждом десятом импульсе производится подстройка фазы колебаний генератора.

    Предположим, что период повторения импульсов генератора чуть больше 3,05 мкс. Тогда за счет формирователя каждый десятый импульс низкого уровня окажется короче остальных (рис. 2, а). Если же период будет немного меньше 3,05 мкс, каждый десятый импульс высокого уровня станет более длинным, чем соседние (рис. 2, б). В результате на каждый входной импульс синхронизации с периодом около 30,5 мкс будет сформировано десять выходных импульсов, причем период их повторения в среднем окажется равен необходимому.

    Микросхемы DD2, DD3, триггер DD4.1, резистор R3 и диоды VD1-VD4 образуют делитель частоты 327 680 Гц на 313, а триггер DD4.2 - на 2. С прямого и инверсного выходов последнего сигнал прямоугольной формы поступает на базу транзисторов VT1-VT4 двухтактного мостового усилителя ЗЧ, нагрузкой которого является переменный резистор R4 - регулятор громкости - и пьезоэлектрический излучатель HА1.

    Налаживание преобразователя частоты несложно. Сначала подбирают сопротивление (меньшее) резистора R6, при котором умножитель работает в режиме умножения частоты на 11, что соответствует извлечению камертоном "промежуточного" тона, более близкого к ноте "ре", чем "до диез" 2-й октавы. Затем подбирают сопротивление (большее) того же резистора, при котором умножитель работает в режиме умножения частоты на 9, а камертон воспроизводит ноту чуть выше "си бемоль" 1-й октавы. Предположим, что в первом случае сопротивление - 68 кОм, а во втором - 82 кОм. Следовательно, среднее сопротивление резистора R6 равно 75 кОм - его и устанавливают в устройство. Теперь коэффициент умножения, без сомнения, составит 10, а камертон станет излучать ноту "до" 2-й октавы.







Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2019 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.