Предварительный делитель с двумя модулями - Dual-modulus prescaler

А двойной модуль предварительный делитель является Электронная схема используется вчастота синтезатор разработаны для решения проблемы генерации узко разнесенных частот, которые, тем не менее, слишком высоки для передачи непосредственно через контур обратной связи системы. Модуль предделителя - это его делитель частоты. Двухмодульный предварительный делитель имеет два отдельных делителя частоты, обычно M и M + 1.

Проблема

Синтезатор частот выдает выходную частоту f_о, Который разделен на модуль является опорной частоты, е_р:

${ displaystyle { frac {f_ {o}} {N}} = f_ {r} Rightarrow f_ {o} = Nf_ {r}}$

Модуль N обычно ограничивается целыми значениями, так как компаратор будет соответствовать, когда форма волны находится в фазе. Как правило, возможными кратными частотами будут каналы, для которых сконструировано радиооборудование, поэтому f_р обычно будет равно расстояние между каналами. Например, на узкополосной радиотелефоны, обычно разнос каналов составляет 12,5 кГц.

Предположим, что программируемый делитель, использующий N, может работать только с максимальной тактовой частотой 10 МГц, но выход f_о находится в диапазоне сотен МГц; . Установка фиксированного предделителя, который может работать в этом диапазоне частот, со значением M, скажем, 40, понижает выходную частоту до рабочего диапазона программируемого делителя. Однако в уравнение был введен коэффициент 40, поэтому теперь выходная частота равна:

${ displaystyle f_ {o} = 40Nf_ {r}}$

Если f_р остается на 12,5 кГц, можно получить только каждый 40-й канал. В качестве альтернативы, если f_р уменьшается в 40 раз для компенсации, она становится 312,5 Гц, что слишком мало для обеспечения хороших характеристик фильтрации и блокировки. Это также означает, что программирование делителя становится более сложным, поскольку модуль необходимо проверять, чтобы использовались только те, которые дают истинные каналы, а не каждую 1/40 часть доступного канала.

Решение

Решением является предварительный делитель с двойным модулем. Главный делитель разделен на две части: основную часть N и дополнительный делитель A, который строго меньше N. Оба делителя синхронизируются с выходом двухмодульного предварительного делителя, но только выход N делителя возвращается обратно. к компаратору. Первоначально предварительный делитель настроен на деление на M + 1. И N, и A ведут обратный отсчет, пока A не достигнет нуля, после чего предварительный делитель переключается на коэффициент деления M. В этот момент делитель N завершил A счет. Подсчет продолжается до тех пор, пока N не достигнет нуля, что является дополнительным счетом N - A. В этот момент цикл повторяется.

${ displaystyle { begin {align} & f_ {o} = f_ {r} left [{M (NA) + (M + 1) A} right] Rightarrow & f_ {o} = f_ {r} left (MN + A right) end {выровнено}}}$

Итак, хотя у нас все еще есть множитель M, умноженный на N, мы можем добавить дополнительный счет, A, который фактически дает нам делитель с дробной частью. Только предварительный делитель должен быть сконструирован из быстроходных частей, а опорная частота может оставаться равной желаемому интервалу выходной частоты.

На схеме ниже показаны элементы и расположение синтезатор частот с двухмодульным предварительным делителем. (Сравните с диаграммой на главной странице синтезатора).

Можно вычислить A и N по формулам:

${ displaystyle { begin {align} N & = left lfloor { frac {V} {M}} right rfloor A & = V-MN end {align}}}$

где V - комбинированный коэффициент деления V = MN + A. Чтобы это работало правильно, A должно быть строго меньше M, а также меньше или равно N. Эти ограничения на значения A подразумевают, что вы не можете получить все коэффициенты деления V. Если V падает ниже M (M - 1), некоторые каналы будут отсутствовать.

Пример

Форма волны предварительного делителя с двумя модулями и шкалой 10 микросекунд.

Форма волны предварительного делителя с двойным модулем с масштабом 200 наносекунд.

Сегодня большинство двухмодульных прескилеров существует внутри микросхем ФАПЧ, что делает невозможным измерение реальных сигналов во время работы. Первые двухмодульные предделители были дискретными устройствами ECL, отдельными от микросхем ФАПЧ. Вот пример использования предделителя с двумя модулями. В этой схеме используется Motorola MC145158 с Fujitsu Двухмодульный прескалер MB-501, работающий в режиме 128/129. ФАПЧ зафиксирована на частоте 917,94 МГц (f_о) с частотой разнесения каналов 30 кГц (f_р). Таким образом, общее количество целых чисел составляет 30 598. Разделив это на 128 (M), мы получим частное 239 с остатком 6, N и A соответственно. Результатом этого выбора частоты является то, что прескалер проводит большую часть времени, считая на 128, и только короткий период на 129.

Об этом свидетельствует верхняя фиолетовая кривая, регулятор модуля A, выход счетчика. Эти два снимка экрана отличаются только масштабом по горизонтали. Нижняя желтая кривая - это выход N-счетчика, частота которого соответствует частоте разнесения каналов 30 кГц. Зеленая кривая - это выходной сигнал двухмодульного предварительного делителя, который соответствует 7,1714 МГц в случае, когда предварительный делитель находится на 128 и 7,1158, когда он находится на 129. Совершенно очевидно, что управление модулем низкое ровно для 6 циклы выхода предделителя. Что неочевидно, так это тот факт, что частота изменяется менее чем на один процент между двумя состояниями управления модулем. Будут случаи, когда A = 0, в результате чего двухмодульный предварительный делитель будет считать только 128. Это произойдет на частотах 906,24, 910,08, 913,92, 917,76, 921,60 МГц и так далее.

Смотрите также

Счетчик проглатывания пульса