своя фапч из шишек и желудей

[adav84]

здравствуйте. ради интереса, как любитель, решил сделать простенькую ФАПЧ из дискретных элементов (TTL и опера) так, как я ее себе представляю из википедии, то есть наивно и в лоб.

получилась схемка (см.), которую я обильно просимулировал в LTSpice, которая состоит из фазового компаратора, интегратора ошибки (он же типа-контурный фильтр) и ГУНа.

фазовый компаратор - стандартный фазовый компаратор второго типа из двух D-триггеров. на верхний триггер подается частота, которая, в идеале, должна появиться на входе нижнего триггера.

после ФК идет вычитатель, который преобразует импульсы от триггеров в напряжение, отцентрованное по половине напряжения питания, аналогично двухтранзисторной charge pump в реальной ФАПЧ. импульсы от верхнего триггера, которые, по идее, показывают, когда входной сигнал опережает таковой ГУНа, составляют верхнюю половину выходного сигнала, а нижнего (ГУН опережает) - нижнюю.

эта последовательность импульсов интегрируется с большой временной константой. опорное напряжение интегратора - тоже половина напряжения питания, поэтому при напряжении в 2.5 В выходное напряжение не меняется. результат служит управляющим напряжением для ГУНа.

ГУН - спрятан за символом в самом правом углу просто из-за места. эта схема из Хоровица и Хилла, т.е. с ней, по идее, все чётко, только я увеличил кондюк. напряжение 5 В соответствует частоте примерно 330 Гц и дальше линейно вниз (до примерно 100 мВ, доли Гц.) все опера - R2R-овый OPA342.

проблема в том, что система осциллирует, управляющее напряжение скачет. увеличение конденсатора C1 интегратора увеличивает период колебаний, но не сильно уменьшает их амплитуду. в любом случае, расстройка всегда значительная, даже передние фронты не совпадают, хотя в целом, частоты все-же сходятся.

диаграммы прилагаю. из них хорошо видно работу фазового компаратора и интегратора, а также осцилляции.

кому не лень вникать, скажите, ЧЯДНТ, или посоветуйте, что можно попробовать.

Заранее спасибо!

PS насчет, что за странные увлечения, фапч? просто я хотел сделать часики с механическим сканированием, благо немного шарю с атмелами. чтобы изображение не плыло, я собирался взять сигнал "развертки" от фотоэлемента оборотов, умножив его по частоте на кол-во "столбцов" с пом. делителя частоты в обратной цепи. в идеале, я бы хотел вообще все сделать программно, но если не удастся прошарить, я тупо возьму 4046.

[El-Eng]

проблема в том, что система осциллирует...

ФАПЧ - не тот узел, который можно сделать "наивно и в лоб", он требует расчета, иначе вы получите то, что и получили. О необходимости расчета петли ФАПЧ и у Хоровица-Хилла говорится, если вы обратили внимание. К счастью, сейчас можно найти программы, которые облегчают расчет, рекомендуют схемы фильтров, рисуют красивые графики и т.д. Надо только поискать, например, по ключевым словам "PLL loop filter calculator".