分頻器
[拼音]:fenpinqi
[外文]:frequency divider
使輸出信號頻率為輸入信號頻率整數分之一的電子電路。在許多電子設備中如電子鐘、頻率合成器等,需要各種不同頻率的信號協同工作,常用的方法是以穩定度高的晶體振蕩器為主振源,通過變換得到所需要的各種頻率成分,分頻器是一種主要變換手段。早期的分頻器多為正弦分頻器,隨著數字集成電路的發展,脈沖分頻器(又稱數字分頻器)逐漸取代了正弦分頻器,即使在輸入輸出信號均為正弦波時也往往采用模數轉換-數字分頻-數模轉換的方法來實現分頻。正弦分頻器除在輸入信噪比低和頻率極高的場合已很少使用。
對于任何一個N次分頻器,在輸入信號不變的情況下,輸出信號可以有N種間隔為2π/N 的相位。這種現象是分頻作用所固有的,與分頻器的具體電路無關,稱為分頻器輸出相位多值性。
脈沖分頻器
圖1是用D型觸發器構成的÷2分頻電路。脈沖分頻器有很寬的工作頻帶,低頻端實際上沒有限制,高端極限頻率主要決定于使用的器件,但也與電路有關系。1兆赫以下可采用金屬-氧化物-半導體(MOS)集成電路,1~30兆赫可采用晶體管-晶體管邏輯(TTL)電路,30~60兆赫則宜采用高速TTL電路,60~300兆赫應采用發射極耦合邏輯(ECL)電路。將N級÷2分頻器串聯起來,可構成÷2N非同步分頻器。這種一級推一級的分頻鏈具有節省器件和上限工作頻率高的優點,但有延時積累的缺點,當級數N很大時,末級翻轉時刻和第一級相比有很大的延遲,這在時序電路中是不允許的。此外,分頻次數局限于2N也欠靈活。
采用級間反饋可實現任意次數的分頻,圖2即為一例。圖中的三個觸發器由同一個脈沖序列驅動,能在需要翻轉時一起翻轉,屬于同步分頻器。它沒有延時積累的問題,但與非同步分頻器相比,獲得同樣的分頻次數須用更多的器件,而且工作頻率較低。此外還有一種脈沖分頻器,其分頻次數可由外界信號置定,稱為程序分頻器。這種分頻電路已廣泛用于頻率合成器。
再生分頻器
它是一種正弦分頻器(圖3)。未加輸入信號時再生分頻器無輸出,電路內部也都沒有正弦信號,只有一些微弱的噪聲和擾動。當頻率為fi的輸入信號到來時,混頻器使它和存在于微弱噪聲中的頻率為(N-1)f0的分量混合,產生頻率為f0=fi/N 的微弱信號。這一信號經放大后再經(N-1)倍頻器反饋給混頻器。經過這樣周而復始的正反饋,電路各環節的信號將不斷增強,直到因器件非線性特性的限制達到穩態工作時為止。
圖3中的倍頻器不是必須的,依靠混頻器中的高次組合頻率也可以產生所需要的輸出頻率成分,只要中頻放大器的增益足夠大電路就能工作,但工作頻帶較窄。插入(N-1)倍頻器能使混頻器工作于最有效的差頻狀態,展寬工作頻帶。
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標簽:分頻器
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文章名稱:《分頻器》
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