Частотно-фазовый детектор Советский патент 1983 года по МПК H03D13/00 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в кольцаз импуяьсно-фазовой автоподстройки частоты (ИФАПЧ). Известен частотно-фазовый компаратор, содержащий элементы И-НЕ, фазовый и два блокировочных триггера, причем входы фазового триггера подключены к входам двух элементов И-НЕ к входам которых подключены первые входы блокировочных триггеров, нулевые выходы которых соединены с их вт рыми входами через третий элемент И-НЕ, а единичные выходы блокировоч ных тригге1эов подключены соответственно к первым входам четвертого и пятого элементов И-НЕ, при этом второй вход пятого элемента И-НЕ соединен с выходом четвертого элемента И-НЕ, второй вход которого подключен к нулевому выходу фазового триггера, единичный и нулевой выходы фазового триггера подключены соответственно к вторым входам двух элементов И-НЕ через устройства задержки 1}. Недостаток, указанного устройства заключается в невысокой точности. Наиболее близким, к предлагаемому является частотно-фазовый детектор, содержаи1ий два входных формирователя импульсов, инверсные выходь которых соединены с первыми входами первого и второго элементов И-НЕ соответственно, выходы элементов И-НЕ подключены к R- и S-входам RS-триггера, выход которого является первым выходом частотно-фазового детектора, а также два выходных D-триггера, выходы которых являются вторым и треть им выходами частотно-фазового детек тора и подключены к первым входам третьего и четвертого элементов И-НЕ соответственно, а их выходы подключены к вторым входам первого и второ го элементов И-НЕ, счетные входы выходных D-триггеров подключены к первым входам входных формирователей им пульсов, вторые входы которых подключены к R- и S-входам RS-триггера соответственно, выходыкоторого через пятый и шестой элементы И-НЕ под ключены к О-входам выходных D-тригге ров, выходы которых подключены к вто рым входам пятого и шестого элементов И-НЕ 2 . Однако известное устройство име&т недостаточную точность в широком частотном диапазоне сигналов. 912 Цель изобретения -повышение точности детектора при одновременном расширении частотного диапазона сигнала. Указанная цель достигается тем, что в частотно-фазовом детекторе содержащем два входных формирователя имЪульсов инверсные выХоды которых соединены с первыми входами первого и второго элементов И-НЕ соответственно, выходы элементов И-НЕ подключены к R- и S-входам RS-триггера, выход которого является первым выходом частотно-фазового детектора, а также два выходных D-трйггера, выходы которых являются вторым и третьим выходами частотно-фазового детектора, входные формирователи импульсов выполнены на О-триггерах, причем счетный вход первого О-триггера является первым входом частотно-фазового детектора и соединен со счетным входом первого выходного D-триггера, D-вход которого соединен с инверсным выходом первого О-триггера и с. первым входом первого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с прямым выходом RS-триггера, а счетный вход второго D-триггера является вторым входом частотно-фазового детектора и соединен со счетным входом второго выходного D-триггера, D-вход которого соединен с инверсным выходом второго О-триггера и с первым входом второго элемента И-НЁ второй вход которого соединен с инверсным выходом RS-триггера, при этом D-входы D-триггеров соединены с общей шиной, а S-входы D-триггеров соединены с выходами соответствующих элементов И-НЕ. На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства Частотно-фазовый детектор содержит два входных формирователя импульсов, выполненных на D-триггерах 1 и 2, первый и второй элементы И-НЕ 3 и i, RS-триггер 5, дв.а выходных D-триггера 6 и 7. Частотно-фазовый детектор работает следующим образом. Если частоты входных импульсных последовательностей равны, то D-триггеры 1 и 2 и элементы И-НЕ 3 и играют роль формирователей коротких импульсов из положительного перепада входного сигнзла. Эти импульсы по-очередно поступают на R- и S-входы RS-триггера 5 и формируют на его выходе импульсы с длительностью, пропорциональной разности фаз входных сигналов, т.е. сигнал частотнофазового детектора. Связи противофазных выходов RS-триггера 5 с вторыми входами элементов И-НЕ 3 и i в этом режиме не влияют на работу схемы. На D-входах выходных D-триггеров 6 и 7 присутствуют короткие положи-: тельные импульсы, но так как они задержаны относительно сигналов на счетных входах (на время срабатывания D-триггеров 1 и 2), то импульсы на выходах выходных 0-триггеров 6 и 7 отсутствуют. Если частоты входных импульсных последовательностей ргзличны, то на первом входе частотно-фазового детектора устанавливается постоянное напряжение, соответствую1дее знаку расстройки, т.е. частотно-фазовый детектор играет роль различителя зна ка. В дальнейшем для определенности считают, что частота следования импульсов на входе выше, чем на входе li. Тогда на втором входе элемент И-НЕ 3 устанавливается логический О а на втором входе элемента it -логическая 1. На выходе выходного О-триггера 7 импульсы отсутствуют, так как длительность импульсов на его D-входе не изменилась по сравнению с режимом равных частот. Режим работы,выходного О-триггера 6 изменился. На его D-входе появляются положительные импульсы переменной длительности. До тех пор, пока за временной промежуто между двумя импульсами по входу 1 проходит ИМПуЛЬС, по входу 11 выходной D-триггер 6 не срабатывает, так как импульс на его О-входе задержан, относительно импульса на счетном вхо

10«t0591 де. Однако, если частота следования импульсов на входе J выше, наступает ситуация (повторяющаяся с разностной частотой), при которой за временной промежуток между двумя импульсами по входу I импульсы по входу 1J. отсутствуют. Тогда в момент прихода второго импульса по входу 1 на О-входе выходного триггера 6 присутствует ;логическая 1, разрешаюсцая срабатывание триггера. Следующий импульс по входу I перебросит выходной D-триггер 6 в исходное состояние. Таким образом, на выходе выходного О-триггера 6 образуются импульсы разностной частоты, проходящие на выход частотно-фазового детектора. Одновременно на прямом выходе D-триггера 1 образуются импульсы переменной длительности с частотой следования, равной частоте на вхог де 11. .Таким образом, при разности частот , превышающей нерабочую зону, на выходе частотно-фазового детектора образуется импульсная последовательность с разностной частотой. Если разность частот меньше нерабочей зоны, то выходной D-триггер 6 не успевает срабатывать. Исчезновение импульсов ria выходе выходного D-триггера 6 вызывает отсутствие импульсов на выходе. , Таким образом, в синхронном режиме и при большой разности входных частот предлагаемый частотно-фазовый детектор работает аналогично прототипу, а при разности входных частот меньше нерабочей зоны импульсы на выходе отсутствуют. Изобретение позволяет обеспечить уверенное вхождение в сингфонизм кольца ИФЛПЧ в широком диапазоне частот.

ЧАСТОТНО-ФАЗОВЫЙ ДЕТЕКТОР, содержаи(ий два входных формирователяимпульсов, инверсные выходы которых соединены с первыми входами первого и второго элементов И-НЕ соответственно, выходы элементов И-НЁ подключены к R- и S-входам RS-триггера, выход которого является первым выходом частотно-фазового детектора, а также два выходных О-триггера, выходы которых являются вторым и третьим выходами частотно-фазового детектора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности детектора при одновременном расширении частот-, ного диапазона сигнала, входные формирователи импульсов выполнены на Р-триггерах, примем счетный вход первого D-триггера является первым входом частотно-фазового детектора и соединен со счетным входом первого выходного D-триггера, D-вход которого соединен с инверсным выходом первого D-триггера и с первым входом первого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с прямым выходом RS-триггера, а счетный вход второго D-триггера является вторым входом частотнофазового детектора и соединен со счетным входом второго выходного D-триггера, О-вход которого соединен (Л с инверсным выходом второго D-триггера VI с первым входом второго элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с инверсным выходом RS-триггера, при этом D-входы О-триггеров соединены с общей шиной, а S-входы D-триггеров соединены с выходами соответствующих элементов И-НЕ.