Система частотно-фазовой синхронизации Советский патент 1984 года по МПК H03L7/06 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в каналах синхронизации радиолиний различного назначения. Известно устройство для автоподстройки частоты, содержащее соединенные в кольцо фазовой автоподстройки фазовый детектор, фильтр нижних частот, сумматор, управляющий элемент и первы.й подстраиваемый генератор, а также соединенные в кольцо частотой автоподстройки частотный детектор, инерционное звено, управляющий элемент и второй подстраиваемый генератор, причем между выходом инерционного звена и вторым входом сумматора подключены последовательно соединенные усилитель постоянного тока и дифференцирующее звено, а между третьим входом сумматора и выходом усилителя постоянного тока включено дополнительное инерционное звено 1. Однако, устройство для автоподстройки частот имеет недостаточную полосу захвата. Наиболее близким техническим решением к изобретению является система частотнофазовой синхронизации, содержащая последовательно соединенные смеситель, усилитель промежуточной частоты и частотный дискриминатор, последовательно соединенные опорный генератор и фазовый детектор, второй вход которого подключен к выходу усилителя промежуточной частоты, последовательно соединенные фильтр нижних частот, сумматор, управляющий элемент и управляемый генератор, выход которого подсоединен к первому входу смесителя, второй вход которого является входом системы, а также инерционное звено, выход которого подсоединен ко второму входу сумматора, а вход подключен к выходу частотного дискриминатора, при этом выход фазового детектора подключен ко входу фильтра нижних частот 2. Недостатком известной системы частотнофазовой синхронизации является неполное использование возможностей дополнительного контура частотной автоподстройки для расщирения полосы захвата, которая не может быть шире полосы синхронизма системы фазовой автоподстройки, обусловленное взаимным влиянием частотного -и фазового контуров и связанное с этим ухудшением помехоустойчивости по сравнению с системой синхронизации. Цель изобретения - расширение полосы захвата при сохранении высокой помехоустойчивости. Цель достигается тем, что в систему частотно-фазовой синхронизации, содержащую последовательно соединенные смеситель, усилитель промежуточной частоты и частотный дискриминатор, последовательно соединенные опорный генератор и фазовый детектор, второй вход которого подключен к выходу усилителя промежуточной частоты, последовательно соединенные фильтр нижних частот, сумматор, управляющий элемент и управляемый генератор, выход которого подсоединен к первому входу смесителя, второй вход которого является входом системы, а также инерционное звено, выход которого подсоединен ко второму входу сумматора, введены последовательно соединенные пороговой элемент, согласующий элемент, линия задержки и первый ключ, и последовательно соединенные инвертор и второй ключ, выход которого подсоединен ко входу фильтра нижних частот, а ко второму входу второго ключа подключен выход фазового детектора, второй вход первого ключа объединен со входом порогового элемента и подключен к выходу частотного дискриминатора, выход первого ключа подсоединен ко входу инерционного звена, а вход инвертора подключен к выходу согласующего элемента. На чертеже представлена структурноэлектрическая схема системы частотно-фазовой синхронизации. Система частотно-фазовой синхрониза ции содержит смеситель 1, усилитель промежуточной частоты (УПЧ) 2, опорный генератор 3, фазовый детектор 4, фильтр нижних частот (ФНЧ) 5, сумматор 6, частотный дискриминатор 7, управляющий элемент 8, управляемый генератор 9, пороговый элемент 10, согласующий элемент 11, инвертор 12, линию задержки 13, ключи 14-1 и 14-2 и инерционное звено 15, содержащее реверсивный счетчик 16, преобразователь числонапряжение 17 и преобразователь напряжение-число 18. Система частотно-фазовой синхронизации работает следующим образом. Входной сигнал, отличающийся по частоте от сигнала управляемого генератора 9 на величину 1х)„, подается на первый вход смесителя 1, на второй вход которого ndдается сигнал управляемого генератора 9. В смесителе 1 вырабатывается сигнал разностной частоты + U)H, где иЗопч - центральная частота УПЧ 2 и частотного дискриминатора 7. В УПЧ 2 этот сигнал усиливается и подается на вход частотного дискриминатора 7, в котором вырабатывается напряжение сигнала ошибки, пропорциональное величине - Полагается, что частота мЭ„ лежит в пределах полосы захвата контура частотной автоподстройки, но больше полосы захвата контура фазовой автоподстройки. В этом случае напряжение на выходе частотного дискриминатора 7 будет превышать уровень порога порогового элемента 10 и, проходя через согласующий элемент 11, линию задержки 13 и инвертор 12, создается запрещающий потенциал на управляющем входе ключа 14-1 и разрешающий потенциал на управляющем входе ключа 14-2. Напряжение с выхода частотного дискр11минатора 7 проходит через открытый ключ 14-2 на вход преобразователя напряжение-число 18, которое подсчитывается в реверсивном счетчике 16, обеспечивая тем самым запоминание сигнала ошибки. Значение числа, записанного в реверсивном счетчике 16, преобразуется преобразователем число-напряжение 17, пропорциональное напряжению сигнала ошибки, и, пройдя через сумматор 6, воздействует на управляющий элемент 8, обеспечивая тец самым изменение частоты управляемого генератора 9 для уменьшения разности частоты . Описанный процесс продолжается до момента захвата сигнала системой частотной автоподстройки, т. е. до момента, пока в системе не устанавливается остаточная разность частот, определяемая соотношением

aiO,vT.

где К - коэффициент усиления контура. Величина порога порогового элемента 10 выбирается большей (в зависимости от помеховой обстановки, в среднем на 10- 20%) величины напряжения частотного дискриминатора 7, соответствующей остаточной расстройке ,, причем величина коэффициента усиления К выбирается таким

образом, чтобы остаточная расстройка была меньше полосы захвата контура фазовой автоподстройки (в среднем на ) Тогда, после захвата сигнала по частоте

напряжение на выходе порогового элемента 10 станет меньше порога, на ключ 14-I будет подан разрезаюший потенциал, а на ключ 14-2, через время задержки линии задержки 13, определяемое быстродействием инвертора 12 и особенностями динамики системы частотно-фазовой синхронизации, запрещающий потенциал. В дальнейшем процесс захвата будет определяться контуром фазовой автоподстройки, с той лишь разницей, что сигнал ошибки в системе частотно-фазовой синхронизации будет суммой постоянного напряжения с выхода преобразователя число-напряжение 17 и, отфильтрованного в ФНЧ 5 напряжения сигнала ошибки фазового детектора 4. В результате процесса захвата в системе частотно-фазовой

синхронизации установится синхронный режим, характеризующийся нулевой ощибкой по частоте и систематической ошибкой по фазе.

Технико-экономическая эффективность данной системы частотно-фазовой синхронизации состоит в расщирении полосы захвата при сохранении высокой помехоустойчивости.

СИСТЕМА ЧАСТОТНО-ФАЗОВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ, содержащая последовательно соединенные смеситель, усилитель промежуточной частоты и частотный дискриминатор, последовательно соединенные опорный генератор и фазовый детектор, второй вход которого подключен к выходу усилителя промежуточной частоты, последовательно соединенные фильтр нижних, частот, сумматор, управляющий элемент и управляемый генератор, выход которого подсоединен к первому входу смесителя, второй вход которого является входом системы, а также инерционное звено; выход которого подсоединен ко второму входу сумматора, отличающаяся тем, что, с целью расширения полосы захвата при сохранении высокой помехоустойчивости, введены последовательно соединенные пороговой элемент, согласующий элемент, линия задержки и первый ключ и последовательно соединенные инвертор и второй ключ, выход которого подсоединен ко входу фильтра нижних частот, а ко второму входу второго ключа подключен выход фазового детектора, второй вход первого ключа объединен со входом порогового элемента и подключен к вы- § ходу частотного дискриминатора, выход пер(Л вого ключа подсоединен ко входу инерционного звена, а вход инвертора подключен к выходу согласующего элемента. - /ч САЗ СО СП О5