Устройство фазовой автоподстройки частоты Советский патент 1984 года по МПК H03L7/18 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в приемопередающих устройствах, а также в качестве демодуляторов частотномодулированных сигналов.

Известно устройство фазовой автоподстройки частоты, содержащее последовательно соединенные сумматор напряжений, управляемый генератор, фазовый, детектор, фильтр нижних частот и усилитель, при этом второй вход фазового детектора является входом эталонного сигнала. Данное устройств обеспечивает точное слежение за текущей частотой

Недостатком данного устройства является, необходимость постоянного присутствия эталонного сигнала на второ входе фазового детектора. Даже кратковременное отсутствие эталонного сигнала приводит к срыву синхронизации.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство фазовой автоподстройки частоты, содержащее соединенные в кольцо перестраиваемый генератор, фазовый детектор, фильтр нижних частот, усилитель, первый ключ и сумматор напряжений, последовательно соединененные блок формирования модулирующей функции и второй ключ, выход которого подключен к другому входу сумматора напряжений, и первьй триггер, первыйи второй выходы которого подключены к управляющим входам соответ.ственно первого и второго ключей, при этом второй вход фазового детектора является входом эталонного сиг. нала устройства фазовой автоподстройки частоты 23.

Известное устройство фазовой автоподстройки частоты не сохраняет работоспособность во время отсутствия частотно-модулированного эталонного сигнала.

Цель изобретения - обеспечение работоспособности при отсутствии частотно-модулированного эталонного сигнала.

Цель достигдется тем, что в устройстве фазовой автоподстройки частоты, содержащем соединенные в Кольцо перестраиваемьй генератор, фазовый детектор, фильтр нижних частот, усилитель, первый ключ и сумматор напряжений, последовательно соединенные блок формирования модулирующей функции и второй ключ, выход которого подключен к другому входу сумматора напряжений, и первый триггер, первый и второй выходы которог подключены к управляющим входам соответственно первого и второго ключей, при эТом второй вход фазобого детектора является входом эталонного сигнала устройства фазовой автоподстройки частоты, между выходом фазового детектора и первым входом первого триггера введены последовательно соединенные амплитудный дететор и первый блок сравнения, между выходом первого ключа и сигнальным входом блока формирования модулирующей функции введены последовательно соединенные второй блок сравнения, второй триггер и третий ключ, а также введены третий блок сравнения и элемент задержки, который включен между выходом и установочным входом второго триггера, второй вход которого подключен к выходу первого блока сравнения, вход и вьссод третьего блока сравнения соединены соответственно с выходом сумматора напряжений и с синхронизирующим входом блока формирования модулирующей функции, вход записи-считьгаания . которого подключен к выходу второго триггера, сигнальный вход третьего ключа соединен с выходом первого ключа, второй вход первого триггера подключен к выходу элемента задержки, при этом вторые входы второго и третьего блоков сравнения объединены и являются входом первого порогового напряжения устройства фазовой автоподстройки частоты, а второй вход первого блока сравнения - входом второго порогового напряжения устройства фазовой автоподстройки частоты;

На чертежа представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства. .

Устройство фазовой автоподстройки частоты сбдерзй1т перестраиваемьй генератор 1, фазовый детектор (ФД) 2, фильтр 3 нижних частот (ФНЧ) усилитель 4, первый 5 и второй 6 ключи, сумматор 7 напряжения, блок 8 формирования модулирукнцей функции, третий ключ 9, амплитудный детектор 10, первый блок 11 сравнения, первый триггер 12, второй 13 и третий 14 блоки сравнения, второй триггер 15 и элемент 16 задержки.

Устройство фазовой автоподстройки работает следующим образом.

Частотно-модулированный сигнал, например колебание с линейной частотной модуляцией, поступает на второй вход ФД 2, на первый вход которого :подключен выход перестраиваемого генератора 1. Когда частота эталонного сигнала начинает изменяться по линейному закону, на вькоде ФД 2 возникает сигнал рассогласования, которьй через ФНЧ 3, усилитель 4, первьй ключ 5 и сумматор 7 поступает на вхо перестраиваемого генератора 1. В случае установления синхронного режима работы системьРфазрвой автоподстройки частоты на выходе ФД 2 имеется напряжение, изменяющееся по закону модулирующей функции эталонного сигнала. После фильтрации в ВНЧ 3 и усиления в усилителе Л амплитуда модулирующего напряжения становится достаточной для Изменения частоты перестраиваемого генератора 1, причем закон изменения его частоты п овторяет закон изменения частоты эталонного сигнала.

Одновременно со схемой фазовой автоподстройки частоты работает дополнительная цепь обратной связи, в состав котор.ой входят третий ключ 9 j блок 8 формирования и второй ключ 6. Эта цепь имеет два режима работы: режим записи и режю воспроизведения. В режиме записи третий ключ 9 замкнут, а, второй ключ 9 разомкнут. Через третий ключ 9 на вход блока 8 форми1)ования поступает аналоговое напряжение, соответствующее модулир ующей функций эталонного си ;нала. Это аналоговое напряжение запомииаётся в блоке 8 формирования. Периодичность записи напряжения определяется синхройизирующими импульса- ми и обеспечивается путем соединения викада сумматора 7с синхронизирующим вход сн4 блока 8 формирования через третий блок 13 сравнений, который формирует импульсы, соответствующие моменту достижения максимума модулирующего напряжения. При превы1Денйи модулир ующим напряжением значения первого порогового напряжёнйя третий блок 13 сравнения переходит в другое состояние, из которого возвращается при значении

модулирующего напряжения ниже первого порогового напряжения. По приход импульсов с выхода третьего блока 13 сравнения нд синхронизирующий вход блока 8 формирования цикл записи повторяется с момента начала модулирующей функции.

Режим записи возможен лишь в случае установившегося режима работы системы фазовой автоподстройки частоты, что контролируется при помощи амплитудного детектора 10 и первого блока 11 сравнения. Установившийся режим характеризуется минимальным значением напряжения на выходе ФД 2, которое соответствует модулирующей функций, усредняется амплитудньм детекторе 10 и поступает на вход первого блока 11 сравнения. В случае превьлиения второго порогового напряжения напряжения с выхода амплитудного детектора .10 певьй блок 1|. сравнения вьщает сигнал разрешения, поступаюпщй на соответствующие входы первого и второго триггеров 12 и 15. Сигналы с выходов первого триггера 12 используются дл управления первым и вторым ключами 5 и 6.

Синхронизация работы у ;тройст& с законом изменения эталонного сигнала осуществляется введением второго блока 13 сравнения. При привьшении напряжения на выходе первого клю ча 3 первого порогового напряжения :второй блок 13 сравнения переводится в другое состояние, и его выход-, ное напряжение поступает на первый вход второго триггера 15. Когда система фазовой автоподстройки ра- , ботает в установившемся режиме, на втором входе второго триггера 15 появляется разрешающее напряжение, которое разрешает срабатывать второму триггеру 15 по появлению импульса на выходе второго блока 13 сравнения. На выходе второго Триггера 15 появляется импульс, ко1торый заде1мсивается в элементе 16 задержки на время периода повторе:ния модулирующей функции и поступает на соответствующие входы первого Ч второго триггеров,12 и 15, переводя ;их в первоначальное состгояние. Введение элемента 16 .задержки необходимо для того, чтобы за время задержки записать значение аналогового на511пряжения модулирующей функ1Ц1и в блок 8 формирования. После окончания импульса записи с выхода второго триггера 15 устанавливается режим воспроизведения. При этом первьй и третий ключи 5 и 9 закрываются, а второй ключ 6 от крывается;, передавая воспроизводимое на выходе -блока 8 формирования модулирующее напряжение на торой вход сумматора 7. Предложенное устройство работоспособно во время отсутствия эталонного сигнала., Это достигается тем, что при наличии Эталонного сигнала схема фазовой автоподстройки частоты формирует аналоговое напряжение, эк8Бивалентное модулирующей функции эталонного сигнала,и одновременно это напряжение записывается в память блока 8 формирования. При отсутствии эталонного сигнала модулирующее напряжение извлекается.из памяти блока 8 формирования и поступает на управляющий вход перестраиваемого Генератора 1 через сумматор 7, коэффициент передачи которого равен единице. Тем самым осуществляется режим частотной модуляции, и на выходе устройства воспроизводится частотно-модулированный сигнал с модулирующей функцией, соответствзтощей модулирующей функции эталонного сигнала и синхронный с ним во времени.

УСТРОЙСТВО ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙИ ЧАСТОТЫ, содержащее соединенные в кольцо перестраиваемый генератор, фазовый детектор, фильтр :нижних частот, усилитель, первый ключ и сумматор напряжений, последовательно соединенные блок формирования модулирующей функций и второй ключ, выход которого подключен к друг гому входу сумматора напряжений, и первый триггер, первый и второй выходы которого подклю чены к управляющим входам соответственно первого и второго ключей, при этом второй вход фазового детектора является входом эталонного сигнала устройства фазовой автоподстройки Частоты, отличаю щ е ее я тем, что, с целью обеспечения работоспособности при ;отсутствии частотно-модулированного эталонного сигнала, между выходом. фазового детектора и первым входом первого триггера введены последовательно соединенные амплитудный детектор и первый блок сравнения, между выходом первого ключа и сигнальным входом блока формирования модулирующей функции введены последовательно соединенные второй блок сравнения, второй триггер и третий ключ, а акже введены третий блок сравнения и элемент задержки, который включен между выходом и установочным входом второго тригге{)а, второй вход которого подключен к выходу первого блока сравнения, вход и выход третьего блока сравнения соединены соответственно с выходом сумматора напряжений (Л и с синхронизирующим входом блока формирования модулирующей функции, вход записитс итьшания которого подключен к выходу второго триггеg ра, сигнальньй вход третьего ключа соединен с выходом первого ключа, ; , второй вход первого триггера подклю- : чен к выходу элемента задержки, при этом вторые входы второго и третьего : блоков срав:с1ения объединены и являX) ются входом первого порогового на&о пряжения устройства фазовой авто90 подстройнги частоты, а второй вход первого блока сравнения является входом второго порогового напряжения устройства фазовой автоподстрой ки частоты.