Фазовый компаратор Советский патент 1984 года по МПК H03D13/00 

Изобретение относится к измерительной технике и автоматике и, в частности, может быть использовано в устройствах дистанционного управления. Известен фазовый детектор, содер жащий источники входного и опорного сигналов, схему сложения с последов тельно включенным эмиттерным повторителем и фазометр fl 3. Недостатками данного устройства являются его сложность и относительно малая помехоустойчивость. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является фазовый компаратор, содержащий два усилителя-ограничителя, формирователь 11мпульсов, причем вход первого усилителя-ограничителя является сиг нальным входом фазового компаратора выход первого усилителя-ограничител подключен к первому входу первого элемента И, выход которого через формирователь коротких импульсов подсоединен к 5-входу первого триггера, вход второго усилителя-ограничителя является опорным входом фазового компаратора, выход второго усилителя-ограничителя подключен к входу формирователя импульсов, второму входу первого элемента И и через дополнительный формирователь коротких импульсов к R-входу второг триггера, 5-вход которого соединен с выходом дополнительного формирова теля импульсов, при этом выходы формирователя импульсов и первого элемента И подключены соответственн к R-входу первого триггера и входу дополнительного формирователя 7 мпyль сов С 2 1 Однако известный фазовый компара обладает недостаточной помехозащине ностью из-за изменения под влиянием помехи величины порога его срабатывания. Цель изобретения - увеличение помехоустойчивости фазового компара тора. Поставленная цель достигается те что в фазовый компаратор, содержащи два усилителя-ограничителя, формиро ватель коротких импульсов, два триг гара и формирователь импульсов, при чем вход первого усилителя-ограничи теля является сигнальным входом фазового компаратора, выход первого усилителя-ограничителя подключен к первому входу первого элемента И, выход которого через формирователь коротких импульсов подсоединен к . S-ВХОДУ первого триггера, вход второ го усилителя-ограничителя является опорным входом фазового компаратора, выход второго усилителя-ограничителя подключен к входу формирователя импульсов, введен второй элемент И, причем первый вход второго элемента И объединен с первым входом первого элемента И, второй вход второго элемента И подключен к выходу формирователя импульсов, выход второго эле,мента И подключен к f -входу первого триггера и к 5-входу второго триггера, инверсный выход первого триггера подключен к С-входу второго триггера,D-вход которого подключен к шине нулевого потенциала, прямой выход второго триггера подсоединен к второму входу первого элемента И, а инверсный выход второго триггера является выходом фазового компаратора. На чертеже представлена структурная электрическая схема фазового компаратора. Устройство содержит первый 1 и второй 2 усилители-ограничители, формирователь 3 импульсов, первый элемент И 4, формирователь 5 коротких импульсов, первый триггер 6, второй элемент И 7 и второй триггер 8. 1 Фазовой компаратор работает следующим образом. Синусоидальное напряжение от источников сигнального и опорного напряжений поступает на входы первого 1 и, второго 2 усилителей-ограничителей, на выходах которых формируются сигналы прямоугольной формы от положительной полуволны напряжений на их входах. Сигнал с выхода второго усилителя-ограничителя 2 поступает на вход.формирователя 3 импульсов, в качестве которого можно использовать одновибратор. Длительность импульса на выходе формирователя 3 импульсов определяет область нечувствительности фазового компаратора к величине рассогласования сигнального и опорного напряжений по фазе. При совпадении фаз сигнального и опорного напряжений прямоугольный импульс от первого усилителя-ограничителя 1 через открытый первый элемент И 4 поступает на вход формирователя 5

3 11

оротких импульсов, который формирует короткий импульс по переднему фронту данного сигнала для перевода первого триггера 6 в новое устойчивое состояние. Однако при совпадении фаз сигнального и опорного напряжений импульс с выхода формирователя 3 через открытый второй элемент И 7 поступает на вход R первого триггера 6 и вход 5 второго триггера 8, устанавливая их 3 нулевое положение. При этом на выходе фазового компаратора - выходе второго тригера 8 - присутствует сигнал логического О.

При опережении сигнальным напряжением опорного по фазе работа схемы аналогична описанной, за исключением ТОГО- что импульс, поступающий на вход 5 первого триггера 6, переводит его в новое состояние. Однако импульс с формирователя 3 через открытый второй элемент И 7 поступает на вход R первого триггера 6 и вход 5 второго тригера 8, переводя первый триггер 6 в исходное состояние. На выходе второго триггера 8 при этом, так же как и в случае, описанном вьше присутствует сигнал логического О.

При отставании фазы сигнального напряжения от ОПОРНОГО более чем на величину ЗОНЫ нeчvвcтвитeльнofти haaoBOTo компаратора короткий импульс с выхода формирователя 5 поступает на вход S первого триггера 6 и переводит его в новое состояние. При этом импульс с формирователя 3 не проходит через закрытый второй элемент И 7 и не возвращает первый триггер 6 в исходное положение. После ггрихода на вход 5 первого триггера 6 второго короткого импульса с формирователя 5 первый триггер 6 возвращается в ис404

ходное положение. Одновременно возникающий при этом импульс на инверсном выходе первого триггера 6 переводит второй триггер 8 в новое устойчивое

положение, при котором исчезает сигнал логической 1 на втором входе первого элемента И 4, запрещая прохождение импульсов с первого усилителя-ограничителя 1 на вход формирователя 5 коротких импульсов. На инверсном выходе второго триггера 8 появляется сигнал логической 1, указывающий на то, что величина рассогласования по фазе сигнального и

входного напряжений превьш1ает заданный порог нечувствительности фазового компаратора.

После того, как сигнальное и опорное напряжения вновь совпадут по фазе

импульс с выхода формирователя 3 через открытый второй элемент И 7 попадает на вход R первого триггера 6 и вход S второго триггера 8, переводя их в исходное состояние.

25

При работе фазового компаратора в области, близкой к порогу нечувствительности, в результате помехи в сети питания может иметь место ложное срабатывание первого триггера 6. Однако, если длительность данной помехи не превышает одного периода опорного сигнала, в следующем цикле работы фазового компаратора импульс с выхода формирователя 3 поступает на вход первого триггера 6 и вход S второго триггера 8, производя сброс первого триггера 6. При этом на выходе фазового компаратора присутствует сигнал логического О.

Таким образом, предложенное техническое решение позволяет повысить помехозащищенность фазового компаратора.

ФАЗОВЫЙ КОМПАРАТОР, содержа щий два усилителя-ограничителя, формирователь коротких импульсов, два триггера и 4юрмирователь импульсов, причем вход первого усилителя-ограни чителя является сиг-нальным входом фазового компаратора, выход первого усилителя-ограничителя подключен к первому входу первого элемента И, выход которого через формирователь коротких импульсов подсоединен к S-входу первого триггера, вход второго усилителя-ограничителя является опорным входом фазового компаратора, выход второго усилителя-ограничителя подключен к входу формирователя импульсов, отличающийся тем, что, с целью повьппения помехоустойчивости, в него введен второй элемент И, причем первый вход второго элемента И объединен с первым входом первого элемента И,, второй вход второго элемента И подключен к выходу формирователя импульсов, выход второго элемента И подключен к R-входу первого триггера и к 5-входу второго триггера, инверсный выход первого триггера подключен к С-входу второго триггера,D-вход которого подключен к шине нулевого потенциала, прямой выход второго триггера подсоединен к второму входу первого элемента И, а инверсный выход второго триггера является выходом фазового компаратора.