Устройство для сравнения частот и фаз двух независимых электрических сигналов Советский патент 1985 года по МПК H03D13/00 

I1 Изобретение относится в радиотехнике и может использоваться в системах частотно-фазовой автоподстройки частоты, применяемых в синтезаторах частот, и демодуляторах частот но-модулированных (ЧМ) сигналов. По основному авт. св. № 720686 известно устройство для сравнения частот и фаз двух независимых электрических сигналов, содержащее детектор разности частот и фазовый детектор, первые входы которых подключены к одному из источников сравниваемых сигналов, ключ на двух последова тельно соединенных логических элементах и логический управляющий блок входы которого подключены к выходам детектора разности частот, а выходы - к первым входам первого и второго логических элементов ключа, вторые входы детектора разности частот и фазового детектора подключены к другому источнику сравниваемых сигналов, а выход фазового детектора: соединен с вторым входом первого логического элемента ключа 1 3. Однако известное устройство имеет недостаточную помехоустойчивость изза перехода из режима фазового детектирования в режим частотного и обратно при частотной модуляции одного из входных сигналов. Цель изобретения - повышение поме хоустойчивости. Поставленная цель достигается тем что в устройство для сравнения часто и фаз двух независимых электрических сигналов,содержащее детектор разности частот и фазовый детектор, первые которых подключены к одному из исто ников сравниваемьк сигналов, ключ на двух последовательно соединенньк логических элементах и логический управляющий блок, входы которого под ключены к выходам детектора разности частот, а выходы - к первым входам первого и второго логических элементов ключа, вторые входы детектора разности частот и фазового детектора подключены к другому источнику сравниваемых сигналов,- а выход фазового детектора соединен с вторым входом первого логического элемента-ключа, введены последовательно соединенные дополнительный элемент И-НЕ и форми рователь импульсов, а входы логичес кого управляющего блока подключены 1 к выходам детектора разности частот через введенньв реверсивный счетчик, выходами которого являются выходы переноса суммирования и вычитания, а входйми - входы суммирования и вычитания, при этом входы дополнительного элемента И-НЕ подключены к выходам логического управляющего блока, а выход формирователя импульсов подключен к входу управления записью введенного реверсивного счетчика. На чертеже приведена структурная эл€ ктрическая схема предложенного устройства. Устройство для сравнения частот и фаз двух независимых электрических сигналов содержит детектор 1 разности частот, фазовый детектор 2, введенный реверсивньй счетчик 3, логический управляющий блок 4 состоящий из трех R5-триггеров 5-7, и элемента И-НЕ 8, ключ 9, состоящий из двух логических элементов 10 и 11, дополнительный элемент И-НЕ 12, формирователь 13 импульсов. Устройство работает следующим образом. При f 1 f. где f - частота опорного генератора; частота синхронизируемого генератора, на выходе 14 детектора 1 разности частот появляется сигнал 1, а на выходе 15 - последовательность импульсов с частотой равной разности f f-i После переполнения введенного реверсивного счетчика 3 на выходе 16 логического управляющего блока 4 формируется сигнал О, который блокирует вход логического элемента 10, вследствие чего сигнал с фазового детектора 2 не проходит через ключ 9. Поскольку на выходе 17 имеется 1, то на выходе 20 устройства устанавливается напряжение Е (низкий уровень) и частота fj понижается. После того как частоты сигналов сравняются и fJ станет меньше f , на выходе 14 детектора 1 разности частот появляются импульсы с разностной частотой f - fj и после заполнения реверсивного счетчика 3 на его выходе 18 переноса вычитания появляется О и поступает на вход логического управляющего блока 4, на выходе 16 которого формируется сигнал 1, который открывает ключ 9 и разрешает прохождение сигнала с фазового детектора 2 через логический элемент 10. На выходе 20 устройства появляется напряжения уСл) и в системе автоподстройки устанавливается режим синхронизма. Одновременно с появлением на обоих выходах 16 и 17 логического управляющего блока 4 сигнала 1 на выходе дополнительного логическо го элемента И-НЕ 12 формируете перепад напряжения, который запуска ет формирователь 13 импульсов. Импульс, снимаемьй с выхода формирователя 13 импульсов, производит установку кода введенного реверсивного счетчика 3, соответствующего его среднему значению N, где N2коэффициент дieлeния. Рассмотрим случай, при котором f 2 2 данном случае на выходе 15 детектора 1 разности частот формируется сигнал 1., а на выходе 14 - последовательность импульсов, с частотой, равной разности f fj После заполнения введенного реверси ного счетчика 3 на его выходе 18 переноса вычитания формируется сигнал О, который устанавливает 1 на выходе Rs-триггера 5 и О на прямом выходе R5-триггера 7. Логи ческая единица на выходе RS-триггера 5 не изменяет состояния Rs-тр гера 6 и на его прямом выходе сохра няется 1. Сигнал с выхода фазового детектора 2 через логический эле мент 10 ключа 9 передается на вход логического элемента 11, а О на другом входе логического элемента ,11 блокирует сигнал с фазового дете тора 2 и на выходе 20 устройства iio является напряжение Е(высокий уро вень которого, воздействуя на часто ту синхронизируемого генератора, по вышает ее). При этом на выходе элемента И-НЕ 8 формируется 1, так как на инверсном выходе R5-триггера 6 появляется О. Когда частоты вход ных сигналов сравняются, т.е. f то. на выходе 14 детектора 1 разности частот и на выходе 18 реверсивного счетчика 3 исчезнет импульсный сигнал, т.е. установится 1. При этом RS-триггеры 5-7 и элемент И-НЕ 8 своего состояния не изменят, так как критерием равенства частот является отсутствие импульсов на выходах 14 и 18, 19, а не наличие на них так как даже при f fj на этих вы- 61 в основном присутствует 1 и только на очень короткое время появляется О, т.. е. формируется импульсный сигнал с большой скважностью. Как только С станет больше f , на выходе 15 детектора 1 разности час- . тот появляется импульсньй сигнал с частотой f 1 и после заполнения введенного реверсивного счетчика 3 на его выходе 19 переноса суммирования появляется О, который вызьшает переключение RS-триггера 6. После того, как на выходе 19 вновь появляется 1, на всех входах элемента И-НЕ 8 появляется состояние 1, что приводит к появлению на его выходе О и к опрокидыванию RS -триггера 5. На выходе RS-триггера 5 появляется О, который вызьшает опрокидывание RS-триггеров 6 и 7 и появление на выходах 16 и 17 сигнала 1. (ключ 9 открывается и сигнал с выхода фазового детектора 2 поступает на выход устройства) . На вьгходе 20 устройства в этом случае появляется напряжение V (д) и в системе автоподстройки устанавливается режим синхронизма. Одновременно с опрокидыванием RS - триггеров 6 и 7 производится установка исходного состояния введенного реверсивного счетчика 3. Таким образом, в установившемся режиме при паразитной частотной моДУ- ции одного из входных сигналов импульсы на входах логического управлякяцего блока 4, которые могут вызвать переключение устройства из режима фазового детектирования в режим частотного и обратно, появляются только при переполнении введенного реверсивного счетчика 3, т.е. если за время возрастания либо убывания частоты модулированного сигнала- разности фаз входных сигналов Р4 составит более 21Г - 7FN, где N коэффициент деления введенного реверсивного счетчика 3. При частотной модуляции гармоническим сигналом максимальный набег разности фаз входных сигналов составит Дв 2tnf и условие неискаженного детектирования можно записать следующим образом jrN При использовании чвоичного реверивного счетчика и индекса частотJ 1

ной .модуляции входного сигнала m необходимое число разрядов счетчика п равно

где log -j.--- целая часть числа.

л

Таким образом, предлагаемое устройство для сравнения частот и фаз двух независимых электрических сигналов сохраняет работоспособность при индексе паразитной частотной модуляции одного из входных сигналов в раза больше, чем у известных устройств, «jTo эквивалентно повышению помехоустойчивости.

648616

При использовании предлагаемого устройства в следящих фильтрах улучшается чистота спектра выходного сигнала синхронизируемого генератора 5 путем устранения скачков управляющего напряжения, вызванных ложными переключениями режимов частотного и фазового детектирования при паразитной частотной модуляции входного опорного сигнала. Кроме того, использование предлагаемого устройства в составе системы фазовой автоподстройки частоты, работающей в качестве широкополосного демодулятора частотно-модулированных сигналов, позволяет устранить потери информации, вызванные ложными переключениями режимов работы.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ЧАСТОТ И ФАЗ ДВУХ НЕЗАВИСИМЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ .СИГНАЛОВ по авт. ев. № 720686, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены последовательно соединенные дополнительный элемент И-НЕ и формирователь импульсов, а входы логического управлягацего блока подключены к выходам детектора разности частот.через введенный реверсивный счетчик, выходами которого являются выходы переноса суммирования и вычитания, а входами - входы суммирования и вычитания, при этом входы дополнительно го элемента И-ИЕ подключены к выходам логического управляющего блока, а выход формирователя импульсов под ключен к входу управления записью введенного реверсивного счетчика.