Фазовый дискриминатор Советский патент 1985 года по МПК G01R25/00 H03D13/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения разности фаз двух импульсных сигналов.

Известен фазовый дискриминатор, содержащий два инвертора, три элемента И, триггер знака, триггер фазы и два повторителя-ограничителя длительности импульсов lj.

Фазовый дискриминатор работоспособен в том случае, если длительность первого из пришедших входных сигналов больше разности фаз входньк сигналов.

Известен фазовый дискриминатор, содержащий два импульсно-фазовых различителя, каждый из которых состоит из триггера, инвертора и двух логических элементов И, логический элемент ИЖ и две линии . задержки 2J .

Однако в таком дискриминаторе минимальная величина сдвига фаз ограничивается величиной времени линии задержки. Кроме того,дискриминатор определяет разность фаз-сигналов с погрешностью, равной величине времени линии задержки.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является фазовый дискриминатор, содержащий два формирователя прямоугольных импульсов, три логических схемы И, два триггера и две выходные логические схемы И, а также две входные и две выходные шины |д.

Указанньй дискриминатор характеризуется недостаточно широким диапазоном измерения разности фаз сигналов, связанным с низким быстродействием. Выходной сигнал запаздывает относительно первого из пришедших сигналов на время 4t и относительно второго из пришедших сигнало на время 4 С - время переключения логического элемента схемы) и, как следствие этого, фазовый дискриминатор не может измерять разность фаз сигналов меньшую, чем 4 ,

Целью изобретения является повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в фазовый дискриминатор, содержащий два формирователя прямоугольных импульсов, входные шины, соединенные с входами формирователей прямоугольных импульсов, и

выходные шины, дополнительно введены четыре ключа, два элемента ИЛИ и два D -триггера, причем выход пер.вого формирователя прямоугольных 5 импульсов связан с входами первого . и второго ключей и первым входом второго элемента ИЛИ, выход второго формирователя прямоугольных импульсов связан с входами третьего и четвертого ключей и первым входом первого элемента ИЛИ, выход первого ключа связан с синхронизирующим входом первого D -триггера и выходом третьего ключа, выход четвертого

fS ключа связан с синхронизирзтощим вхо- . дом второго Б -триггера и выходом второго ключа, инверсны-е выходы

jD-триггеров соединены с их входами, ; прямой выход первого D -триггера

0 соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ и первой выходной шиной, прямой выход второго D-триггера соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и второй выходной

5 шиной, выход первого элемента ИЛИ связан с управляющими входами первого и второго ключей, а выход второго элемента ИЛИ - с управляющими входами третьего и четвертого ключей. На чертеже представлена структур0ная схема фазового дискриминатора. . Дискриминатор содержит входные шины 1 и 2, которые через формирователи 3 и 4 прямоугольных импульсов, ключи 5, 6 и 7, 8 соединены с

триггерами 9 и 10, элементы ИЛИ 11 и 12, соединенные по входам с формирователями 3 и 4 и с выходами триггеров 9 и 10, а по выходам - с ключами 5, 6 и 7, 8, а такжевыходные0шины 13 и 14. . Фазовый дискриминатор работает следующим образом.

В исходном состоянии на входных 5 и выходных шинах низкий уровень . напряжения, ключи 5 и 6 находят, ся в открытом состоянии, а ключи 7 и 8 - в закрытом. Предположим, что опережающий входной сигнал поступает на 0 шину 1. Формирователь 3 прямоугольных импульсов формирует импульс с длительностью, равной или несколько большей, чем время переключения |)-триггера 9. Передний фронт сформированного импульса должен иметь

крутизну, достаточную для переключения Р -триггера 9. К крутизне заднего фронта этого импульса особых

требований не предъявляется. Сфррмированньй импульс через открытый ключ 5 поступает на С-вход D -триггера 9 и устанавливает его в единичное состояние. Пройдя одновременно через элемент ИЛИ 12, сформированный импульс переводит ключ 8 в замкнутое а-ключ 6 в разомкнутое состояние. Через отрезок времени . с выхода р Триггера 9 на вход элемента ШШ J2 поступает высокий уровень напряжения подтверждая замкнутое состояниех ключа 8 и разомкнутое ключа 6, а импульс 3 формирователя прямоугольных импульсов заканчивается. Ввиду toro, что ; 3 -триггера 9, например К- 155ТМ2, порядка 60 не, а -и типовой схемы ИЛИ, например К 155ЛП1, порядка 22 не, ключа; 6 и 8 устанавливаются в нужное состояние к моменту переключения D -триггера 9. Достигнутое состояние фазового дискриминатора сохраняется до прихода запаздьгоающего входного сигнала. Он приходит на входную шину 2. Формирователь 4 прямоугольных импульсов формирует импульс, который, пройдя через открытый ключ 8, возвращает р-триггер 9 в исходное состояние.

Одновременно импульс с вь1хода формирователя 4 прямоугольных импульсов проходит через элемент ШШ 11 и устанавливает ключ 7 в замкнутое, а ключ 5 в разомкнутое состояние. Но поскольку на вход ключа 7 сигнал не подается, состояние 33 -триггера 10 не меняется.

Таким образом, на выходной шине 13 формируется сигнал разности фаз входных сигналов..

В случае,, когда опережающий сигнал приходит на входную шину 2, импульс, длительность которого равна разности Фаз входных.сигналов, формируется аналогичньм o6pa3OMJ на выходной шине 14.

Эффективность фазового дискриминатора заключается в том, что он позволяет измерять разность фаз сигналов, равную 2 . Таким образом дискриминатор обладает расширенным диапазоном измерения разности фаз сигналов, т.е..повышенньм быстродействием. Использование предлагаемого фазового дискриминатора, например, в системах фазовой автоматической подстройки частоты, позволяет повысить их точность.

ФАЗОВЫЙ ДИСКРИМИНАТОР, содержащий два формирователя прямоугольных импульсов, входные шины, соединенные с входами формирователей прямоугольных импульсов, и выходные шины, отличающийс я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него дополнительно введены четыре ключа, два элемента ИЛИ и два D -триггера, причем выход первого формирователя прямоугольных импульсов связан с входами первого и второго ключей и первым входом второго элемента ИЛИ, вьрсод второго формирователя прямоугольных импульсов связан с входами третьего и четвертого ключей и первым входом первого элемента ИЛИ, вькод первого ключа связан с синхронизирующим входом первого D -триггера и выходом третьего ключа, вькод четвертого ключа связан с синхронизирующим входом второго 1) -триггера и выходом второго ключа, инверсные выходы О -триггеров соединены с их входами, прямой выход первого D-триггера соединен с вторым входом (Л второго элемента ИЛИ и первой выходной шиной, прямой выход второго D-триггера соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и второй выходной шиной, выход первого элемента ИЛИ связан с управляющими входами первого и второго ключей, а выход второго элемента ИЛИ - с управляющими входами третьего и четвертого о ел ключей. о 9

//

с

/2

8

N

П