Частотно-фазовый детектор Советский патент 1985 года по МПК H03D13/00 

I Изобретение относится к радиотех нике и может использоваться в радио измерительной аппаратуре, радиосвязи и г.п. Цель изобретения - повьшение том ности, быстродействия и расширение динамического диапазона выходного сигнала. На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема частотно-фазового детектора; на фиг. 2 - эпюра напряжения на интегрирующем конденсаторе-, на фиг. 3 - статическая частотная характеристика в частотно режиме; на фиг. 4 - статическая фазовая характеристика частотно-фазового детектора. Частотно-фазовый детектор содержит частртно-фазовый дискриминатор 1, два ключа 2 и 3, интегрирующий конденсатор 4, сумматор 5, фильтр 6 нижних частот (ФНЧ), повторитель 7 напряжения и блок 8 положительной обратной связи. Детектор работает следующим образом. Частотно-фазовый детектор имеет два режима работы: частотньй режим для случая, если выходные частоты f и 2. равны между собой, т.е. f ; и фазовый режим для случая, если fj .В частотном режиме в зависимости от соотношения входных частот и , цифровой частотно-фазо вьш дискриминатор 1 вьщает последовательность импульсов, следующих с разностной частотой A fi-{2 или lf Если-Е импульсы поступаю на ключ 2 и открывают его. При этом происходит увеличение напряжения на интегрирующем конденсаторе 4 до напряжения источника питания Е (фиг. 2). Если { : С импульсы поступают на ключ 3. В результат напряжение на интегрирующем конденсаторе 4 уменьшается до нуля. Напр1Я Жение с интегрирующего конденсатора 4 родается на сумматор 5, где суммируется с импульсами, поступающими с третьего выхода цифрового частотно-фазового дискриминатора 1. Суммарное напряжение через фильтр 6нижних частот подается на повторитель 7 напряжения. С повторителя 7напряжения снимается выходное напряжение, которое больше напряжения на интегрирующем конденсаторе 4 на величину, равную постоянной сос92тавляющей импульсов, поступающих на сумматор 5 (фиг. 3). В фазовом режиме при равенстве частот f fj, импульсы на ключи 2 и 3 не поступают и, следовательно, они закрыты. Информация о фазовом рассогласовании частот -f и f, содержится в И1 тульсах, поступающих с цифрового частотно-фазового дискриминатора 1 на сумматор 5, где. происходит суммирование напряжения импульсов с напряжением интегрирующего конденсатора 4. Как и в частотном режиме, суммарное напряжение фильтруется фильтром 6 нижних частот и через повторитель 7 напряжения поступает на выход. Выходное напряжение Ugj, с помощью блока 8 положительной обратной связи подается на интегрирующий конденсатор 4. В зависимости от фазового рас- . согласования частот и f няется напряжение постоянной составляющей 4U от О до амплитудного значения напряжения поступающих импульсов. Положительная обратная связь может, быть выбрана, например, такой, что при напряжении постоянной составляющей ди , равном половине амплитуды поступающих импульсов, ток через блок 8 положительной обратной связи отсутствует и напряжение на интегрирующем конденсаторе 4 остается неизменным. Если напряжение постоянной составляющей больше половины амплитуды поступающих импульсов, то через блок 8 положительной обратной связи течет ток, увеличивающий напряжение на интегрирующем конденсаторе 4, а следовательно, и выходное напряжение частотнофазового детектора. И наоборот, если напряжение постоянной составляющей меньше половины амплитуды поступающих импульсов, то через блок 8 положительной обратной связи потечет ток, уменьшающий напряжение на интегрирующем конденсаторе 4, а следовательно, и выходное напряжение частотнофазового детектора (фиг. 5). 1 Изменением коэффициента передачи и введением некоторого постоянного смещения напряжения в блоке 8, положительной обратной связи можно изменять крутизну фазовой характеристик и сдвигать положение наклонного 3 yiiacTKa в обе стороны по оси фазового рассогласования. Кроме увеличения крутизны фазовой характеристики, в предлагаемом частотно-фазовом детекторе легко ос ществляется увеличение динамическог диапазона выходного напряжения. Для этого необходимо лишь увеличить до требуемого значения напряжение источника питания Е. Кроме повторителя напряжения, схема не содержит усилительных каскадов. Поэтому при увеличении напряжения источника питания Е дополнительного увеличени уровня шумовых составляющих и уровня пульсаций выходного напряжения 694 не происходит. Увеличение крутизны фазовой характеристики и динамического диапазона выходного напряжения достигается без увеличения амплитуДы импульсов. В фазовом режиме схема имеет высокую экономичность. В частотном режиме схема частотнофазового детектора не имеет гистерезиса. Применение предлагаемого частотно-фазового детектора наиболее целесообразно в системах фазовой автоподстройки частоты. В этом случае в системе полоса захвата равна полосе удержания и равна полосе перестраиваемых частот управляемого генератора. : .

Фиг. г Ug

ЧАСТОТНО-ФАЗОВЫЙ ДЕТЕКТОР по авт. св. № 936376, о т л и ч а ющ и и с я тед1, что, с целью повышения точности, бьютродействия и расширения динамического диапазона выходного сигнала, в него введены последовательно соединенные сумматор, фильтр нижних частот, повторитель напряжения и блрк положительной обратной связиJвыход которого подключен к первому входу сумматора и первому выводу введенного инте грирующего конденсатора, второй вывод которого подключен к общей шине, и два ключа, входы которых подключены к выходам первого и второго Дк-триггеров, а выходы - к первому входу сумма тора, второй вход о которого подключен к инверсному выходу третьего Jk-триггера. ел

о

Фиг.З