Фазовый дискриминатор Советский патент 1985 года по МПК H03D13/00 

со VI .Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для измерения разности фаз и слежения за разностью фаз двух сигналов, например, в гидролокации. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости и надежности, при пропадании одного из сравниваемых, сигналов и упрощение фазового дискриминатора. На .фиг. 1 приведена структурная схема пред.поженного фазового дискриминатора; на фиг. 2 - зависимост выходного напряжения коммутатора от разности фаз входных сигналов л на фиг. 3 - статическая дискриминационная характеристика. Фазовый дискриминатор содержит фазовый детектор 1 абсолютной величины и знака фазового рассогласования, состоящий из элементов И 2 и 3 и 1К-триггера 4, фильтры 5 и 6, RS-триггер 7, коммутатор 8, блок 9 дифференцирования, пороговые блоки 10 и 11, реверсивный счетчик 12, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 13 и сумматор 14. Дискриминатор работает .следующим образом. Входные напряжения прямоугольной формы со скважностью, равной 2, пос тупают на элементы И 2 и 3, работающие как обычные вьщелителифазовог сдвига, Ж-триггер 4 в зависимости от знака фазового рассогласования входных сигналов разрешает работу элемента И 2 или элемента И 3. При Любом фазовом рассогласовании входнщ сигналов отличное от нуля напря жение присутствует .на выходе лишь одного из элементов И 2 и 31 Выходные сигналы логических элементов И 2 и 3 поступают на входы фильтров 5 и 6, которые вьщеляют их постоянную составляющую. Еслиотличное от нуля напряжение наблюдается на выходе элемента И 2, то RS-триггер 7 устанавливается в единичное состояние и подключает вход коммутатора 8 к выходу фильтра 5, при этом выходн напряжение коммутатора 8 положительно. Если сигнал присутствует на выходе элемента И 3, то RS-триггер 7 устанавливается в нулевое состояние и подключает к входу коммутатора 8 выход фильтра 6, частотная характеристика которого Kj(u))s-,44(4)), где ) - частотная характеристика фильтра 5. При этом напряжение на выходе коммутатора 8 отрицательно (фиг. 2). При пересечении разностью фаз входных сигналов точек К-360, где К - О, t1, ±2,..., происходит переключение RS-триггера 7, а под действием его выходных сигналов и коммутатора 8, который отключает от своего входа один из фильтров 5 или 6, подключая другой. Так как выходное напряжение фильтра 5 всегда положительно, а фильтра 6 всегда отрицательно, при пересечении разностью фаз входных сигналов значений К-360 наблюдается скачок выходного напряжения коммутатора 8. Если разность фаз пересекает значения К-360, когда растет, происходит скачкообразное уменьшение выходного напряжения коммутатора 8, если - когда умень- - . шается, происходит его скачкообразное увеличение. Скачкообразное изменение выходного напряжения коммутатора 8 вызывает выброс напряжения на выходе блока 9 дифференцирования. Пороги срабатывания пороговых блоков 10 и 11 выбираются так, что логическая 1 на их выходе появляется лишь при наличии выброса выходного напряжения блока 9 дифференцирования. Порог срабатывания порогового блока 10 отрицателен, поэтому логическая 1 на его выходе появляется, если разность фаз входных сигналов проходит значения К-360, когда растет. Порог срабатывания порогового блока 11 положителен, поэтому- он реагирует на пересечение точек К360 уменьшающейся разностью фаз. Код реверсивного счетчика 12 увеличивается при появлении логической 1 на входе +, т.е. на выходе порогового блока 10, и уменьшается при появлении логической 1 на входе -. Изменение кода в реверсивном счетчике 12 на единицу вызывает изменение выходного напряжения ЦАП 13 на величину кванта. Величина кванта выходного напряжения ЦАП 13 выбирается равной размаху напряжения на выходе коммутатора 8, т.е. 2U (фиг. 2). Сумматор 14 суммирует выходные напряжения коммутатора 8 и ЦАП 13, в результате чего зависимость вы3 . ходного напряжения сумматора 14, а следовательно, и фазового дискриминатора от разности фаз входных напряжений (статическая дискримина ционная характеристика) принимает вид, показанный на. фиг. 3. Линеариз ция статической дискриминационной характеристики в диапазоне О - N-36 а следовательно, и расширение до N360 диапазона слежения за разнобтью фаз входных сигналов происходят за счет компенсации разрывов в выходном напряжении коммутатора 8 выходным напряжением ЦАП 13. N число разрядов реверсивного счетчика 12 и ЦАП 13, которое определяет величину пределов слежения за разностью фаз. Напр/г ение 04 Сдвиг статической дискриминационной характеристики по оси абсцисс (ось разности фаз /,фиг. 3) можно осуществить предварительно (до начала включения дискриминатора в работу) занесением кода в реверсивный счетчик 12. Благодаря, применению коммутации выходов фильтров 5 и 6 и введению блоков, фиксирующих переходы разности фаз входных сигналов через точки ±К-360/К 0,1,2,... и подсчитывающих их число, возможно осуществлять непрерывную регистрацию изменения разности фаз входных сигналов в расишрениом (по сравнению с 360J диапазоне.

ФАЗОВЫЙ ДИСКРИМИНАТОР, содержащий фазовый детектор абсолютной величины и знака фазового рассогласования, входы которого являются входами фазового дискриминатора, фильтр, RS-триггер, коммутатор сигналов и последовательно соединенные реверсивный счетчик, цифроана логовый преобразователь и сумматор, выход которого является выходом фазового дискриминатора, отличаю щ и и с я тем. Что, с целью повышения помехоустойчивости и надежности при пропадании одного из сравниваемых сигналов и упрощения фазового дискриминатора, в него введены дополнительный фильтр, блок дифференцирования и два пороговых блока, причем выходы фазового детектора абсолютной величины и знака фазового рассогласования соединены свходами RS-триггера и через фильтры с информационными входами коммутатора сигналов, управлянмцие входы котороi го соединены с выходами RS-триггеСЛ С ра, при этом на выход коммутатора сигналов сое-динен с вторым входом сумматора и через блок дифференцирования с входами пороговых блоков, выходы которых соединены с сум мирующим и вычитающим входами реверсивного счетчикаf