Устройство фазовой автоподстройки частоты Советский патент 1985 года по МПК H03L7/00 

sl

to о о со Изобретение относится к радиотех нике и может применяться в следящих фильтрах, синхронных детекторах Цель изобретения - расширение по лосы захвата без ухудшения помехоэа1цищенности. На чертеже приведена функциональ ная схема устройства фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ). . Устройство содержит первый 1, второй 2, третий 3 и четвертый 4 фазовые детекторы, первый 5 и второ 6 фильтры нижних частот, фильтр 7 верхних частот, сумматор 8, управляемьп генератор 9, фазовращатель 10 на п/2, фазовый манипулятор 11 на п. Устройство работает следующим образом. Сначала с помощью фазовых детек торов 1, 2 и 3 определяется знак . начальной расстройки, затем с помощ фазового манипулятора 11,на п уста навливается соответствующий сдвиг фазы между выходными колебаниями де текторов 1 и 4 и одновременно смещается полоса захвата контура ФАПЧ по частотной оси в сторону, соответс вующую знаку начальной расстройки, и происходит захват контура ФАПЧ. Смещение полосы захвата обусловлено Сложением сигналов управления поступающих на входы сумматора 8. Это происходит следующим образом. Пусть сдвиг фазы манипулятора 11 на п равен нулю и сигнал управления на него не поступает. На вход устройства поступает сигнал с частотой (О gj , отличающейся от частоты с управляемого генератора -9 на величину ли) . Тогда на выходах фазовых детекторах 1 и 4 будут иметь место колебания биений, сдвинутые по фазе друг относительно друга на ±п/2, причем знак фазового сдвига зависит от знака начальной расстройки fcco Далее эти колебания проходят фильтр нижних 5 и верхних 7 частот, где преобразуются по амплитуде и по фазе. Пусть фильтры 5 и 7 вьшолнены, например, в виде однозвенных RC-цепей с одинаковыми постоянными времени С RC. Тогда фазовый сдвиг, вносимый ка частоте, среза, равен +п/4 для фильтра 7 вер них частот и -п/4 для фильтра 5 нижних частот, а разность фаз , вносимая фильтрами, равна п/2 и не зависит от частоты. Поэтому на входы сумматора 8 поступают колеба- ния либо в фазе, либо в противофазе. При начальной расстройке, равной частоте среза фильтров 5 и 70)- f коэффициенты передачи фильтров по модулю одинаковы, имеет место либо суммирование, либо взаимная компенсация биений, в зависимости от знака начальной расстройки. Если выбрать частоту среза (Ур в окрестностях полосы захвата контура ФАПЧ, то это явление приведет к смещению полосы захвата вдоль оси частот, поскольку биения будут складываться, например, слева от нулевой расстройки и ослабляться справа, или наоборот. Определение знака начальной расстройки осуществляется при помощи третьего фазового детектора 3, характеристика которого должна быть близкой к синусоидальной, т.е. с максимумами положительной и отрицательной полуволн в точках +п/2 и -п/2 соответственно. На входы его поступают колебания биений с выходов фазовых детекторов.Т и 2 одинаковой частоты, но сдвинутые по фазе друг относительно друга на +п/2 в зависимости от знака начальной расстройки. Поэтому на выходе второго фазового детектора 2 будет положительное напряжение при положительньпс расстройках и, наоборот, отрицательное напряжение при отрицательных. Далее это напряжение проходит через первый фильтр 6 нижних частот, где подавляются его высокочастотные сое- . тавляющие и шумы, и поступает на управлякнций вход фазового манипулятора 11 на п. Полярность сигналов управления фазового манипулятора 11 на п выбрана таким образом, чтобы вносимый им фазовый сдвиг приводил к описанному смещению полосы захвата в направлении, соответствующем знаку начальной расстройки. После достижения захвата контур ФАПЧ работает без особенностей, причем сигнал управления на втором входе сумматора 8 отсутствует из-за наличия фильтра 7 верхних частот, не пропускающего постоянной составляющей напряжения. В этом режиме фазовый манипулятор 11 на п находится в фиксированном положении, фазовые детекторы 2, 3 и 4 влияния на работу схемы не оказывают. I Таким образом, в предлагаемом устройстве полоса захвата расширяется 1 1720094 без ухудшения помехозащищенности устройства, что достигнуто за счет смещения исходной полосы захвата вдоль оси частот в направлении начальной расстройки.

УСТРОЙСТВО ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ, содержащее соеди- . ненные последовательно первый фазовый детектор, сигнальньй вход которого является входом устройства, первый .фильтр нижних частот, сумматор, управляемый генератор, выход которого подключен к опорному входу первого фазового детектора, фазовращатель на п/2, вторбй фазовый детектор, другой вход которого подключен к входу устройства, третий фазовый детектор, второй вход которого подключен к выходу первого фазового детектора, и второй фильтр нижних частот, отличающееся тем, что, с целью расширения голосы захвата без ухудшения помехозащищенности, между выходом фазовра.щателя на п/2 и вторым входом сумматора включены последовательно соединенные фазовый манипулятор на п, .управляющий вход которого подключен к выходу второго фильтра S нижних частот, четвертый фазовый (Л детектор, второй вход которого под- : ключен к бходу устройства, и фильтр верхних частот.

8