Устройство фазовой автоподстройки частоты Советский патент 1986 года по МПК H03L7/00 

два регулируемых усилителя (РУ) П и 12; усилитель-ограничитель 13, усили тель постоянного тока (УПТ) 14, два вентиля 15 и 16 и инвертор 17. Форми рование компенсирующих сигналов происходит в РУ 11 и 12, коэффициенты усиления которых регулируются элементами устройства, что приводит к компенсации помехи на входе управляемого генератора 8. Процесс регули ровки усиления продолжается до тех

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемных устройствах.

Целью изобретения является повышение помехозащищенности при режек- ции помехи.

На чертеже представлена структур- ная электрическая схема устройства фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ

Устройство содержит первый, второ и третий фазовые детекторы 1, 2 и 3 соответственно, первый, второй и третий фильтры нижних частот. 4, 5 и 6 соответственно, фильтр 7 верхних частот, управляемый генератор 8, фазовращатель 9 на « /2, алгебраический сумматор 10, первый и второй регулируемые усилители 11 и 12 соответственно , усилитель-ограничитель 13, усилитель постоянного тока 14, первый и второй вентили 15 и 16 соот ветственно и инвертор 17.

Устройство работает следуюпщм образом.

Пусть в исходном состоянии устройство ФАПЧ находится в режиме синхронизма и помеха на входе устройства отсутствует. Тогда на выходах фазовых детекторов 1 и 2 имеются сигналы постоянного напряжения, следовательно , на выходе фильтра 7 верхних частот напряжение равно нулю соответственно равно нулю напряжение и на выходе фазового детектора 3, а также на входах и выходах регулируемых усилителей 11 и 12. На алгебраический сумматор 10 поступает только постоянное напряжение с выхода пер225013

пор, пока величина выходного напряжения АС 10 не станет достаточно малой. Выбором коэффициента петлевого усиления системы АРУ добиваются уменьшения остаточного напряжения помехи на выходе АС 10 в десятки - сотни раз. Цель достигается введением ФНЧ 5 и 6, РУ 11 и 12, усилителя- ограничителя 13, УПТ 14, вен тилей 15 и 16 и инвертора 17. 1 шт.

вого фазового детектора 1 через первый фильтр 4 нижних частот и устройство работает как обычное кольцо ФАПЧ, образованное первым фазовым детектором 1, первым фильтром 4 нижних частот, алгебраическим сумматором 10, вторым 5 нижних частот и управляемым генератором 8. Пусть теперь на вход устройства, находящегося в состоянии синхронизма, поступает аддитивная смесь сиг

Нала с частотой (ц поь4ехи с частотой и

HOW

15

,,,„со9(о),,,)Е,

. f

помСОЭШном

Тогда н,а выходах фазовых детекторов 1 и 2 присутствуют напряжения 20 биений сигнала и помехи с разностной частотой

СИГН НОМ I

l jn{lгeн

(2)

25 Из-за наличия фазовращателя 9 напряжение биений на выходе второго фазового детектора 2 сдвигается по фазе относительно напряжений биений первого фазового детектора 1 на

30 величину 1 . Причем для случая

Си

СИГН ном этот сдвиг фаз положительньй (+ ), а для случая отрицательный (). Далее эти -биения проходят через фильтры 4 нижних и 7 верхних частот, где претерпевают и фазовые из- менения в соответствии с амплитудной и фазовой характеристиками передачи фильтров. Пусть фильтры 4 и 7 представляют собой однозвенные интегрирующие и дифференцирующие RC-цепи соответственно. Их характеристики передачи:.

Cf -arct пТ, (4)

нижних частот 4 и пт

-5 (5)

Ik

qi prctg-:j: arc nT-|-arct ЛТ (6

для фильтра верхних частот 7.

Здесь - постоянная времени RC-цепочек, принимаем ее одинаковой для фильтров 4 и 7 (). Сравнивая выражения (4) и (6), заметим, что фазовые характеристики фильтров 4 и 7 описываются одной и той же функцией, только сдвинуты относительно друг друга на 1Г/2. Из последнего следует, что разность фаз биений на выходах фильтров 4 и 7 не зависит от частоты и всегда равна нулю при положительной разности частот сигнала и помехи (со, ком и равна при отрицательной раз- - ности частот ( о. (но, )

Кроме того, как следует из вьфа- жения (3) и (5), амплитуды биений на выходах фильтров 4 и 7 по-разному зависят от частоты и равны друг другу только на частоте среза фильтров 4 и 7:

«ср

1

1

RC

На этой частоте возможна взаимная компенсация биений и, следовательно, подавление помехи. На других частотах для компенсации биений на вьпсоде первого фильтра 4 нижних частот следует соответствующим образом изменить (усилить или ослабить) амплитуду биений на выходе фильтра 7 верхних частот и затем просуммировать ее в сумматоре с выходным напряжением первого фильтра 4 нижних частот.

Поскольку в зависимости от знака расстройки колебания биений будут либо в фазе, либо в противофазе, сумматор должен иметь для компенсирующего сигнала соответственно вычитающий и суммирующий входы.

1225013Л

Формирование соответствующих компенсирующих сигналов происходит в регулируемых усилителях 11 и 12/ Пусть в исходном положении, т.е. при 5 нулевом управляющем напряжении, коэффициенты усиления регулируемых усилителей 11 и 12 равны. В этом случае

o

5

0

5

0

5

0

5

0

после появления.помехи выходные сигналы усилителей взаимно вычитаются, поскольку они поступают на второй суммирующий и вычитающий входы сумматора 10 и на выходе алгебраического сумматора 10 появляется напряжение биений, прошедшее через первый фильтр 4 нижних частот и алгебраический сумматор 10. Это напряжение воздействует на первый вход третьего фазового детектора 3, на втором входе которого в это же время присутствует напряжение биений с выхода фильтра 7 верхних частот, усиленное и пронормированное по амплитуде в усилителе-ограничителе 13. Поэтому на выходе третьего фазового детектора 3 появляется посто- янное напряжение либо положительной, либо отрицательной полярности. Третий фазовый детектор 3 работает в этом случае как синхронный детектор напрясжения АРУ. Так, например, положительное напряжение с выхода третьего фазового детектора 3 (что имеет место при U сиги ном) проходит через третий фильтр нижних частот, усиливается в усилителе 14 постоянного тока, проходит через вентили I6, меняет свою полярность на отрицательную в инверторе 17 и воздействует на коэффициент усиления вторЬго регулируемого усилителя 12, увеличивая его выходное напряжение. Это в свою очередь приводит к уменьшению выходного сигнала, алгебраического сумматора 10 и тем самым - к компенсации помехи на входе управления управляемого генератора 8. Процесс регулировки усиления продолжается до тех пор, пока величина выходного напряжения алгебраического сумматора 10 не станет достаточно малой. Выбирая соответствующим образом коэффициент петлевого усиления системы АРУ, можно добиться уменьшения остаточного напряжения помехи на выходе сумматора в десятки - сотни раз. При отрицательных напряжениях на выходе первого фазового детектора 3 (т.е. при

i со MOM) процессы в схеме проходят

иом

аналогично, только в этом случае управляющее напряжение отрицательной полярности воздействует на второй регулируемый усилитель 12 через первый вентиль 15, увеличивая напряжение на втором суммирующем входе алгебраического сумматора 10. Следствием этого воздействия является такое же уменьшение остаточного напряжения биений на выходе сумматора.

Формула изобретения

Устройство фазовой автоподстройки частоты,содержащее первый и второй фазовые детекторы, первые входы которых объединены и являются входом устройства, а вторые входы соединены с выходом управляемого генератора непосредственно и через фазовращатель на f/Z соответственно, а выходы соединены с входами первого фильтра нижних частот и фильтра верх них частот соответственно, а также третий фазовый детектор и алгебраический сумматор, первый сзгммирующий

Редактор Л. Повхан

Заказ 1968/59

Тираж 816 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета-СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1225013

10

вход которого соединен с выходом первого фильтра нижних частот, о т л и- чающееся тем, что, с целью повьшения помехозащищенности при режекции помехи, между выходом фильт-. ра верхних частот и входом третьего фазового детектора, другой вход которого подключен к выходу алгебраического сумматора, включен усилитель- ограничитель, между выходом алгебраического сумматора и входом управляемого генератора включен второй фильтр нижних частот, между выходом фильтра верхних частот и вторым суммирукшдам 15 и вычитающим входами алгебраического сумматора включены соответственно первый и второй регулируемые усилители, между выходом третьего фазового детектора и входом управления первого регулируемого усилителя включены последовательно соединенные третий фильтр нижних частот, усилитель постоянного тока и первый вентиль , а между выходом усилителя постоянного тока и входом управления второго регулируемого усилителя включены последовательно соединенные второй вентиль и инвертор.

20

25

Составитель С. Даниэлян

Техред В.Кадар Корректор А. Обручар

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемных устройствах. Повьшает- ся помехозащищенность при режекции помехи. Устройство содержит три фазовых детектора 1, 2 и 3, три фильтра нижних частот (ФНЧ) 4, 5 и 6, фильтр верхних частот 7, управляемый генератор 8, фазовращатель 9 на и /2, алгебраический сумматор (АС) 10,