Устройство импульсно-фазовой автоподстройки частоты /его варианты/ Советский патент 1986 года по МПК H03L7/06 

1

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для стабилизащш частоты источника сигнала в устройствах различного назначения.

Цель изобретения - повышение помхозащищенности с одновреме нным расщ рением полосы захвата и повьшением быстродействия.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства Т вариант на фиг. 2 - то же, и вариант; на фиг. 3 - времные диаграммы, поясняющие работу предпагаемого устройства по 1 и VI вариантам.

Устройство импульсно-фазовой автподстройки частоты и его вариант содержат источник 1 опорного сигнал

В режиме биений, т.е. когда начальная частотная расстройка между источниками 1 и 6 становится значительной, на выходе первого импульсно- фазового детектора 3 появляется напряжение биений, причем, чем больше расстройка по частоте, чем симметричнее относительно нулевого уровня (диаграмма, приведенная при разомкнутой обратной связи, фиг. 3: будет напряжение биений на выходе первого импульсно-фазового детектора

второй фильтр 2 нижних частот, первый з, которое практически не создает импульсно-фазовый детектор 3, первьм постоянной составляющей на выходе фильтр 4 нижних частот, сумматор 5, источник 6 подстраиваемого сигнала, формирователь 7 двух импульсов, симпервого фильтра 4. Однако в этом режиме дает эффект подстройки уже вторая цепь, так как в режиме биений метрично расположенных на оси времени происходит проскальзывание импуль- относительно момента изменения по- сов с выхода источника 6 (фиг. 36)

относительно парных импульсов с формирователя 7 (фиг. 3-г) . В результате проскальзывания импульсов друг относительно друга в моменты их совпадения элемент И 8 формирует стробилярности сигнала, элемент И 8, блок 9 выборки и запоминания.

Устройство импульсно-фазовой автоподстройки -работает следуюи1им образом.

Работу устройства (фиг. 1) рассмотрим для случая, когда источник 1 вырабатывает меандр (фиг. 36). Если источник 1 вьфабатывает синусоидаль- ный сигнал (фиг. За)на его выходе должен быть установлен формирователь меандра (не показан). Источник 6 (фиг. 36) вырабатывает короткие импульсы, а формирователь 7 вырабатывает пары коротких импульсов (фиг.Зг), В режиме синхронизма импульсы с выхода источника 6 располагаются симметрично относительно фронтов импульсов с выхода источника 1. На выходе первого импульсно-фазового детектора 3 появляются парные разнополярные импульсы, соотношение длительностей которых зависит от фазовых соотношений между входными сигналами первого импульсно-фазового детектора 3 (фиг. и е ). Они проходят через первый фильтр 4, постоянная времени которого больше длительности этих импульсов, и на его выходе постоянная составляющая определяется указанными фазовьп ш соотношениями,

Блок 9 в данном режиме не работает, так как импульсы с источника 6

30

35

40

45

50

55

рующие импульсы (фиг. ЗО, которые включают блок 9 выборки и запоминания. Пусть импульсы проскальзывания друг относительно друга в направлении, показанном на фиг. 3 в стрелкой А . Тогда на выходе блока 9 выборки и запоминания формируется сигнал биений уже не симметричной формы,, а как показано на диаграмме (фиг. Зи). При этом направлении проскальзывания первая из парных обмоток приходится на отрицательный полупериод импульсов с источников 1, а згторая - на положительный гюлупе- риод, причем время запоминания положительного и отрицательного напряжений блоком 9 выборки и запоминания определяются скоростью проскальзывания импульсов и скважностью последовательности парных импульсов формирователя 7. При противоположном направлении проскальзывания импульсов картина биений на выходе блока 9 выборки и запоминания меняется на противоположную и имеет вид, представленный на диаграмме (фиг,3к).

Как видно из диаграмм и и к (фиг. 3), при такой форме напряя ени

1

не совпадают с импульсами с выхода формирователя 7, и элеме 1т И 8 закрыт, а следовательно, не формируется импульс выборки, т.е. блок 9 выборки и запоминания, выполняю ций роль второго импульсно-фазового детектора, не работает.

В режиме биений, т.е. когда начальная частотная расстройка между источниками 1 и 6 становится значительной, на выходе первого импульсно- фазового детектора 3 появляется напряжение биений, причем, чем больше расстройка по частоте, чем симметричнее относительно нулевого уровня (диаграмма, приведенная при разомкнутой обратной связи, фиг. 3: будет напряжение биений на выходе первого импульсно-фазового детектора

з, которое практически не создает постоянной составляющей на выходе

30

5

0

5

0

5

рующие импульсы (фиг. ЗО, которые включают блок 9 выборки и запоминания. Пусть импульсы проскальзывания друг относительно друга в направлении, показанном на фиг. 3 в стрелкой А . Тогда на выходе блока 9 выборки и запоминания формируется сигнал биений уже не симметричной формы,, а как показано на диаграмме (фиг. Зи). При этом направлении проскальзывания первая из парных обмоток приходится на отрицательный полупериод импульсов с источников 1, а згторая - на положительный гюлупе- риод, причем время запоминания положительного и отрицательного напряжений блоком 9 выборки и запоминания определяются скоростью проскальзывания импульсов и скважностью последовательности парных импульсов формирователя 7. При противоположном направлении проскальзывания импульсов картина биений на выходе блока 9 выборки и запоминания меняется на противоположную и имеет вид, представленный на диаграмме (фиг,3к).

Как видно из диаграмм и и к (фиг. 3), при такой форме напряя ени

биений резко увеличивается постоянная составляющая, которая получается на выходе второго фильтра 2 и при замыкании цепи обратной связи эта постоянная составляющая будет воз- действовать на источник 6, изменяя его частоту и фазу до тех пор,пока в основной цепи не произойдет захват После достижения захвата импульсы на выходе элемента И 8 прекращаются и напряжение второго фильтра 2 начинает медленно уменьшаться до нуля . Однако напряжение на выходе сумматора 5 при этом практически не изменяется, так как имеет место в ходе этого процесса некоторое изменение фазовых соотношений между сигналами источников 1 и 6. В результате убывание напряжения на выходе второго фильтра 2 компенсируется возрастанием напряжения на выходе первого фильтра 4.

Работа устройства по второму варианту (фиг.2) аналогична описанной с той разницей, что источник 1 формирует не меандр, а короткие импуль- сы (фиг. ЗВ), Меандр (фиг. 35) формирует источник 6.

Формула изобретения

1. Устройство импульсно-фазовой автоподстройки частоты, содержащее соединенные последовательно источник опорного сигнала, первый импульсно- фазовый детектор, первый фильтр низких частот, сумматор, источник подстраиваемого сигнала, выход которого соединен с другим входом первого импульсно-фазового детектора, соединенные последовательно второй импуль но-фазовьй детектор, вход которого соединен с выходом источника опорного сигнала, и второй фильтр низких частот, выход которого соединен с другим входом сумматора, о т л и - чающееся тем, что, с целью повышения помехозащищенности с одно, g

5

5

0

0

S

временным распшрением полосы захвата и повьш1ением быстродействия, в него введены соединенные последовательно формирователь двух импульсов, симметрично расположенных на оси времени относительно момента изменения полярности сигнала, вход которого соединен с выходом источника опорного сигнала, и элемент И, другой вход которого соединен с выходом источника подстраиваемого сигнала, а выход соединен с другим входом второго импульс- но-фазового.детектора, выполненного в виде блока выборки и запоминания. 2. Устройство импульсно-фазовой автоподстройки частоты, содержащее соединенные последовательно источник опорного сигнала, первые импульсно- фазовый детектор, первый фильтр низких частот, сумматор, источник подстраиваемого сигнала, выход которого соединен с другим входом первого импульсно-фазового детектора, соединенные последовательно второй импульс- но-фазовьй детектор, вход которого соединен с вьсхо, ;ом источника подстраиваемого сигнала, и второй фильтр низких частот, выход которого соединен с другим входом сумматора, о т- л и чающееся тем, что, с целью повьщ1ения помехозащищенности с одновременным расширением полосы звахата и повышением быстродействия, в него введены соединенные последовательно формирователь двух импульсов, симметрично расположенных на оси времени относительно момента изменения полярности сигнала, вход которого соединен с выходом источника лодстраиваемого сигнала, и элемент и, другой вход которого соединен с выходом источника опорного сигнала, а выход соединен с другим входом второго импульсно-фазового детектора, выполненного в виде блока выборки и запоминания.

Редактор Л. Сабо

Составитель Н. Мельников

Техред О.СопкоКорректор С. Черни

Заказ 2782/57 Тираж 816Подписное

ВНИИИИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113033, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. А/5

Произрол(-.тпеи111 иоли1-рафическое предприятие, г. Ужгород, ул. Просктнля,

.2

Изобретение относится к радиотехнике и обеспечивает повьпиение помехозащищенности с одновременным расширением полосы захвата и повьпие- нием быстродействия. Сигнал меандра с источника 1 опорного сигнала поступает на импульсно-фазовый детектор (ИФД) 3, на блок 9 выборки и запоминания и на формирователь 7 двух и тульсов, симметрично расположенных на оси времени относительно момента изменения полярности сигнала. С источника 6 подстраиваемого сигнала (ИПС) короткие импульсы поступают на другой вход ИФД 3 и на элемент И 8, на который подаются также пары коротких И1-шульсов с .формирователя 7. С ИФД 3 парные разнополярные импульсы проходят через фильтр 4 низкой частоты и сумматор 5 на ИПС 6, При значительной частотной расстройке, когда практически не формируется сигнал постоянной составлякяцей на выходе фильтра низкой частоты 4, происходит совпадение импульсов ИПС 6 и формирователя 7. В результате стро- бирующие импульсы с элементаИ 8 включают блок 9 выборки Н запоминания. Сигнал биений с его выхода поступает через фильтр 2 низких частот и сумматор 5 на ИПС 6, изменяя частоту и фазу его сигнала до тех пор, пока в основной цепи не произойдет захвата. 2 с.п., 3 ил. (Л ю со tc О5