Устройство синхронизации Советский патент 1986 года по МПК H04L7/02 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в

асинхронных адресных системах переьдачи информации и в системах радионавигации для вьщеления опорного колебания.

Цель изобретения - уменьшение времени вхождения в синхронизм и по- вьшение помехоустойчивости.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства синхронизации; на фиг. 2 - временные- диаграммы сигналов, поясняющие работу устройства синхронизации.

Устройство синхронизации содержит фазовый детектор 1, cyr-tMaTop 2, фильтр 3 нюкних частот., управляемый опорный генератор 4, дифференцирующий блок 5, формирователь б сигналов направления счета, реверсивньй счетчик 7, цифроаналоговый преобразова- тель 8, управляемый полосовой фильтр 9 с переменным затуханием, аналого- цифровой преобразователь 10, тактовы генератор It, формирователь 12 блокирующих импульсов, формирователь 13 запускающих импульсов, линию 14 задержки.

Устройство синхронизации работает следующим образом,

На вход устройства синхронизации (фиг. 1) поступает входной сигнал S(t)A(t)cos cOpt-HC()(t) , где A(t) - огибающая; F(t) - приращение фазы; MO частота опорного колебания.

Управляемый опорный генератор 4 в общем случае расстроен на частоту uW tto-Qg,, где cOfj значение частоты управляемого опорного генератора 4 в начальный момент времени. Оно будет определяться в основном состоянием реверсивного счетчика 7, соответствующим фазовой ошибке. Поэтому на выходе фазового детектора 1 появляется напряжение биений: (фиг. 2а). Фронты этого напряжения, соответствующие обратному участку квазипшто- образной характеристики фазового детектора 1, вьщеляются с помощью дифференцирующего блока 5. Импульсы на выходе дифференцирующего блока 5 могут быть как отрицательньти, так и положительными.

С помощью формирователя 6, который может быть выполнен в виде де- тектора с соответствующим инвертированием и усилением напряжения (мощности) , импульсы разделяются и пос2332922

тупают соответственно на вход прямого счета и вход обратного счета реверсивного счетчика 7. Состояние реверсивного счетчика 7 из цифровой 5 формы с помощью дифроаналогового преобразователя 8 преобразуются в аналоговую форму (фиг. 26), Это напряжение, суммируясь в сумматоре 2 с выходным напряжением фазового детек- 0 тора 1, управляет частотой и фазой Заправляемого опорного генератора 4. Сигнал на выходе сумматора 2 показан на фиг. 2в. Данные сигнал до мо

мента времени t, является монотонным Подобная форма сигнала справедлива только для модулированного опорного колебания и.пи когда индекс фазовой модуляции у входного сигнала значительно меньше единицы,

ФитЕЬТр 3 нилсних частот предназначен для сглаживания сигнала на выходе сз мматора 2, который может быть немонотонным вследствие формирования из дискретного напряжения, И эта немонотонность обусловлена, в основном, различными задержками в сумматоре 2 и в цепи с реверсивным счетчиком 7, а так как эта разница незначительная, то и постоянная времени фильтра нижних частот 3 может быть выбрана много меньше постоянной Времени устройства синхронизации. Поэтому устройство сихрониза- ции по своим характеристикам приближается к системам фазовой автопод- стройкн частоты первого порядка.

В случае входного модулированного сигнала напряжение на выходе сумматора 2., а также на входе управляемого опорного генератора 4 при наличии частотной расстройки имеет вид

l/{i)().5

fA

Ичмакс I

xCoS(51it + tf;)

;

и соответственнопарциальные индексы фазовой модуляции, час- тоть спектральных составляющих и начальные фазы;

постоянная составляющая управляющего напряжения;

ТА

д« т - постоянная времени петли фазовой автоподстройки частот крутизна характеристики фазового детектора 1;

начальная частотная расстрока;

полоса удержания.

Таким образом, в устройстве синхронизации в переходном режиме функция переходного процесса объединена аддитивно с модулирующей функцией. Этим предлагаемое устройство синхронизации, являющееся в своей основе линеаризованной системой фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), существенным образом отличается от обычных нелинейных систем ФАПЧ, где

эти два процесса мультипликативно .проходят нелинейный элемент - фазовый детектор, в результате чего их спектры перемешиваются настолько что функции невозможно разделить.

Таким образом, в предлагаемом устройстве синхронизации функция переходного процесса (второго слагаемого) вида, несущая информацию о начальной частотной расстройке, существует независимо от модулирующей функции.

Напряжение с выхода сумматора 2 поступает на информационньй вход управляемого полосового фильтра 9, который отфильтровывает от функции переходного процесса как постоянную составляющую U, так и модулирующую функцию, под которой в общем случае могут подразумеваться и случайные воздействия (шумы). Вид сигнала на выходе управляемого полосового фильтра 9 показан на фиг- 2д (кривые I, II, III) . Эти три значения сигнала отличаются друг от друга различными значениями начальной с частотной расстройки 4 со .

Устройство синхронизации в процессе устранения начального частотного рассогласования синхронизируется тактовым генератором 11, которы работает в автоколебательном режиме и вьфабатывает прямоугольные импульсы малой скважности (фиг. 2г).

Работа тактового генератора 11, следовательно, и всего устройства.

292

синхронизации, может быть засинх- ронизирована внешним источником, сигнал.которого должен поступать на вход тактового генератора 11. Задний фронт импульса тактового генератора 11 запускает формирователи 13 и 12, выходные сигналы которых показаны соответственно на фиг. 2 е и 2 .

Выходной сигнал формирователя

13 поступает в аналого-цифровой преобразователь 10, фиксируя его состояние, а также через линию задержки 14 (фиг. 2з) вход разрешения записи реверсивного счетчика 7,. При. этом сигнал с выходов аналого-цифрового преобразователя 10, состояние которого в цифровом виде соответствует начальной частотной расстройке л го,переписывается в реверсивный счетчик 7 и на выходе цифро- аналогового преобразователя 8, а значит и сумматора 2, в момент вре- мени tj формируется скачок напряжения, в результате которого частота управляемого опорного генератора 4 становится равной несущей частоте входного сигнала.

Для того, чтобы скачок напряжения сигнала на выходе сумматора 2 не вызвал переходных процессов в управляемом полосовом фильтре 9, а значит и ложного срабатывания аналого-цифрового преобразователя 10, затухание управляемого полосового фильтра 9 (после фиксации состояния аналого-цифрового преобразователя 10) резко увеличивается путем подачи сигнала с выхода формирователя 12 на управляющий вход управляемого полосового фильтра 9. В последнем цепи, содержащие емкости, закорачиваются, а цепи, содержащие индуктивности, размыкаются, вследствие чего затухание управляемого полосового фильтра резко увеличивается, а сигнал на его выходе становится равным нулю (фиг. 2а).

Формула изобретения

Устройство синхронизации, содержащее последовательно соединенные сумматор, фильтр нижних частот, управ- ляемый опорный генератор и фазовый детектор, последовательно соединенные реверсивный счетчик и цифроана- логовый преобразователь, выход кото

рого подсоединен к первому входу сумматора, а также диф4)еренцирующий блок и линию задержки, причем информационный вход фазового детектора является входом устройства, отличающееся тем, что, с целью уменьшения времени вхождения в синхронизм и повьше.ния помехоустойчивости, в него введены последовательно соединенные тактовый генератор, формирователь блокирующих импульсов, .управляемый полосовой фильтр с. переменным затуханием и аналого-цифровой преобразователь, а также формирователь сигналов направления счета и формирователь запускающих импульсов, при этом дополнительный выход тактового генератора через формирователь запускающих импульсов и линию задерж

ки подсо€ .динен к входу разрешения за- иcи реверсивного счетчика, информа- ционньче входы которого подключены к соответствующим выходам аналого-цифрового преобразователя, управляющий вход которого подключен к выходу формирователя запускающих импульсов, выход фазового детектора подсоединен непосредственно к второму входу сумматора и через дифференцирующий блок - к входу формирователя сигналов направления счета, первый и второй выходы которого подсоединены соответственно к входу прямого счета. и входу обратного счета реверсивного счетчика, а выход сумматора подсоединен к информаш онному входу управляемого полосового фильтра с переменным затуханием.

Изобретение относится к радиотехнике и обеспечивает уменьшение времени вхождения в синхронизм и повышение помехоустойчивости. На фазовый детектор 1 поступают входной сигнал и сигнал управляемого опорного генератора (УОГ) 4. Напряжение биений с фазового детектора 1 поступает на суьматор 2, а также через дифференцирующий блок 5 - на формирователь 6 сигналов направления счета. ич С помощью формирователя 6 сигналов направления счета выделенные дифференцирующим блоком 5 импульсы разделяются и поступают на соответствующие входы реверсивного счетчика (РС) 7. Состояние PC 7 преобразуется с помощью ЦАП 8 и поступает на другой вход сумматора 2. Напряжение с сумматора 2 через ФНЧ 3 поступает на УОГ 4 для управления его частотой и фазой. Напряжение с сумматора 2 поступает также на управляемый полосовой фильтр 9 с переменным затуханием. Этот фильтр отфилът.ровывает от функции переходного процесса постоянную составляющую и модулирующую функцию. Напряжение с его выхода через АЦП 10 поступает в виде начальной частотной расстройки на PC 7. В момент изменения значения PC 7 изменяется скачком напряжение управления УОГ 4. Тактовый генератор 11, формирователь 12 блокирующих импульсов, формирователь 13 запускающих импульсов и линия задержки 14 обеспечивают тактовую работу блоков устройства. 2 ил. i (Л ю : lAd tsD UD tc Ли./ Sf. сини ft.

Редактор А. Сабо

Составитель В. Орлов Техред О.Гортзай

Заказ 2784/58 Тираж 624 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

Корректор С. Шекмар