Устройство фазовой автоподстройки частоты Советский патент 1987 года по МПК H03L7/00 

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

Целью является повышение помехозащищенности.

На фиг.J представлена структурная электрическая схема устройства фазовой автоподстройки частоты; на фиг.2 амплитудно-частотные характеристики устройства фазовой автоподстройки частоты и отдельных блоков этого устройства.

Устройство фазовой автоподстройки частоты содержит фазовые детекторы 1 IN фильтр и дополнительный фильтры и 3 нижних частот, фильтры 4 ,4-,. .. , i M,, верхних частот, фазорасщепитель 5, N-входовый весо.вой алгебраический сумматор 6 и управляемый генератор 7.

Устройство фазовой автоподстрой- ки частоты (ФАПЧ) работает следующим образом.

При отсутствии помехи в режиме синхронизма на выходах всех N фазовых детекторов 1 ...., 1ц| имеются сигналы постоянного тока, поэтому на выходах фильтров 4 -..,4, верхних частот и, следовательно, на (N-1)

входах N-входового весового алгебраического сумматора 6 сигналы отсутствуют и устройство работает как обычное кольцо ФАПЧ, образованное управляемым генератором 7, фазовым детектром 1, фильтрами 2 и 3 и М-входовь м весовым алгебраическим сумматором 6.

Пусть теперь на вход устройства, находящегося в состоянии синхронизма, поступает аддитивная смесь сиг

нала с частотой 4„ и составной многочастотной помехи с п спектральны ми составляющими на частотах ,

, ,JnOM2 o- NТогда на выходах фазовых детекторов 1 I | IN присутствуют напряже- ,ния биений сигнала и помехи с раз- ностными частотами

пои.

-лом,

) -и)

а/ пом

,

О)

где uJ,|f - частота управляемого генератора, в режиме синхронизмаЦ||, (,игн

Эти биения проходят через фильтры 2 и 4,,..,,4|м-, , где претерпевают амплитудные и фазовые изменения в соответствии с амплитудной и фазовой характеристиками передачи фильтров.

5

Частотные характеристики фильтров, а также фазовые сдвиги, вносимые фазорасщепителем 5, и весовые коэффициенты N-входового весового алгебраического сумматора 6 выбираются таким образом, чтобы на выходе N- входового весового алгебраического сумматора 6 колебания биений взаимно компенсировались.

Пример, Пусть фильтры 4 , 4„ и 4 верхних частот имеют характеристики К„(а), К(2) и К,(2)(фиг.2б), При построении характеристик фильтров учтены весовые коэффициенты N- вкодового весового алгебраического сумматора 6, например, k 0,85 и kg , Учитывая, что сигналы с выходов фильтра 4, верхних частот и фильтров 4. , „.,4, верхних частот поступают на разнополярные входы N- входового алгебраического весового сумматора 6, результирующую характеристику компенсирующей цепи, вклю- чающей в себя фазорасщепитель 5, фазовые детекторы 1 , . . . , 1щ и фильтры

,4, верхних частот получают

следующим образом.

Для частотного диапазона А.(9..у) повторя,ют амплитудно-частотную характеристику фильтра 4 верхн их час0

тот, поскольку коэффициент передачи

0

0

других фильтров верхних частот в этом диапазоне близок к нулю: для частотного диапазона E( S2cp5/ 5 вычитают из характеристики К (Я) характеристики К (Л) , поскольку для частот, значительно больших частоты среза, сдвиг фазы фильтров верхних частот близок к нулю.

Для частотного диапазона BCSltp, c5l ,jJ соединяют участки результирующей характеристики в диапазонах Аи В(фиг,2а), Точный вид результирую- 5 щей характеристики получают путем геометрического вычитания векторных величин напряжений на выходах фильтров 4 и 4 2 верхних частот в каждой точке диапазона с учетом фазовых соотно- щений.

Для частотного диапазона Г, где начинает действовать фильтр 4 верхних частот, характеристика строится аналогично.

Можно показать, что если фильтр 2 нижних частот и фильтр 4 верхних частотр представляют собой однозвен- ные интегрирующую и дифференцирующую RC-цепи соответственно, а фазорасще5

питель 5 обеспечивает сдвиг фазы биений на выходе фазовых детекторов 1 ,..);,, равный Jr/2, то на частоте среза фильтров 2 и 4, равной

1

-- , осуществляется полная взаимная компенсация биений. Это происходит потому, что на частоте среза Яср коэффициенты передачи фильтров одинаковы, а фазы - противоположны Спри определенном знаке входной расстройки). Это значит, что передаточная характеристика устройства ФАПЧ в точке равна нулю (фиг,2в. Как следует из результирующей характе- ристики компенсирующей цепи (фиг.2а, штриховая линия, равенство амплитуд сигнала па выходе фильтра 2 нижних частот и компенсирующего сигнала обеспечивается еще в нескольких точ- ках (а , S2i,...Sli , ... 52) . Если в этих точках обеспечить противофаз- ность сигнала фильтра нижних частот и компенсирующего сигнала, то передаточная характеристика устройства ФАГГЧ в этих точках также равна нулю (фиг,2в), В устройстве требуемые фазовые соотношения компенсирующих сигналов обеспечиваются фазорасщепи- телем 5, на к аждом из дополнительных выходов которого устанавливаются фазовые сдвиг дЧ( , удовлетворяющие условию

л. -(S,J-4,(S2;)JT,

где-1 - номер фильтра, формирующего данную точку режекции передаточной характеристики ФАПЧ;

Ц, - сдвиг фазы, вносимый i-м фильтром 4 верхних частот на частоте Я; ;

f,,,- сдвиг фазы, вносимый фильтром 2 нижних частот на частоте 9-,

Теперь, если точки режекции передаточной характеристики устройства ФАПЧ выбирают равными частотами соответствующих биений и сигнала (i), то вышеуказанная составная многочастотная помеха в предлагаемом устройстве подавляется.

Аналогично подавляется импульсная помеха. В этом случае частоты режек

5

Q 5 0 5 О

5

0

0

5

ции выбираются равными гармоникам импульсной помехи.

Следует отметить, что провалы передаточной характеристики имеют место только при одном знаке входной расстройки. При противоположном знаке расстройки в этих точках имеется подьем передаточной характеристики. Местонахождение точек режекции на частотной оси определяется знаком фазового сдвига л , вносимого фазо- расщепителем 5. Комбинируя знак фазового сдвига добиваются подавления спекгра помехи, размещенного как по одной стороне от частоты полезного сигнала, так и по обеим сторонам.

В режиме вхождения в синхронизм влияние дополнительных фильтров верхних частот приводит к некоторому смещению полосы захвата, поскольку биения при одном знаке входной рас- стройки частично компенсируются, а при другом - суммируются.

Формула изобретения

Устройство фазовой автоподстройки частоты, содержащее последовательно соединенные N-входовый алгебраический сумматор, фильтр нижних частот, управляемый генератор и фазорас- щепитель, имеющий (М-1)выход, а также N фазовых детекторов, первые входы которых объединены и являются входами устройства, другой вход первого фазового детектора подключен к выходу управляемогогенератора а другие входы остальных фазовых детекторов подключены к соответствующим выходам фазорасщепителя, отличающееся тем, что, с целью повьшения помехозащищенности, N-входовый алгебраический сумматор выполнен весовым между выходом первого фазового детектора и одним из входов N-входо- вого весового алгебраического сумматора включен дополнительный фильтр нижних частот,а между выходом каждого из остальных (N-1) фазовых детекторов и соответствующим входом N- входового весового алгебраического сумматора включен фильтр верхних частот.

V

etfM.

ПМо nOMj

Фиб. z

Изобретение относится к радиотехнике . Цель изобретения - повьппе- ние помехозащищенности. Устр-ро содержит N фазовых детекторов 1, два фильтра 2 и 3 нижних частот, N-I фильтров 4 верхних частот, фазо- расщепитель 5, N-входовыЙ весовой алгебраический сумматор 6 и управляемый генератор 7. Цель достигается введением фильтров 3 и 4, с помощью которых в устройстве подавляется как составная многочастотная помеха, так и импульсная помеха. 2 ил. tS9 ;р со 00 со со

Редактор Л.Повхан

Составитель С.Будович

Техред В.КадарКорректор М.Демчик

Заказ 396/59 Тираж 902Подписное

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