Фазовый детектор Советский патент 1987 года по МПК H03D3/00 

Изобретение относится к радиотехнике, может быть использовано в аппаратуре автоматического управления и является усовершенствованием изобретения по авт.св. № 686140.

Цель изобретения - повышение точности детектирования за счет уменьшения зависимости от изменений амплитуды входного сигнала и синхронного изменения частот опорного и входного сигналов.

На чертеже представлена функциональная электрическая схема предлагаемого фазового детектора.

Фазовый детектор содержит последовательно соединенные основные первый ключ 1, интегратор 2, выполненный на операционном усилителе 3, в цепи отрицательной обратной связи которого включены первый 4 и второй 5 конденсаторы и второй 6 и третий 7 ключи, блок 8 фиксации аналогового сигнала, формирователь 9 импульсов управления, триггер 10, двухполупе- риодный выпрямитель 11, первый дополнительный ключ 12, дополнительный интегратор 13, выполненный в виде операционного усилителя 14, в цепи отрицательной обратной связи которого включены первый 15 и второй 16 дополнительные конденсаторы и второй

17и третий 18 дополнительные ключиj дополнительный блок 19 фиксации ана.логоврго сигнала и аналоговый дели-

тель 20.

Фазовый детектор работает следующим образом.

На измерительный вход фазового детектора поступает входной синусоидалный сигнал. Формирователь 9 импульсо управления формирует импульсы напряжения прямоугольной формы длительностью в половину периода опорного напряжения. По серии указанных импульсов управления раз в период осуществляется переброс триггера 10, чем обеспечивается деление частоты опорного сигнала. Полученная таким образом Новая последовательность импульсов используется для противофазного управления ключами 6 и 7 в цепи обратной связи операционного усилителя 3 и дополнительными ключами 17 и

18в цепи обратной связи операционного усилителя 14.

Таким образом, каждый период опорного напряжения один из ключей открыт, а другой закрыт. Замыкание клю

5

0

чей обеспечивает разряд основных конденсаторов 4 или 5 или дополнительных конденсаторов 15 или 16, накопивших заряд с одновременным вводом в работу предварительно разряженного конденсатора. Управление работой детектора одним импульсом полупериод- ной длительностью обеспечивает повышенную помехоустойчивость детектора. Если представить входной сигнал как

Ug А «sin (at+cf) ,

где А - амплитуда входного сигнала; W - циклическая частота входного

сигнала,

то можно записать величину интегральной оценки фазы на выходе интегратора 2 в следующем виде:

1о

А. sin (ut+q) dt

Bbil.l о J

2A °«.

где t - время;

i /СО - период интегрирования,определяемый опорным сигналом;

- постоянная интегрирования,- При определении величины интегральной оценки фазы на выходе дополнительного интегратора 13 необходимо учесть, что двухполупериодное выпрямление есть операция взятия моду- я от входного сигнала, а напряжение на выходе дополнительного интегратора 13 - интеграл от модуля входит сигнала.

с5

-1 , -I

L)О

- ;сА-sin (ot+tp) dt

J

Bbixj If/О

A-sin (ot+Cf) dt - 2-A

7-Ц)

55

0

5

где и

вых

0

A напряжение на выходе двухполупериодного выпрямителя 11 (и..,.,

( , I POX ft

/UBX/ /A/);

амплитуда входного сигнала;

амплитуда на выходе интегратора 13i период интегрирования; постоянная интегрирования. Таким образом, напряжение на выходе блока 8 фиксации аналогового CTI выха

-с

нала пропорционально отношению амплитуды к частоте входного сигнала и пропорционально сдвигу фаз между в}4одным и опорным сигналами. Напряжение на выходе дополнительного блока 19 фиксации аналогового сигнала пропорционально только.отношению амплитуды к частоте входного сигнала и не зависит от сдвига фаз между входным и опорным сигналами. В результате на выходе аналогового делителя 20 сигнал cos Cf. Таким образом, напряжение на выходе фазового детектора не зависит от изменений амплитуды входного сигнала и синхронного изменения частот опорного и входного сигналов.

Точность детектирования при колебаниях амплитуды входного сигнала до 20 вый делитель, при этом вход двухполу5% увеличивается (погрешность.снижена с 3,5% в известном до 1% в предлагаемом детекторе). Аналогично при синхронной нестабильности входной иопорпериодного выпрямителя подключен к входу фазового детектора, управляющие входы первого дополнительного ключа и дополнительного блока фикса

ной частот до 8% погрешность снижа- Ции аналогового сигнала объединены

ется с 6% в известном до гаемом фазовом детекторе.

в предлаФормула изобретения

Фазовый детектор по авт.св. № 686140, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности детектирования за счет уменьшения зависимости от изменений амплитуды

Редактор В. Петраш Заказ 895/56

Составитель В. Цветков

Техред Н.Глушенко Корректор С. Шекмар

Тираж 902Подписное

ВНИИШ 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

входного сигнала и синхронного изме-, нения частот опорного и входного сигналов, введены последовательно соединенные двухполупериодный выпрямитель, первый дополнительный ключ, дополнительный интегратор, выполненный в виде операционного усилителя, в цепи отрицательной обратной с,вязи которого включены две параллельные ветви, каждая из которых содержит последовательно соединенные первый и второй дополнительные конденсаторы и второй и третий дополнительные ключи соответственно,причем точки соединения первого и второго дополнительных конденсаторов и второго и третьего дополнительных ключей объединены между собой, дополнительный блок фиксации аналогового сигнала и аналогопериодного выпрямителя подключен к входу фазового детектора, управляющие входы первого дополнительного ключа и дополнительного блока фикса

между собой и подключены к выходу формирователя импульсов управления, управляющие входы второго и третьего дополнительных ключей объединены между собой и подключены к выходу триггера, выход основного блока фиксации аналогового сигнала соединен с вторым входом аналогового делителя, выход которого является выходом фазового детектора.

Изобретение м.б. использовано в аппаратуре автоматик, управления. Цель изобретения - повьшение точности детектирования за счет уменьшения зависимости изменений амплитуды входного сигнала и синхронного изменения частот опорного и входного сигналов. Устр-во содержит ключ 1,интегратор 2, выполненный на операционном у-ле 3, в цепи отрицат.обратной связи к-рого включены конденсаторы 4,5 и ключи 6, 7, блок 8 фиксации аналогового сигнала, формирователь 9 импульсов управления, триггер 10, двухполупериод- ный выпрямитель 11, дополнительный ключ 12, дополнительный интегратор 13, выполненный в виде операционного у-ля 14, в цепи отрицат.обратной связи к-рого включены конденсаторы 15, 16 и ключи 17,18, дополнительный блок 19 фиксации аналогового сигнала и аналоговый делитель 20. 1 ил.