Устройство фазовой автоподстройки частоты Советский патент 1988 года по МПК H03L7/00 

00

со N;

4

&о со

Изобретение относится к технике приема и обработки радиосигналов с помощью следящих устройств частотной и фазовой автоподстройки и может быть использовано,в схемах синхрони- 3aipfH и для демодуляции сигналов.

Цель изобрете1шя - улзтшение динамических характеристик при сохранении высокой помехоустойчивости.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства фазовой автоподстройки частоты.

Устройство содержит синфазный фазовый детектор 1, первый фильтр нижних частот (ФНЧ) 2, сумматор 3, подстраиваемый генератор 4, частотный детектор 5, третий ФНЧ 6, перемножитель 7, фазовращатель на 8 квадратурный фазовый детектор 9 и второй ФНЧ 10.

Устройство работает следукщим образом.

В работе устройства можно выделить два режима: рабочий режим - когда разность фаз напряжений сигнала и под страиваемого генератора 4 меньше ±90 (без учета сдвига фазы напряжения подстраиваемого генератора на 90 , который имеет место в любом устройстве ФАЛ за .счет симметричной характеристики фазового детектора), и форси- рованньй режим - когда разность фаз .напряжений сигнала и подстраиваемого генератора больше ± 90 .

При подаче на вход устройства пряжения сигнала в основной цепи управления на выходе синфазного фазового детектора 1 после первого ФНЧ 2 образуется в режиме синхронизма напряжение, пропорциональное синусу разности фаз напряжений сигнала и подстраиваемого генератора 4, которое подается на вход, сумматора 3. np-.k- скольку на вход квадратурного фазового детектора 9 подается напряжение с выхода подстраиваемого генератора 4, сдвинутое на t90 с помощью фазовращателя на Т/2 8, на выходе второго ФЙ 10 образуется напряжение, пропорциональное минусу косинуса разности фаз напряжений сигнала и подстраиваемого генератора 4. На выходе третьего ФНЧ 6, включенного йосле частотного детектора 5, на вход которого поступает напряжение с подстраиваемого генератора 4, образуется напряг жение, пропорциональное изменению частоты напряжения подстраиваемого

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

генератора 4 относительно центральной частоты настройки частотного детектора 9 и подстраиваемого генератора 4, настроенных на одну и ту же частоту. Соответственно, напряжение на выходе перемножителя 7, подаваемое на вход сумматора 3, пропорционально минусу произведения величины изменения частоты напряжения подстраиваемого генератора 4 относительно центральной частоты настройки подстраиваемого генератора 4 и частотного детектора 5 на косинус разности фаз напряжений сигнала и подстраиваемого генератора 4.

Таким образом, на управляющий вход подстраиваемого генератора 4 поступает разность напряжений с основной цепи управления, пропорциональная синусу разнорти фаз и дополнительных цепей управления, изменению частоты подстраиваемого детектора 4 и косинусу разности фаз.

При малых ошибках слежения, т.е. когда разность фаз напряжений сигнала и подстраиваемого генератора 4 меньше ± 90 (в рабочем режиме), напряжение с выхода частотного детектора 5 вычитается из напряжения основной цепи управления, противодействуя изменению частоты подстраиваемого генератора 4, что эквивалентно уменьшению чзумовой полосы устройства.

При воздействии на управляющий вход подстраиваемого генератора 4 устройства помехи, изменяющей его частоту, на выходе частотного детектора 5 образуется напряжение, которое подается с обратным знаком на уп- равляющий вход подстраиваемого генератора 4 и противодействует изменению его частоты, уменьшая влияние помехи. При увеличении ошибки слежения напряжение на выходе квадратурной цепи (ФНЧ 10), пропорциональное косинусу разности фаз, уменьшается, уменьшая также напряжение, подаваемое с выхода частотного детектора 5 на управляющий вход подстраиваемого генератора 4, что эквивалентно расширению полосы.. При ошибках слежения за фазой сигнала, больших ± 90 , когда возрастает опасность срыва слеже- кия, напряжение на выходе квадратурной цепи меняет свой знак (косинус разности фаз, больших + 90, становится отрицательным) и напряжение с

выхода частотного детектора 5 уже, .наоборот, способствует изменению частоты подстраиваемого генератора 4 в соответствии с изменением частоты напряжения сигнала - устройство работает в форсированном режиме. В результате уменьшается ошибка слежения, ликвидируется опасность срьта слежеся, 1394433

и полоса захвата в предлагаемом устройстве возрастают, а шумовая полоса и вероятность срыва слежения остаются малыми.

Формула изобретения Устройство фазовой автоподстройки частоты, содержащее соединенные по

Изобретение относится к технике приема и обработки радиосигналов с помощью следящих устр-в частотной и фазовой автоподстройки и м.б. использовано в схемах синхронизации и для демодуляции сигналов. Цель изобретения - улучшение динамических х-к при сохранении высокой помехоустойчивости. Устр-во содержит синфазн1-м фазовый детектор (ФД) 1, фильтры нижних частот 2,6,10, сумматор 3, подстраи- ваемьш г-р 4, перемножитель 7, фазовращатель 8, квадратурный ФД У, В устр-во введен частотный детектор 5. В работе устр-ва можно выделить два реткима: рабочий режим - когда ошибка слежения за вькодным сигналом мала и устрг-во работает с малой шумовой полосой, форсированный режим - когда ошибка слежения больше допустимой и устр-во, расширяя полосу синхронизации, увеличивает точность слежения за фазой входного сигзгала. При уменьшении ошибки слежения до допустимых пределов устр-во опять переходит в рабочий режим с узкой шумовой полосой. 1 ил. i (Л С

ния, устройство опять переходит в ра- ю следовательно синфазньй фазовый де. бочий рехсим. Такая же картина наблюдается и в режиме захвата при начальной расстройке частот напряжений сигнала и подстраиваемого генератора 4. Поскольку имеется разность частот, разность фаз напряжений сигнала и подстраиваемого генератора 4 увеличивается больше ± 90 , наступает форсированный режим, в котором частота подстраиваемого генератора 4 быстро изменяется под воздействием напряжения с выхода частотного детектора 5 пока частоты сигнала и подстраиваемого генератора 4 не совпадут и ность фаз не станет меньше ± 90 . Далее в рабочем режиме, полоса системы сужается, переходной процесс замедляется, уменьшается шумовая полоса. Таким образом, полоса синхронизации

тектор, вход которого является вкодом устройства, первый фильтр нижних частот, сумматор, подстраиваемый генератор, выход которого подключен к второму входу синфазного фазового детектора, фазовращатель на li /Z, квадратурный фазовый детектор, другой вход которого со единен с входом устройства, второй фильтр нижних частот и перемножитель, а также третий фильтр нижних частот, отличающей- е с я тем, что, с целью улучшения динамических характеристик при сохранении высокой помехоустойчивости,

между выходом подстраиваемого генератора и входом третьего фильтра нижних частот, выход которого подключен к другому входу перемножителя, включен частотный детектор.