Фазовый дискриминатор Советский патент 1988 года по МПК H03D13/00 

. 1

(Л

СЛ

4i

О)

Изобретение относится к радиотехнике и может использов.аться в системах регулирования частоты и фазы.

Цель изобретения - уменьшение искажений формы выходного сигнала.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема предлагаемого фазового дискриминатора; на фиг.2 - диаграммы, поясняющие его работу.

Фазовый дискриминатор содержит два канала, каждый из которых состоит из формирователя 1(2) импульсов, одновибратора 3(4), первого элемента И 5(6), первого триггера 7(8), второ го элемента И 9(10), четвертого элемента И 11(12), элемента ИЛИ 13(14), второго триггера 15(16) и пятого элемента И 17(18), третий элемент И 19, два разнополярных пороговых элемента 20 и 21, алгебраический сумматор 22, фильтр 23 нижних частот, элемент ИПИ-ИЕ 24.

Фазовый дискриминатор работает следующим образом.

В линейном диапазоне измерени i с помощью формирователей 1 и 2 и од- новибраторов 3 и 4 сравниваемые сиг налы преобразуются к виду двух последовательностей нормированных по длительности (фиг. 2а,б) импульсов, частоты следования которых равны частотам сравниваемых сигналов соответственно. Формирователи 1 и 2 спрс деляют моменты возникновения импуль- сов, а одновибраторы 3 и 4 их длительность, которая должна быть нова у импульсогз обеих последовательностей и превышать по величине половину периода следования импульсов при всех допустимых отклонениях регулируемой частоты. Оценка величинь: разности фаз двух импульсных последе вательностей осуществляется за счет измерения временного интервала между рг-ентами формирования передних фрс.; тов нормированных импульсов разных .последовательностей. При этом каждом импульсу одной из последовательносЧТс ставится в соответствие только один импульс другой последовательности и в зависимости от того, какой из эти двух импульсов формируется раньше, на выходе соотв ; гствующем этому ii;- пульсу Kfiiiajia, oj ганизована импульс::-: последойате1 Ьнис fь той же частоты, что и на входе, но с длительностью импульсов, ртпиг-й измepяeмo, и;:,.. валу времени. Е чи импульс . :;

выходе одновибратора 3 сформирован раньше импульса на прямом выходе одновибратора 4, то выходной импульсны сигнал сформирован на выходе элемент И 9 (фиг. 2и), в противном же случае на выходе элемента И 10 (фиг. 2к).

Организация импульсного сигнала на выходе того или другого элемента И 9 или 10 происходит за счет того, что первый нормированный импульс любой последовательности поступает на вход триггера 7(8) соответствующего канала. В сработанном состоянии сигнал с выхода триггера 7(8) одного канала (фиг. 2в,г) запрещает прохождение импульсов на вход триггера 7(8) другого канала. С этой целью на входах триггеров 7 и 8 установлены элементы И 5 и 6, которые в зависимости от состояния триггера 7(8) другого канала пропускают или нет нормированный импульс на вход триггера 7(8) в своем канале. С другой стороны, сработанное состояние триггера 7(8) обеспечивает разрешение на прохождение через элемент И 9 или 10 собственного канала импульсного сигнала, формируемого на инвертирующем выходе одновибратора другого канала.

В результате на выходе элемента И 9 или 10 формируется импульс с тельностью, равной измеряемому интер валу времени. До тех пор, пока фаэо вый сдвиг двух сравниваемых импульсных последовательностей не превышает значения, при котором в течение каждого периода существует такой момент времени, когда на прямых выходах обоих одновибраторов 3(4) импульсы отсутствуют одновременно, выходной сиг 1 ал фазового дискриминатора находится в пропорциональной зависимости от измеряемого фазового сдвига. В рассматриваемой ситуации в каждый период «а выходе общего элемента И 19 формируются импульсы, которые поступают на входы сброса триггеров 7 и 8 через элементы И 17 и 18. Разрешение на прохождение установочных импульсов через элементы И 18 и 19 определяется состоянием триггеров 15 и 16, которые в совокупности с элементами Pi 11 и 12 обеспечивают следующий алгоритм .

При измененикх фазового сдвига в диапазоне +180 все сигналы, поступающие на вход элементов И iI, ИПИ 13 работающего кзгяла форкчруются до того момента, когда на выходе элемента И 19 будет сформирован импульс сброса триггеров 7 и 8 в исходное состоя}1ие. В этом случае в каждый период входной импульсной последовательности на выходе элементов И , КПИ 13 сформирован импульс (фиг. 2д,е), который, поступая на соответствующий вход триггера 15 или 16, устанавливает его в состояние (фиг. 2ж,з), при котором элемент И 17 или 18 подготовлен к тому, чтобы ,в момент формирования сбросового импульса обеспечить его поступление на вход триггера 7 или 8 в исходное состояние (фиг. 2в,г). При выходе измеряемого фазового сдвига за пределы линейного диапазона измерения сначала прекращается формирование импульса на выходе элемента И 19, а затем, когда фазовый сдвиг вновь попадает в линейный диапазон измерения, но имеет противоположный знак тому, при котором он выходил из этого диапазо- на, в момент формирования импульса на выходе И 19, элементы И 17 и 18 закрыты. Последнее определяется тем, что при превышении фазовым сдвигом 180 изменяется очередность поступле- ния импульсов сравниваемых последовательностей. Изменение этой очередности приводит к тому, что на выходе Элемента И 11 или 2 импульсы (фиг.2е) формируются с задержкой по отношению к сбресовым импульсам, формируемым на выходе элемента И 19. В результате срабатывания триггера 15 или 16 также запаздьшает относительно времени существования сбросовый импульс И установки триггеров 7 и 8 в исходное состояние не происходит.

Таким образом, до тех пор, пока знак фазового сдвига, а следовательно, и очередность формирования импульсов на выходах одновибраторов 3 и /+ вновь не будут соответствовать тем значениям, при которых,произошло срабатьтание триггера 7 или 8 (фиг. 2г) , фазовый дискриминатор на- ходится в насьпценном состоянии, при котором импульсы на выходе работающего канала имеют неизменную длитель- ность. Выход из этого состояния может произойти скачкообразно (фиг. 2л), но без изменения полярности выходного сигнала.

Введение в каждый канал фазового дискриминатора триггера 15(16) ухуд

5 5 О Q

,.

5

5

5

тает помехозащищенность схемы, так как в линейном диапазоне измерения появляется возможность ложного срабатывания триггеров 7 и 8, которое уже не ликвидировано в следующий период обработки входной информации и, следовательно, приводит к неправильному изменению полярности выходного сигнала. Исключить такую возможность удается за счет введения в схему фа- зового дискриминатора двух разнопо- лярных пороговых -каементов 20 и 21, элемента ИЛИ-НЕ 24 и двух элементов НИИ 13 и 14. Пря работе в линейном диапазоне измерения оба пороговых рлзнополярньгх элемента 20 и 21 отпущены. При этом на выходе элемента ИЛИ-НЕ 24 сформирован управляющий сигнал, который, поступая через элементы ИЛИ 13 и 14 на входы триггеров 15 и 16, удерживает последние в сработанном состоянии (фиг. 2ж и з). Это определяет постоянную готовность элементов И 17 и 18 к тому, чтобы обеспечить беспрепятственное поступление сбросовых импульсов с выхода элемента И 19 на входы сброса триггеров 7 и 8. Поскольку входы разнополярных пороговых элементов 20 и 21 подключены к выходу фильтра 23 низкой частоты, то возможные в результате помех ложные срабатывания триггеров 7 и 8 не смогут привести к тому, что в интересующем нас диапазоне измерения эти триггеры 7 и 8 не установлены в исходное состояние. Таким образом в линей- . ном диапазоне изгчерения помехоустойчивость сохраняется. При выходе фазового сдвига из линейного диапазона измерения один из разнополярных пороговых элементов 20 или 21 оказьтает- ся в сработанном состоянии, на выходе элемента ИЛИ-НЕ 24 сигнал управления отсутствует и работа схемы опять осуществляется по описанному алгоритму.

Формула изобретения

Фазовый дискриминатор, содержащий два канала, каждый из которьк содержит последовательно соединенные формирователь импульсов, вход которого является входом канала, одновибра- тор, первый элемент И, первый триггер И второй эльмент И, выход которого является выходом канала, а также общий для обоих каналов третий элемент И, соответствующие входы которого подключены к инверсным выходам одновибраторов каждого канала, при этом инверсный выход одновибратора каждого из каналов подключен к второму входу второго элемента И противоположного канала, а инверсный выход первого триггера ка ждого из каналов подключен к второму входу первого элемента И противоположного канала, отличающийся тем, что, с целью уменьшения искажений формы выходного сигнала за счет обеспечения неизменности полярности выходно го сигнала на время выхода измеряемого фазового сдвига из диапазона линейного измерения и запоминания этой полярности в соответствии со знаком разности входных частот, в каждый канал введены последовательно соединенные и включенные между выходом первого триггера и его входом сброса четвертьш элемент И, элемент ИЛИ, второй триггер и пятый элемент И, по

.следовательно соединенные алгебраический сумматор, входы которого подключены к выходам соответствующего канала, и фильтр нижних частот, а также два разнополярных пороговых элемента и элемент ИЛИ-НЕ, при этом выход фильтра нижних частот подключен к объединенным входам разнополярных. пороговых элементов, выходы которых подключены к соответствующим входам элемента Т1ЛИ-НЕ, выход которого подключен к объединенным вторым входам элементов ИЛИ обоих каналов, второй вход четвертого элемента И каждого канала подключен к объединенным первому входу первого элемента И и входу сброса противоположного канала, а третий вход четвертого элемента И каждого канала подключен к второму входу второго элемента И противоположного канала, а выход третьего элемента И подключен к объединенным вторым входам пятых элементов И каждого канала.

Изобретение .относится к радиотехнике. Цель изобретения - уменьшение искажеН{4й формы выходного сигнала. Фазовый дискриминатор содержит формирователи 1 и 2 импульсов, одновибраторы 3 и 4, эл-ты И 5, 6, 9, 10, 11, 12, 17, 18 и 19,триггеры 7, 8, 15 и 16, эл-ты ИЛИ 13 и 14, разно- полярные пороговые эл-ты 20 и 21, алгебраический сумматор 22, фильтр 23 нижних частот и эл-т ИЛИ-НЕ 24. Цель достигается за счет обеспечения неизменности полярности выходного сигнала на время выхода измеряемого фазового сдвига из диапазона линейного измерения и запоминания этой полярности в соответствии со знаком разности входных частот. 2 ил.

.-.лпппппппппппппг ...пппппппппппппппп

8 «ЛП П

г 8

пппг

«11

II П ППППП П и in

Ifn

«ШТП

П П П П П П П П I П П

Un

и

U9

IL1

ш