Импульсно-фазовый детектор Советский патент 1988 года по МПК H03D3/02 

00

) Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в уст.ройствах с ФАПЧ. Цель изобретения - снижение пульсаций выходного сигнала с частотой сравнения. Устройство содержит г-р 1 стабильного тока, зарядный ключ 2 у зарядный конд-р 3, разрядный ключ 4, истоковые повторители напряжения (МЛН) 5, 7, ключ 6 выборки, запоминающий конд-р 8, конд-р 9. В устройство введены RS- триггер 10, элемент И-НЕ 11, элемент задержки 12, ИЛИ 13, диод 14. Введение задержки выборки совместно с фиксацией напряжения на зарядном конд-ре 3 устраняет изменение нагсряжения на входе ключа 6 в процессе выборки. Благодаря фиксации напряжения снизу цепь обратной связи обеспечив ает коррекцию амплитуды и формы трапецеидального сигнала на выходе ИПН 5 в зависимости от напряжения на кондр-ре 9, т.е. в зависимости от величины разности фаз опорного и измеряемого сигналов, зафиксированной детектором в предыд пдем периоде измерения. Конд-р 9 обеспечивает снижение пульсаций с частотой сравнения на выходе устройства, возникающих за счет прохожде- , ния пилообразного напряжения с выхода ШН 5 через проходную емкость диода 14 и емкость затвор - исток транзистора ШН 3. 2 ил. & (Л

вл/ход

О5

фигЛ

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в устройствах с фазовой автоподстройкой частоты,

Цель изобретения - снижение пульсаций выходного сигнала с частотой сравнения.

На фиг,1 приведена структурная электрическая схема импульсно-фазо- вого детектора; на ,2 - временные диаграммы его работы,

Импульсно-фазовый детектор содержит генератор 1 стабильного тока, зарядный ключ 2, зарядный конденсатор 3, разрядный ключ 4, первый истоко- вый повторитель 5 напряжения, ключ 6 выборки, второй истоковый повторитель 7 напряжения, запоминающий конденсатор 8, конденсатор 9, RS-триггер 10, элемент И-НЕ 11, элемент 12 задержки, третий истоковый повторитель 13 напряжения, диод 14,

При поступлении импульсного сиг- нала (фиг.2а) с уровнем О на опорный вход детек гора RS-триггер 10 устанавливается в единичное состояние (фиг.2г), а разрядный ключ 4 открывается, обеспечивая разряд зарядно- го конденсатора 3 до нулевого потенциала (фиг.2е), В течение времени действия импульса на опорном входе детектора на выходе элемента И-НЕ I1 формируется сигнал единичного уровня (фиг,2д), который поступает на вход управления зарядного ключа 2 и закрывает его. После окончания действия о входного иьшульса опорного сигнала на выходе элемента И-НЕ 11 формируется сигнал О, который открьшает зарядный ключ 2, одновременно с этим разрядный ключ 4 закрываемся. Через открытый зарядный ключ 2 зарядный конденсатор 3 заряжается от генера- тора 1 стабильного тока, В результате заряда стабильным током на зарядном конденсаторе 3 формируется нарастающее линейное пилообразное на- пряжение, максимальное значение которого соответствует разности фаз входных .сигналов, равной лЧ 360°,

При поступлении импульса с уровне О на сигнальный вход (фиг.26) им- пульсно-фазового детектора RS-триг- гера 10 устанавливается в нулевое состояние, на выходе элемента И-НЕ И формируется сигнал с уровнем 1 который закрывает зарядный ключ 2, При

Q

5

0

0

5

этом разрядный ключ 4 также находится в закрытом состоянии. Закрытое состояние обоих клзочей обеспечивает фиксацию на зарядном конденсаторе 3 постоянного напряжения, равного по величине пилообразному сигналу в момент прихода импульса на сигнальный вход импульсно-фазового детектора.

Таким образом, при поступлении импульсного сигнала на сигнальный вход детектора на зарядном конденсаторе 3 вместо пилообразного формируется сигнал трапецеидальной формы, амплитуда которого прямо пропорциональна разности фаз опорного и измеряемого сигналов,

Постоянное напряжение, зафиксированное на зарядном конденсаторе 3, через первый истоковый повторитель

5напряжения поступает на вход ключа

6выборки. На вход управления ключа 6 выборки через элемент 12 задержки подается импульсный сигнал (фиг,2в), поступивший на сигнальный вход детектора. Этот сигнал открывает ключ 6 выборки5 и через первый истоковый повторитель 5 напряжения (фиг ,2ж) происходит заряд запоминающего конденсатора 8 до напряжения фиксации зарядного конденсатора 3, Сигнал в виде постоянного напряжения на запо- . минающем конденсаторе 8 через второй истоковый повторитель 7 напряжения поступает на выход устройства. Одновременно с зарядом запоминающего конденсатора 8 через третий истоковый повторитель 13 напряжения происходит з4ряд конденсатора 9 также до напряжения фиксации на зарядном конденсаторе 3, Элемент 12 задержки обеспечивает открытие ключа 6 выборки после окончания изменения напряжения на зарядном конденсаторе 3, Величина задержки элемента 12 должна быть больше суммарного времени переключения RS-триггера 10 и зарядного ключа 2, Введение задержки выборки совместно с фиксацией напряжения на зарядном конденсаторе 3 устраняет напряжение на входе ключа 6 выборки в процессе выборки.

Форма сигнала на выходе первого исто- I кового повторителя 5 напряжения может отличаться от формы сигнала на зарядном конденсаторе 3 из-за действия цепи нелинейной обратной связи на третьем истоковом повторителе 13 напряжения.

3

и диоде

143

конденсаторе 9 и диоде 14. Эта цепь обратной связи, благодаря .фиксации напряжения снизу, обеспечивает коррекцию амплитуды и формы трапецеидального сигнала на выходе первого истокового повторителя 5 напряжения в зависимости от напряжения на конденсаторе 9, равного напряжению на запоминающем конденсаторе 8,, т.е. в зависимости от величины разности фаз опорного и измеряемого сигнала, зафиксированной детектором в предыдущем периоде измерения. Временные ди- аграммь: выходного сигнала импульсно- фазового детектора представлены на фиг.2з.

Конденсатор 9 обеспечивает снижение пульсаций с частотой сравнения на выходе устройства (фиг.2з), возникаю- щих за счет прохождения пилообразного напряжения с выхода первого истокового повторителя 5 напряжения через проходную емкость диода 14 и емкость затвор - исток транзистора третьего истокового повторителя 13 напряжения.

В стационарном режиме, когда разность фаз опорного и измеряемого сигнала постоянна, на вход ключа 6 выборки поступает сигнал трапецеидальной формы с перепадом уровней показанным на фиг.2ж, где IL - падение напряжения на диоде 14, что обеспечивает меньший зфовень сигнала с частотой сравнения на выходе импульсно-фазо- вого детектора при сохранении пределов изменения выходного сигнала. I Формула изоб ретеикя

Импульсно-фазовый детектор, содержащий последовательно соединенные

1437963

5

0 5

0

5

0

генератор стабильного тока, зарядный ключ, выход которого подключен к первому входу разрядного ключа, выход которого подключен к общей шине и зарядный конденсатор,.другой вывод которого соединен с общей шиной, выход зарядного ключа через последовательно соединенные первый истоковый повторитель напряжения и ключ выборки подключен к входу второго истокового повторителя напряжения, выход которого является выходом импульсно- фазового-детектора, запоминающий конденсатор, первый вывод которого соединен с входом второго истокового повторителя напряжения, а второй вывод - с общей шиной, а также конденсатор, отличающийся тем, что, с целью снижения пульсаций выходного сигнала с частотой сравнения, в него введены злемент И-НЕ, элемент задержки, третий истоковый повторитель напряжения, диод и RS-триггер, S-вход которого является первым входом импульсно-фазового детектора и соединен с входом управления разрядного ключа и первым входом элемента И-НЕ, а R-вход RS-триггера является вторым входом импульсно-фазового детектора и соединен через элемент за- дер::ски с входом управления ключа выборки, выход которого через последовательно соединенные третий истоковый повторитель напряжения, вькод которого через конденсатор подключен также к общей шине, и диод соединен с входом ключа выборки, причем выход RS-триггера соединен с вторым входом элемента И-НЕ, выход которого соединен с входом управления зарядного ключа.

CM w

3

q

V

-q