Устройство контроля исправности кольца фазовой автоподстройки частоты Советский патент 1989 года по МПК G01R29/18 

(21)4357614/24-21

(22)04.01.88

(46) 07.09.89. Бюл. № 33

(72) С.А.Даниэлян, Е.П.Котрасев

и Ю.М.Супер

(53)621.317.77 (088.8)

(56)Авторское свидетельстйо СССР. № 663067, кл. Н 03 В 3/04, 1976.

Авторское свидетельство СССР № 813795, кл. Н 03 J 7/00, 1978.

(54)УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ИСПРАВНОСТИ КОЛЬЦА ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ

(57)Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в системах передачи и приема информации. Цель изобретения - повьппе- ние надежности контроля исправности кольца фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) в широком диапазоне изменений отношения сигнал/шум и фазовой ошибки контролируемого кольца ФАПЧ. Устройство содержит два двухполупе- риодных амплитудных детектора, выполненных в виде квадраторов 2, 3, два фильтра нижних частот 6, 8, делитель 10, вычитатель 11 и пороговый элемент 12. Цель достигается благодаря введению сумматора 9, перемножите1ля напряжений 1, полосового фильтра 4, квадратора 5 и третьего фильтра нижних частот 7. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

§

(Л

Изобретение относится к электронике и может быть использовано в системах передачи и приема информации. Цель изобретения - повышение надежности контроля исправности кольца фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) в широком диапазоне изменений отношения сигнал/шум и фазовой ошибки контролируемого кольца ФАПЧ. Устройство содержит два двухполупериодных амплитудных детектора, выполненных в виде квадраторов 2,3, два фильтра нижних частот 6,8, делитель 10, вычитатель 11 и пороговый элемент 12. Цель достигается благодаря введению сумматора 9, перемножителя напряжения 1, полосового фильтра, квадратора 5 и третьего фильтра нижних частот 7. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

и

СЛ

О О5

со

QD

СП

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в системах передачи и приема с однократной фазовой манипуляцией.

Цель изобретения - повышение надежности индикации в широком диапазоне изменений отношения сигнал/шум и фазовой ошибки контролируемого кольца ФАПЧ,

На фиг.1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг,2 - временные диаграммы в характерных точках устройства в режиме синхронизма (А), в режиме синхронизма при наличии на входе контролируемого кольца ФАПЧ смеси сигнала и аддитивного шума (Б), в режиме синхронизма при наличии фазовой ошибки в контролируемом кольце ФАПЧ (В) и в случае отсутствия синхронизма (Г), т.е. в режиме биений (в целях упрощения временные диаграммы даны в случае наличия на входе контролируемого кольца ФАПЧ синусоидального сигнала, поскольку .наличие фазовой манипуляции на 1 не влияет на работу устройства) .

Устройство содержит перемножитель 1 напряжений, входы которого соединены с входами двухполупериодных амплитудных детекторов, выполненных в виде квадраторов 2 и 3, и с синфазны и квадратурным входами устройства соответственно, полосовой фильтр 4, включенный между выходом перемножителя 1 напряжений и входом квадратора 5, фильтры 6-8 нижних частот (ФКЧ подключенные к выходам квадраторов 2 3 и 5, соответственно, сумматор 9, к первому и второму входам которого подключены ФНЧ 6 и 8 соответственно, а выход соединен через делитель 10 напряжения с входом уменьшаемого вы- читателя 11, к входу вычитаемого которого подключен ФНЧ 7, пороговый элемент 12, соединенный входом с выходом вычитателя 11, а выходом - с выходом устройства.

Устройство контроля исправности кольца ФАПЧ работает следующим образом .

Входными сигналами перемножителя 1 напряжений и квадраторов 2 и 3 (двухполупериодных амплитудных детек торов) являются выходные напряжения синхронного и фазового детекторов (не показаны) контролируемою кольц ФАПЧ. В режиме синхронизма на выход

10

15

20

25

30

м), , -

35

40

45

50

06395

квадратора 2, а соответственно, и ФНЧ 6 синфазного канала напряжение максимально, на выходе квадратора 3 и, соответственно, ФНЧ 8 оно равно нулю. После Сложения в сумматоре 9 и прохождении делителя 10 напряжения на входе уменьшаемого вычитателя 11 присутствует часть выходного напряжения квадратора 2 (например, половина), а на входе вычитаемого вычитателя 11 напряжение равно нулю, так как результат перемножения на выходе перемножителя 1 также равен нулю, как и напряжение на втором его входе, т.е. на выходе фазового детектора контролируемого кольца ФАПЧ. После вычитания напряжений на выходе вычитателя 11 устанавливается потенциал выше порога срабатывания порогового элемента 12, и устройство индицирует наличие .синхронизма (фиг.2, А) .

При наличии в режиме синхронизма на входе кольца ФАПЧ смеси сигнала и аддитивного шума напряжение на выходе ФНЧ 6 остается практически таким же, как и в случае отсутствия шума, а на выходе ФНЧ 8 появляется напряжение, пропорциональное мощности шума на входе квадратора 3. После сложения в сумматоре 9 и деления в дедштеле 10 напряжения на входе уменьшаемого вычитателя 11 присутствует, например, половина суммы напряжений, пропорциональных мощности сигнала и шума, т.е. напряжение на входе уменьшаемого вычитателя 11 возрастает на величину, равную половине напряжения с выхода ФНЧ 8. Напряжение, представляющее собой смесь сигнала и шума, в синфазном канале, будучи перемноженным на напряжение шумов 3 квадратурном канале, дает на вькоде перемножителя 1 напряжений также шумовое напряжение.

Выбор параметров узлов устройства осуществляется таким образом, что в режиме биений величина постоянной составляющей на выходе ФНЧ 7 равна величине постоянной составляющей на выходе сумматора 9. В режиме синхронизма при действии на входе контролируемого кольца ФАПЧ смеси сигнала с аддитивным шумом величина постоянной составляющей на выходе ФНЧ 7 от действия шумов должна быть примерно равной приращению напряжения на входе вычитаемого вычитателя 1I относительно случая отсутствия шумов. Эти требования в основном обеспечиваются соответствующим выбором коэффициента передачи цепи (блоки 1, 4, 5 и 7) и полосы пропускания полосового фильтра 4 .

Таким образом, при наличии в контролируемом кольце ФАПЧ смеси сигнала с шумом разница постоянных напряжений на входах вычитателя I1 не уменьшается, а остается практически неизменной, такой же, как и в случае отсутствия шума, что обеспечивает высокую помехоустойчивость индикации синхронизма (фиг.2, Б).

Появление фазовой ошибки Lf в контролируемом кольце ФАПЧ приводит к падению полезного напряжения на выходе ФНЧ 6 пропорционально cos tfj, и появлению постоянного напряжения, на выходе ФНЧ 8, но пропорционального уже , а так как sin cos срр 1, то величина постоянного напряжения на выходе сумматора 9 и, соответственно, на входе уменьшаемого вычитателя 11 не изменяется. На входе вычитаемого вычитателя 11 напряжение отсутствует, так как постоянная составляющая, полученная на выходе перемножителя 1 напряжений, не проходит через полосовой фильтр 4 на вход квадратора 5. Таким образом, разница напряжений на входах вычитателя 11 остается без изменений и устройство контроля исправности кольца ФАПЧ правильно показывает наличие синхронизма (фиг.2 В).

В случае отсутствия синхронизма на первом и втором входах перемножителя 1 напряжений и на входах квадраторов 2 и 3 присутствует переменное напряжение с частотой биений, но сдвиьгутых между собой на 90°, т.е. sint05И cosWg, где 0)5 частота бие- НИИ между опорной и входной-частотами контролируемого кольца ФАПЧ, Так как )K+ 1. то величина поDб

стоянного напряжения на выходе делителя 10 напряжения и на входе уменьшаемого вычитателя 11 остается без изменений. Постоянное напряжение на входе вычитаемого вычитателя 11, т.е. на выходе ФНЧ 7 (фиг.2, Г), в диапазоне возможных частот биений равно величине напряжения на выходе сумматора 9. Таким образом, в случае от

063956

сутствия синхронизма величина постоянного напряжения на входе вычитаемого вычитателя I1 вдвое превышает величину напряжения на входе уменьшаемого, т.е. разница напряжений на входах вычитателя 1I изменяет знак, его выходное напряжение становится ниже порога срабатывания поро д гового элемента 12 и устройство контроля исправности кольца ФАПЧ показы- вает отсутствие синхронизма.

Устройство обладает высокой помехоустойчивостью и надежностью индиJ5 кацщ1 исправности кольца ФАПЧ в широком Диапазоне изменений отношения сигнал/шум и возможных фазовых ошибок, что приводит к уменьшению време- 1П1 обнаружения неисправности и повы20 шению надежности аппаратуры вцелом.

Формула изобретения 1. Устройство контроля исправности кольца фазовой автоподстройки час25 тоты, содержащее вычитатель, выход которого соединен с выходом устройства через пороговый элемент, а вход уменьшаемого - с выходом делителя напряжения, и две параллельных вет30 ви, состояние каждая из последовательно включенных двухполупериодного амплитудного детектора и фильтра нижних частот, причем входы двухполупе- риодных амплитудных детекторов являются входами устройства, о тли - чающееся тем, что, с целью повьш1ения надежности индикации в широком диапазоне изменений отношения сигнал/шум и фазовой ошибки контро Q лируемого кольца ФАПЧ, введены сум-, матор, третий фильтр нижите частот, квадратор, полосовой фильтр и пере- . множитель напряжений, входы которо- to подключены к входам устройства,

с а выход через последовательно соединенные полосовой фильтр, квадратор и третий фильтр нижних частот .подключен к входу вычитаемого вы,читате- ля, причем первый и второй входы

5Q сумматора соединены с выходами первого и второго фильтров нижних частот, а вЁпсод подключен к делителю напряжений .

35

55

ff

фиг 2

VW

г