Фазовый детектор Советский патент 1990 года по МПК H03D3/20 

+;

л

Изобретение относится к радиоизмерительной технике. Цель изобретения - повышение точности детектирования при изменении знака разности фаз. Фазовый детектор содержит формирователь 1 фазовых сдвигов, эл-ты И 2 - 4, формирователи 5 и 7 импульсов, триггеры 6 и 8 и реверсивный счетчик 9. Цель достигается введением триггера 10, формирователя 11 импульсов и эл-тов И 12 и 13, с помощью которых на суммирующий и вычитающий входы реверсивного счетчика 9 поступает одинаковое количество лишних импульсов, что повышает точность детектирования. 2 ил.

фие.1

3155

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в технике систем автоматического регулирования и контроля.

Цель изобретения - повышение точности детектироваиия при изменении знака разности фаз.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема фазового детекто- ра{ на фиг.2 - диаграммы, поясняющие принцип работы.

Лазовый детектор содержит формирователь 1 фазовых сдвигов, первый 2, второй 3 и третий 4 элементы И, первый формирователь 5 импульсов, первый триггер 6, второй Лормирователъ 7 импульсов, второй триггер 8, реверсивный счетчик 9, третий триггер 10, третий формирователь 11 импульсов, четвертый 12 и пятьш 13 элементы И.

Фазовый детектор работает следующим образом.

Входной фазомодулированный сигнал

частоты FMJM (фиг.2а) через первый формирователь 5 1 шульсов поступает на вторые входы элементов И 2-4.

Формирователь 1 базовых сдвигов из сигнала опорной частоты формирует три сдвинутые по фазе импульсные последо- вательности с частотой следования ии- пулъсов Fon n FW}M где п - любое целое число (фиг. 26, в, г). При этом максимально вьсокое быстродействие и точность Фазового детектора обеспечиваются тогда, когда базовый сдвиг между двумя любыми импульсными последовательностями ранен 20°.

При совпадении импульсов измеряемого сигнала (фиг.2а) и импульсов одной из импульсных последовательностей (фиг.2в) на выходе одного из элементов И 2-4 возникают импульсы (Фиг.2д) Появление указанных импульсов на выходе только одного из элементов И 2- 4 является необходимым условием работоспособности рассматриваемого фазового детектора. Это условие достигается соответствующим выбором длительностей импульсов как измеряемого сигнала, -так и импульсных последовательностей, формируемых формирователем фазовых сдвигов.

При фазовом сдвиге измеряемого сигнала, равном нулю, импульсы совпадения возникают на выходе второго элемента И 3 и устанавливают второй и третий триггеры 8 и 10 в нулевое состояние. Выходные сигналы логичес

5

0

кого уровня О с выходов второго и третьего триггеров 8 и 10 поступают на входы соответствующих четвертого и пятого элементов И 12 и 13, запрещая прохождение импульсов с выходов второго и третьего формирователей 7 и 1I на входы реверсивного счетчика 9.

При соответствующем изменении величины фазового сдвига измеряемого сигнала импульсы совпадения на выходе второго элемента И 3 прекращаются и возникают либо на выходе первого элемента И 2, либо на выходе третьего элемента И 4, что зависит от знака изменения величины фазового сдвига. Предположим, что 1мпулъсы совпадения возникают на выходе первого элемента И 2f это соответствует положительному приращению величины базового сдвига. Первый же импульс на выходе первого элемента И 2 устанавливает первый и второй триггеры 6 и 8 в единичное

состояние. Сигнал логического уровня поступающий с выхода второго

Г

5

0

Q

5

0

триггера 8 на вход четвертого элемента И 12, разрешает прохождение импульсов с выхода второго формирователя 7 на суммирующий вход реверсивного счетчика 9. Однако импульс на выходе второго формирователя 7 не возникает, поскольку второй и третий формирователи 7 и 11 Лормирутт одиночные импульсы лишь по заднему Лрон- ту входного сигнала (при переходе 0) . Если первый триггер 6 предварительно находится в нулевом состоянии, то при переходе его в единичное состояние на выходе третьего Формирователя 11 возникает одиночной импульс, который не проходит па вычитающий вход реверсивного счетчика 9 через пятый элемент И 13, так как третий триггер 10 находится в нулевом состоянии.

При дальнейшем увеличении величины фазового сдвиг л измеряемого сигнала импульсы совпадения па выходе первого элемента И 2 прекращается и возникают на выходе третьего элемента И 4. Первый же импульс на выходе третьего элемента И 4 устанавливает третий триггер 10 в единичное состояние, а первый триггер 6 - в нулевое. При этом вторым формирователем 7 Формируется одиночный ичпульс, который, через четвертый элемент И 12 поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика

При уменьшении величины фазового сдвига измеряемого сигнала работа фа- зового детектора аналогична описанной.

Если фаза измеряемого сигнала изменяется таким образом, что импульсы совпадения возникают то на выходе

третьего элемента И 4, то на выходе первого элемента И 2 и снова на выходе третьего элемента И 4, то в этом случае второй и третий триггеры 8 и 10 находятся постоянно в единичном состоянии, первый триггер 6 переключается импульсами совпадения, второй и третий Формирователи 7 и 11 импульсов формируют одиночные и пупьсы, которые через четвертый и пятый элемен- ты И 12 и 13 поступают на соответствующие входы реверсивного счетчика 9. При. этом сколько липших импульсов поступит, например,на суммирующий вход реверсивного счетчика 9, столько же лишних импульсов поступит на вычитающий вход реверсивного счетчика 9, благодаря чеьгу повышается точность работы предлагаемого фазового детектора при изменении знака разности фаз.

Формула изобретения

Фазовый детектор, содержащий формирователь фазовых сдвигов, выходы которого подключены к первым входам первого, второго и третьего элементов И, вторые входы которых соединены с выходом первого формирователя импульсов, выходы первого и третьего элементов И соединены с первым и вторым входами первого триггера соответственно, прямой выход которого соединен с входом второго Формирователя импульсов, второй триггер и реверсивный счетчик, отличающийся тем, что, с целью повышения точности детектирования при изменении знака разности фаз, в него введены третий триггер, третий формирователь импульсов, четвертый и пятый элементы И, выходы которых подключены к входам реверсивного счетчика, выходы первого и третьего элементов И соединены с первыми входами второго и третьего триггеров соответственно, вторые входы которых соединены с выходом второго элемента И, а выходы второго и третьего триггеров соединены с первыми входами четвертого и пятого элементов И соответственно, вторые входы которых соединены с выходами второго и третьего формирователей импульсов, вход которого соединен с инверсным выходом первого триггера.