Фазовый дискриминатор Советский патент 1990 года по МПК H03D13/00 

N)

J15699

Изобретение относится 1 радиотехнике, может быть использовано, в частности, в приемной части системы передачи информации и является усовер- - шенствованием изобретения по авт.св. 1027799.

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия формирования корректирующего воздействия. Ю

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема фазового дискриминатора; на фиг.2 - структурная ., электрическая схема линии задержки;

на фиг.З - временные диаграммы, пояс- 15 этого на выходах первого 5 и второго

няющие принцип работы фазового дискриминатора; на фиг.4 - временные диагг раммы, поясняющие принцип работы линии задержки.

Фазовый дискриминатор содержит пер-20 вый 1 и второй 2 элементы И, первую 3 и вторую 4 линии задержки, перрый 5 и второй 6 коммутаторы, первую дифференцирующую цепь 7, первый выпрямитель 8, инвертор 9, измеритель 10 частоты 25 второй выпрямитель 11, вторую дифференциальную цепь 12, элемент И-НЕ 13, регистр 14 сдвига, информационный вход 15, первый 16 и второй 17 тактовые входы, выходы 18 и 19. Первая 30 (вторая) линия 3 (4) задержки содержит четыре элемента И 20-23, элемент 24 задержки на четыре такта (4Т), элемент 25 задержки на восемь тактов (8Т), элемент 26 задержки на двенад- цать тактов (I2T), двенадцать 27-38 задержки на такт (Т), четыре элемента ИЛИ 39-42, четыре информационных входа 43-46, вход 47 и четыре выхода 48-51.40

Фазовый дискриминатор работает следующим образом.

Импульсы тактовой синхронизации в

6 коммутаторов корректирующих импульсов нет независимо от информации на управляющих входах этих коммутаторов, поступающей с выхода измерителя 10 частоты.

Если фаза тактовых импульсов (фиг. Зв) отстает или опережает фазу принимаемых элементов сообщения (фиг. За), то на выходе элемента И-НЕ 13 (фиг. Зд) присутствует уровень нап ряжения логической 1, и первый 1 н второй 2 элементы И оказываются подготовленными к работе по третьим входам.

В случае отставания фазы тактовых импульсов от фазы принимаемых элементов сообщения импульсы с выхода перво го напрямителя 8 (фиг. 36) проходят на выход второго элемента И 2 (фиг.Зе и не проходят на выход первого элемента И 1 (фиг.Зж), а в случае опережения фазы проходят на выход первого элемента И 1 (фиг.Зж) и не проходят на выход второго элемента И 2 (фиг.Зе Импульсы с выхода первого элемента К 1 осуществляют ввод показаний регистра 14 сдвига с его прямых выходов (фиг.Зк) в первую линию 3 задержки , а импульсы с выхода второго элемента И

В случае отставания фазы тактовых импульсов от фазы принимаемых элементов сообщения импульсы с выхода первого напрямителя 8 (фиг. 36) проходят на выход второго элемента И 2 (фиг.Зе) и не проходят на выход первого элемента И 1 (фиг.Зж), а в случае опережения фазы проходят на выход первого элемента И 1 (фиг.Зж) и не проходят на выход второго элемента И 2 (фиг.Зе). Импульсы с выхода первого элемента К 1 осуществляют ввод показаний регистра 14 сдвига с его прямых выходов (фиг.Зк) в первую линию 3 задержки , а импульсы с выхода второго элемента И

виде меандра с частотой, близкой к

скорости телеграфирования принимаемых 45 2 - ввод показаний с инверсных выходов

элементов сообщения, поступают на пер- регистра 14 сдвига во вторую линию 4

вый тактовый вход 16 устройства. На задержки.

второй вход второго элемента И 2 такт Импульсы с второго тактового вхотовые импульсы поступают непосредст- да 17 устройства с частотой f 2Kf0,

венно (фиг.Зв), а на второй вход пер- 50

вого 1 элемента И - через инвертор 9

(фиг.Зг), подготавливая юс к работе

(разрешая работу на соответствующий

полупериод).

Принимаемые элементы сообщения гические 1 в его разряды. Сброс в тупают на информационный вход 15 уст- о регистра 14 сдвига осуществляется ройства (фиг.За), первая дифференци- импульсами с выхода второго выпрями- рующая цепь 7 осуществляет выделение теля II (фиг.Зи). Вследствие этого, их фронтов которые выпрямляются пер- чем больше имеющееся расхождение фаз

(где Ј„ 1/Т0; К - число разрядов регистра 14 сдвига; Т0 - длительность элемента сообщения) поступают на тактовый вход регистра 14 сдвига (фиг.Зз), последовательно занося ловым выпрямителем 8 (фиг.36), с выхода которого импульсы поступают на первые входы первого 1 и второго 2 элементов И.

Если фаза тактовых импульсов совпадает с фазой принимаемых элементов сообщения (фиг.За, в), то на выходе элемента И-НЕ 13 формируется логический О, а следовательно, на выходах первого 1 и второго 2 элементов И формируются также логические О, запрещающие ввод информации в первую 3 и вторую 4 линии задержки. Вследствие

6 коммутаторов корректирующих импульсов нет независимо от информации на управляющих входах этих коммутаторов, поступающей с выхода измерителя 10 частоты.

Если фаза тактовых импульсов (фиг. Зв) отстает или опережает фазу принимаемых элементов сообщения (фиг. За), то на выходе элемента И-НЕ 13 (фиг. Зд) присутствует уровень напряжения логической 1, и первый 1 н второй 2 элементы И оказываются подготовленными к работе по третьим входам.

В случае отставания фазы тактовых импульсов от фазы принимаемых элементов сообщения импульсы с выхода первого напрямителя 8 (фиг. 36) проходят на выход второго элемента И 2 (фиг.Зе и не проходят на выход первого элемента И 1 (фиг.Зж), а в случае опережения фазы проходят на выход первого элемента И 1 (фиг.Зж) и не проходят на выход второго элемента И 2 (фиг.Зе Импульсы с выхода первого элемента К 1 осуществляют ввод показаний регистра 14 сдвига с его прямых выходов (фиг.Зк) в первую линию 3 задержки , а импульсы с выхода второго элемента И

(где Ј„ 1/Т0; К - число разрядов регистра 14 сдвига; Т0 - длительность элемента сообщения) поступают на тактовый вход регистра 14 сдвига (фиг.Зз), последовательно занося ло.в случае опережения, тем больший код будет считан с прямых выходов регист- ра 14 сдвига в первую линию 3 задержки (временное положение импульсов, фиг.За, в, ж, и, к), В случае отставания фаз аналогичное соотношение сохраняется для инверсных выходов регистра 14 сдвига и второй линии 4 задержки (временное положение импульсов, фиг. За, в, е, и).

В первой 3 и второй 4 линиях задержки (фиг.4) происходит размножение

считанного кода в п

ма кс

раз, где п

коэффициент размножения импульсов (в данном случае п 4). Информация с выходов первой 3 и второй линий задержки (фиг.Зл, м) поступает соответственно на информационные входы первого 5 и второго 6 коммутаторов.

Измеритель 10 частоты определяет среднее число поступивших в единицу времени фронтов элементов сообщения и устанавливает необходимый коэффициент размножения корректирующих импульсов (от до ) в первом 5 и втором 6 коммутаторах. Импульсы на выходах первого 5 и второго 6 коммутаторов (фиг.Зн,.о) являются выходными импульсами устройства.

На временной диаграмме (фиг.З) последовательно рассмотрены три случая для К 4.

Первый случаи. Отставание фазы тактовых импульсов от фазы импульсов посылки составляет одну восьмую длительности одиночно n -ijii-MCH ia сообщения и , установленным измерителем 10 частоты. В -этом случае на выходе 18 формируется один импульс цобавлс-

ПИЯ .

Второй случай. Опережение фазы тактовых импульсов от фазы импульсои посылки составляет три восьмых длительности зле.менгои со оценн 1 и . В этом случае на выходе 19 формируется 12 импульсов вычитании.

Третий случаи, когда происходит совпадение фаз тактового импульса и импульса посылки, на выходах 18 и 19 импульсы добавления и вычитания не формируются.

Все возможные варианты корректирующего воздействия для случая, когда разность фаз определяется с точностью до одной восьмой от длительности элемента сообщения и максимальный коэффициент размножения импульсов равен

1 ллакс

4), при5

10

20

25

30

35

)5 0

994)-$

четырем (т.е. К 4, ведены в таблице.

Как следует из таблицы, корректирующее воздействие фазового дискриминатора с учетом величин п и К более эффективно, чем воздействие фазового дискриминатора без взаимного учета этих величин. Кроме того, анализ временной диаграммы работы устройства (фиг.З) показывает, что количество корректирующих импульсов на выходе коммутаторов тем больше, чем больше разность фаз тактовых импульсов посылки и чем меньше количество фронтов импульсов, поступающих в единицу времени на вход устройства.

В фазовом дискриминаторе используются линии з держки, которые реализованы на типовых элементах задержки и на входах которых элементы И разрешают ввод информации от внешнего источника (регистра 14 сдвига), а коммутация сигналов с выходов элементов задержки осуществляется через монтажное ИЛИ.

В качестве примера взята линия задержки с четырьмя входами (фиг.2). Условно ее можно считать первой линией 3 задержки (фиг.1). Вторая линия 4 задержки (фиг . 1) полностью антогична первой. За время рпсчождеьчи фаз между тактовым импуьоом и импульсом посылки в регистр 14 днига заносятся две единицы (фиг,4), Как видно из схемы (.фиг , 2) и временной диаграммы (фиг.4) размножение импульсов всегда происходит с интервалом времени, кратным Т, где I -. Число импульсов на ее выходе в зависимости от входного кода может изменяться от К 4 до К-4 6. Максимальное времч задержки сигналов КТ не должно превышать длительности одиночного тлгменга сообщения, депенного на 2п , т . е. КТ- Т, /2 .

Так как порядок величины Т в пределах ДРСЯТКОВ наносекунд, а порядок Т - десятки и сотни миллисекунд, то подбором величины К легко подобрать и задать необходимую точность измерения имеющегося рассогласования фаз. Принцип работь: линии задержки (фш .2) поясняется временными диаграммами (фиг.4).

Так, например, если в момент поступления импульса на вход 47 (фш .2, фиг.4а) на информационных входах 43- 46 присутствует код 1100 (фиг,4б), то

на выходах первого 20 и второго 21 элементов И формируется по одному импульсу (фиг.Ав), Импульс с выхода первого элемента И 20 проходит по соот- ветствующим цепям, и на выходах 48-51 формируется первая гребенка из четы- рех импульсов (фиг.4г). Кроме того, импульс с выхода второго Злемента И 2J поступает на вход элемента 24 за- держки, на вход элемента 28 задержки и через второй элемент ИЛИ 40 на выход А9. Далее, спустя время Т, с выхода элемента 28 задержки импульс поступает на вход элемента 32 задержки и через элемент ИЛИ 41 на выход 50, Далее, спустя время Т, импульс с выхода элемента 32 задержки поступает на вход элемента 36 задержки и через элемент ИЛИ 42 на выход 51. Далее, спус- тя время Т, импульс с выхода элемента 36 задержки через элемент ИЛИ 39 поступает на выход 48. Таким образом, наличие кодовой единицы на входе 44 приводит к формированию на выходах 48-51 второй гребенки импульсов. При этом ни один из выходных импульсов второй гребенки не совпадает во времени ни с одним из импульсов первой гребенки (фиг.4г).

Таким образом, фазовый дискриминатор обеспечивает повышение быстродействия и точности формирования корректирующего воздействия за счет одновременного автоматического изменения величины корректирующего воздействия (количества корректирующих фазу импульсов) в зависимости от величины и знака расхождения фаз тактовых импульсов с импульсами посылки и типа принимаемых сообщений, а также режима работы устройства (поиск или поддержание синхронизма).

Формула изобретения

Фазовый дискриминатор по авт.св. № 1027799, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия формирования корректирующего воздействия, в него введены второй выпрямитель, вторая дифференцирующая цепь, элемент И-НЕ и регистр сдвига, прямые и инверсные выходы которого соединены с управляющими входами первой и второй линии задержки соответственно, а тактовый вход регистра сдвига является вторым тактовым входом фазового дискриминатора, тактовый вход измерителя частоты соединен с йходом второй дифференцирующей цепи, выход которой через второй выпрямитель соединен со сбросовым входом регистра сднига и первым входом элемента к-НЕ, второй вход которого соединен с первыми входами элементов И, а выход соединен с третьими входами элементов И.

Изобретение относится к радиотехнике. Целью изобретения является повышение точности и быстродействия формирования корректирующего воздействия. Фазовый дискриминатор сотержит элементы И 1 и 2, линии задержки 3 и 4, коммутаторы 5 и 6, дифференцирующие цепи 7 и 12, выпрямители 8 и 14, измерители 10 частоты, элемент И-НЕ 13, регистр 14 сдвига. Фазовый дискриминатор путем одновременного автоматического изменения величины корректирующего воздействия в зависимости от величины и знака расхождения фаз тактовых импульсов с импульсами посылки, типа принимаемых сообщений и режима работы устройства - поиск или поддержание синхронизма - от средней неизменной в течение достаточно длинных промежутков времени структуры сообщений. В фазовом дискриминаторе используются линии задержки, реализованные на типовых элементах задержки, и на входах которых элементы И 1 и 2 разрешают ввод информации от внешнего источника - регистра 14 сдвига, а коммутация сигналов с выходов элементов задержки осуществляется через монтажное ИЛИ. 4 ил.

К

О

И