Устройство фазовой автоподстройки частоты Советский патент 1990 года по МПК H03L7/00 

Фиг.1

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в устройствах синхронизации с фазовой автподстройкой частоты, в которых предъявляются высокие требования к скорости перестройки с одной частоты на другую, в том числе в синтезатора частоты.

Цель изобретения - уменьшение д.г1и тельности переходного процесса поспе приведения частоты управляемого генератора в полосу захвата

На фиг. t представлена структур- ; ная электрическая схема устройства Iфазовой автоподстройки частоты; на 1ФИГ, 2 пример характеристики фазо- :вого дискриминатора; на фиг, 3 и 4 - |фазовые портреты устройства фазовой |автоподстройки частоты; на фиг. 5 -- ;приведен пример структурной электрической схемы входного фазового .детек- :тора с характеристикой, имеющий вид, :Щ)едставленный на фиг. 2. . Устройство фазовой автоподстройки частоты содержит входной фазовый детектор (ФД) 1, усилитель постоянного тока (УПТ) 2, фильтр 3 гтажних частот (ФНЧ), управляемый генератор 4, а так Же узел 5 транспортирования наст оты.

Входной фазовьй детектор содержнгт формирователь 6 генератбр 7 сигналов специальной формы, перемножитель 8 и фильтр 9 нижних частот.

Устройство работает следукнцим образом.

На вход ФД 1 подаются колебания опорной частоты, на второй вход пода- 1отся колебания управляемого генератора. С выхода ФД 1 сигнал ошибки посту пает через УПТ 2 и ФНЧ 3 на управляю- 8Р1Й вход зггфавляемого генератора, До- Пустим, кольцо ФАПЧ, находится в синхронизме, разность частот колебаний

йа входах ФД J участок ВВ (фиг. 2), характеристика которого соответствует по знаку крутизны условиям устойчивости в малом, но по модулю крутизны Обеспечивает самовозбувдение, в то JSpeMH как на участке CD имеющем тот е знак, крутизны самовозбуждения нет эти два участка разделены участками ВС и DE с противоположными знаками Крзггизным характеристики, а разность фаз составляет примерно (Г и соответ ствует положению рабочей точки на. участке CD характеристики; ФД; (;фиг, 2). При этом крутизна характеристики ФД1 обеспечивает устойчивую

-

j0 15

25

35

- JQ

дп

Q

45

5

работу кольца ФАПЧ с требуемыми параметрами. При необходимости перестройки частоты управляемого генератора 4 изменяется либо опорная частота,либо настройка узла транспонирования частоты 5, приблизительно соответственно изменяется настройка управляемого генератора 4. Синхронизм в кольце ФАПЧ нарушается, разность фаз колебаний на входах ФДЬ изменяется, рабочая точка оказьшается за пределами участка CD, При этом изменяется крутизна характеристик ФД. Модуль и знак крутизны ФД1 на участках АВ, ВС, DE, EF и параметры ФНЧ выбраны так, что обеспв чивают самовозбуяадение кольца ФАПЧ, Самовозбуждение в кольце ФАПЧ при отсутствии участка CD на характерис- I тике ФД, приводит к периодическому иЗ менению разности частот колебаний на входах ФД вокруг нуля и разности фаз на участке от--IT до 1Г .Фазовое пространство описьшаемого кольца ФАПЧ как минимум трехмерное, но для упрощения рассмотрим двухмерную проекцию фазового портрета в координатах if и If (фиг, 3), На фиг, 3 показана нормированная характеристика ФД1 в координатах ср и Uj но без участка CD,

В результате наличия в кольце ФАПЧ интегратора, обеспечивающего фазы , разность частот равна нулю при максимальной разности фаз (точки А и А , фиг. 3), и наоборот, при максимальной разности фаз разность частот равна нулю, в районе точек А и А скорость изменения частоты максимальна. Таким образом, если изменить крутизну характеристики ФД в окрестности точки, со- ответствукщей максимуму разности фаз так, что кольцо ФАПЧ становится устойчивым, а точки А и А становятся точками устойчивого равновесия, то при попадании изображающей точки в ; эту область движение в системе прекращается и переходньй процесс перестройки на этом заканчивается (фиг.4), Добиться такого результата позволяет введение в характеристику ФД участка CD (фиг. 2) с измененным знаком и модулем крутизны в диапазоне разностей фаз, соответствуклцей девиации фазы при самовозбуждении кольца ФАПЧ.

Большой зыигрьш в скорости переходного процесса достигается при выполнении фильтра нижних частот в виде нелинейного пропорционально интегрирующего ,(не показан) . В стационарном реI

Фаг.З

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - уменьшение длительности переходного процесса после приведения частоты управляемого генератора в полосу захвата. Устройство фазовой автоподстройки частоты содержит входной фазовый детектор 1, усилитель 2 постоянного тока, фильтр 3 нижних частот, управляемый генератор 4, а также узел 5 транспортирования частоты. Характеристика фазового детектора 1 содержит два участка характеристики с разной крутизной, по знаку соответствующие условиям устойчивости в малом, но по модулю крутизны один участок обеспечивает самовозбуждение, а на другом самовозбуждения нет. Такая характеристика обеспечивает быстрый переход на участок с точкой устойчивого равновесия и уменьшение длительности переходного процесса. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

ивш

Фиг. 5