Устройство фазовой автоподстройки частоты с индикацией синхронизма Советский патент 1990 года по МПК H03L7/10 

Ш

Изобретение относится к радиотехнике. Целью изобретения является расширение диапазона индикации синхронизма. Устройство содержит первый фазовый детектор 1, петлевой фильтр 2, подстраиваемый генератор 3, второй фазовый детектор 4, фазовращатель 5, первый фильтр 6 нижних частот, пороговый блок 7, элемент ИЛИ 8, весовой сумматор 9, второй фильтр 10 и пороговый блок 11. С помощью весового сумматора 9 из выходных напряжений первого и второго фазовых детекторов 1 и 4, пропорциональных COSφ(T) и SIN(φ(T)+Δφ), получают напряжение, пропорциональное SIN[φ(T)-45°], без дополнительного фазовращателя и фазового детектора. При правильном выборе порогов для блоков 7 и 11 диапазон индикации синхронизма существенно расширяется. 3 ил.

Фиг. 1

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в приемниках радиосигналов, синтезаторах частоты и других устройствах, где имеются системы фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ).

Целью изобретения является расширение диапазона индикации синхронизма.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства ФАПЧ с индикацией синхронизма; на фиг. 2 -пример выполнения принципиальной электрической схе мы весового сумматора; на фиг. 3 - графики зависимости напряжений на выходах второго фазового детектора и функционального преобразователя от сдвига фаз.

Устройство ФАПЧ с индикацией сии- хронизма содержит перрзый фазовый детектор 1, петлегюй фильтр 2, подстраиваемый генератор 3, второй фазоЕ ЫЙ детектор 4, фазовращатель 5, первый фильтр б нижних частот, пороговый блок 7, элемент ИЛИ 8, весовой сумматор 9, второй фильтр 10 л до- полнительный пороговый блок П.

Рассмотрим работу устройства при коси- нусоидальной характеристике первого фазового детектора и угле сдвига, фаз в фазовращателе, равном -45°. Этот угол является оптимальным.

На выходах фазовых детекторов 1 и 4 напряжения в любом режиме определяются разностью фаз ф(1) между 1 ходиым опорным сигналом и колебапием, имеющимся на другом входе детектора:

Ui.Kcos9(t); U, KcosL(t)---45°j

)4-45,

где К - коэффициент преобразования фазовых детекторов 1 и 4 (без ограни- leHJ H общности по.лнгаем их лден-

Т -ГЧНЫММ).

Весовой сумматор 9 предназначен для обеспечения диапазона индикации захвата от ф-:0° до и получения из выходкых напряжений фазовых детекторов 1 и 4 наиря- женин, пропорционального (()-45 j. В соответствии с фиг. 2 выходное напряжение фазового деге1ггора 1 с весом -у складывается с выходным иапряжеггием фазового детектора 4, т.е. выходное напряжение весового cyMNjaTopa 9

и 9 - -- -v 2 Кс о S ф {i) 4 К S i fi I ф (t) + 4 5 ° | .

К. cnsi9(t)--l35°.

Таким образом, за счет весового суммирования получается напряжение с фазовым сдвигом минус 135° относительно U| без дополнительных фазовр5щ.ателя и фазо- Бого детектора.

Постоянные составляющие напряжений IJj. и Ua выделяются фильтрами 6 и 10 и по- дауотся а входы пороговых, блоков 7 и 1.1. В режиме вхождения в синхронизм на один из пороговых, блоков 7 и 11 не должен ера- батывать от этих постоянных составляющих, что достигается соответствую1пим выбором их пороговьгх апрял ений и„7.и .

Обычно постоянные составляющие на выходах фазового детектора 4 и весового сумматора 9 в режиме вхождения в синхронизм намного меньще, чем в режиме слежеиия при одних и тех же значениях ф(1), поэтому величины порогов определяются требованиями обеспечения рабочего диапазона индикации синхронизма. Если пороговые блоки 7 и 11 во всем диапазоне начальных частотных расстроек, соответствующих полосе захвата ФАПЧ, не срабатывают, то на их выходах и, следовательно, на выходе элемента ИЛИ 8 устанавливается напряжение логического нуля, соответствующее отсутствию синхронизма.

После захвата, в режиме синхронизма,, в устройстве ФАПЧ устанавливается фазовый сдвиг между опорным сигналом и сигналом на выходе подстраиваемого генератора 3, равный ф и зависящий от начальной частотной расстройки, и напряжения Ui, Uii и Ug преобразуются к виду.:

и1со Ксо5фго;,

ип„-Кзт(ф„+45°);

().

Характер этих зависимостей от (р приведен на фиг, 3.

.При косинусоидальной и треугольной характеристиках фазового детектора устойчивость системы ФАПЧ обеспечивается только на участке характеристики первого фазового детектора 1 от О до 180. Следо- .вательно, должна находиться в этих пределах, когда необходимо обеспечивать надежную индикацию синхро}жзма. Весь этот диапазон перекрывается работой второго фазового детектора 4 и весового сумматора 9 с соответствующими пороговыми блоками 7 и ;, если их пороговые напряже- НИ.Я выбрать равными (0,65-0,7) Умакс.

При этом второй фазовой детектор 4 и пороговый блок 7 индицируют синхронизм при , а весовой сумматор 9 и дополнительный пороговый блок II - при 180°.

Следовательно, во всей зоне устойчивых значений фсо срабатывает один из пороговых блоков 7 н I 1, на выходах которого появляется напряжение логической единицы. Это напряжение проходит на выход элемента ИЛИ 8, и; дицируя наличие синхронизма.

Срабатывание пороговых блоков 7 и 11 вне зоны 0° ф :180° не опасно, так как выход q;,/3 за пределы этой гоны означает потерю устойчивости и мгновенный переход устройства Ф.ЛПЧ в режим биений, а в режиме биений постоянные составляющие напряжений U4 и Ug ниже порогов срабатывания пороговых блоков 7 и 11,

Формула изобретения

Устройство фазовой автоподстройки частоты с индикацией синхронизма, содержалее соединенные в кольцо подстраиваемый генератор, первый фазовый детектор, другой вход которого является входом эталонного сигнала, и петлевой фильтр, а также последовательно соединенные второй фазовый детектор, фильтр нижних частот и пороговый блок, причем первый вход второго фазового детектора соединен с входом устройства, а второй его вход подключен к выходу подстраиваемого генератора через фазовращатель, отличающееся тем, что, с целью расширения рабочего диапазона инUif

дикации синхронизма, к выходам фазовь1х детекторов подключены последовательно соединенные весовой сумматор, дополнительный фильтр нижних частот, дополнительный пороговый блок и элемент ИЛИ, другой вход которого по хключен к выходу порогового блока, при этом фазовращатель выполнен в виде фазовращателя на Аф, где 90°, а величина порога Un пороговых блоков выбрана из условий соответственно ){ и (ф)|г.д., , где Р(ф)- характеристика фазового AeTeKtopa.

b,,-Ui,

Un7-Unll - (0,65-0.7) и nffKC

f,

00