Устройство дискретной фазовой автоподстройки частоты Советский патент 1991 года по МПК H03L7/00 

О

ю о со

00

о

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в импульсных системах синхронизации и синтезаторах частоты, где требуется высокое быстродействие и малый уровень дискретных компонент в спектре выходного сигнала.

Цель изобретения - повышение быстродействия и уменьшение уровня дискретных компонент в спектре выходного сигнала.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства дискретной фазовой автоподстройки частоты.

Устройство содержит подстраиваемый генератор 1 с двумя входами управления частотой: катодным и анодным, делитель 2 частоты, импульсно-фазовый детектор 3, ин тегратор 4, опорный генератор Б, интегратор 6 со сбросом, элемент 7 задержки, формирователь 8 импульсов, фазовращатель 9, аттенюатор 10

Устройство работает следующим обра зом

При наличии в устройстве частотной расстройки между сравниваемыми в им- пульсно-фазовом детекторе 3 сигналами на его выходе появляются импульсы, длительность которых пропорциональна разности фаз. Эти импульсы воздействуют на nHiei- ратор 4, в результате чего появляется положительное управляющее напряжение на катодном входе. Импульсы с выхода им пульсно-фазового детектора 3 поступают также на вход интегратора 6 со сбросом содержимое которого периодически обнуляется сигналом опорного генератора 5 Напряжение с выхода интеграюра 6 со сбросом далее управляет частотой по анод ному входу управления. В результате чаете/ та подстраиваемого генератора изменяется таким образом, что уменьшается частотна ошибка между сравниваемыми сигналами В синхронном режиме работы на катодный вход управления поступает напряжение которое компенсирует частотную расстройку, а с выхода интегратора б со сбросом поступает напряжение, близкое к нулевому уровню

Передаточная функция идеального ин гегратора и интегратора сэ сбросом а ройстве имеют соответственно вид

МР)КИ/Р;(I)

Кис(Р) - Кис ( 1 - е рт )/Р ,(2)

где Ки, Кис коэффициент усиления интегра- тора и интегратора со сбросом ссотвеп г- венно;

Т - период регулирования ь системе Учитывая коэффициент передачи фазо вого детектора Кфд В/рад, делителя с пе

ременным коэффициентом усиления в цепи обратной связи 1/N и передаточную функцию перестраиваемого генератора КПГ{Р) 2дЗ/Р, запишем передаточную функцию разомкнутого устройства

, г КИ , Кис

р

)-,(3)

N -р р v - ; J р где 5 - крутизна управления подстраиваемого генератора, Гц/В

Применяя к (3) дискретное преобразование Лапласа и учитывая связь между пе редаточной функцией замкнутой и разомкнутой системы, находит дискретную передаточную функцию системы по ошибке

)

(ч

М

К|1 ц г -Т

(5)

e2q + eq (В +A-2 V 1 -A где о РТ - безразмерный параметр преобразования,

А 2 .Т S Кис Кфд T/N В- 2л Кфд T/N - параметры кольца фазовой автоподстройки частоты

Из равенства (4) следует что система имеет минимальное время переходного процесса при выполнении условий конечной длительности переходного процесса те при А- В-1

Для обеспвчр ия указанно j быстродеи ствия коэффициенты усиление интегратора и интгграторэ со сбросом определяются но Формуле

N

тгвтКф,;

При использовании импульсно фагового детектора на цифровых, интегральных микросхемах, имеющих уровень выходные ИМПУЛЬСОВ поступающих на инт грато,) и ин- 1вф1тор со сбросом, oil есенный к ем1нице времени и равный Uo, крутизна импульсного фазового детектора определяется по форму- ii3

Кфд - иоТ/2тг В/рад.(Ј}

Uo имеет размерность В/с Такс1Я размерность отражав тот факт, что напряжение на аь доде детектора существует HP постоянно а только в моменты измерения разности фаз импульснь х последовательно стей, поступающих на его

Выбор параметре устройства ЗЗОБОЙ автоподстроики частоты з соответствии с формулами (5) и (5) РОЗВГЛЯЗТ обесгечить MiHiiir-T тьное в.емя перестройки для диск- ретнв х астатических систем ре ул 1ровани ч, раь юе дв/м периодам регулирования, при высоком подавлении дискретных составля- ичщих в спектре пыходного сигнала.

На прш тике время перестройки может отличаться от прг РПЬНОГО значения Это

определяется соответствием реального и идеального устройств.

Вследствие поступления сигнала помехи, кратной частоте сравнения в кольце фазовой автоподстройки частоты на анодный и катодный управляющие входы подстраиваемого генератора 1, происходит компенсация импульсной помехи непосредственно на варикапе. Путем регулировки формы импульса в формирователе 8 импульсов, его фазы в фазовращателе 9 и амплитуды в аттенюаторе 10 достигается минимизации уровня дискретных компонент в спектре выходного сигнала. Следует отметить, что когда компенсация импульсной помехи происходит непосредственно на варикапе и не требуется подачи импульсного сигнала на анодный управляющий вход, затухание аттенюатора 10 устанавливают бесконечно большим. Однако в большинстве случаев введенная цепь компенсации из блоков 8-10 позволяет осуществить более полную и точную компенсацию импульсной помехи, кратной частоте сравнения в кольце.

Формула изобретения

Устройство дискретной фазовой автоподстройки частоты, содержащее последовательно соединенные подстраиваемый генератор, делитель частоты, импульсно-фа- зовый детектор и интегратор со сбросом, опорный генератор, выход которого соединен с вторым входом импульсно-фазового детектора, а также интегратор, вход которого соединен с выходом импульсно-фазового детектора, отличающееся тем, что, с целью уменьшения дискретных компонент и повышения быстродействия при выполнении интегратора со сбросом и интегратора в виде аналоговых элементов на основе операционных усилителей, подстраиваемый генератор, содержащий варикап в качестве управляющего элемента, выполнен с катодным и анодным входами управления ,при этом выходы интегратора и интегратора со сбросом соединены соответственно с катодным и анодным входами управления подстраиваемого генератора, между выходом опорного генератора и анодным входом управления подстраиваемого генератора введены последовательно соединенные элемент задержки, формирователь импульсов, фазовращатель и аттенюатор, причем выход элемента задержки соединен также с входом сброса интегратора со сбросом.

Изобретение относится к радиотехнике. Це,ль изобретения - повышение быстродействия и уменьшение уровня дискретных компонент в спектре выходного сигнала дискретной фазовой автоподстройки частоты. Устройство содержит опорный 5 и подстраиваемый 1 генераторы. Последний выполнен с анодным и катодным входами управляющего элемента на варикапе. К анодному входу подключен выход интегратора 6 со сбросом, а к катодному - выход интегратора 4, которые выполнены на операционных усилителях. Это позволяет компенсировать импульсную помеху с частотой сравнения на варикапе. Кроме того, для дополнительной компенсации помехи введена цепь, со- стоящая из элемента задержки 7, формирователя 8 импульсов, фазовращателя 9 и аттенюатора 10. При этом параметры элементов схемы устройства могут быть выбраны такими, что обеспечиваемся минимальное время перестройки для импульсных систем регулирования, равное двум периодам регулирования. 1 ил. fe