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

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для стабилизации частоты колебаний генераторов в радиолокации, радионавигации, радиоизмерительных приборах.

Целью изобретения является сокращение времени автоподстройки.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства автоматической подстройки частоты.

Устройство содержит генератор 1 радиоимпульсов с электронной перестройкой несущей частоты, ответвитель 2, аттенюатор 3, эталонный 4, амплитудный детектор 5, пиковый квантователь 6, компаратор 7, источник 8 опорного напряжения, распределитель 9, реверсивный счетчик 10, циф- роанэлоговый преобразователь 11, управляемый источник 12 напряжения, триггер 13 запрета, вентиль 14, первый триггер 15, первый и второй элементы 2И- НЕ 16 и 17, второй и третий триггеры 18 и 19, первый и второй элементы 2ИЛИ 20 и 21, дополнительный реверсивный счетчик 22, четвертый и пятый триггеры 23 и 24, третий и четвертый элементы 2ИЛИ 25 и 25, конденсатор 27, дополнительный компаратор 28, резистор 29, дополнительный триггер 30 и ключ 31.

Устройство работает следующим образом,

Устройство работает в режиме поиска и в режиме слежения. Режим поиска осуществляется в случае, если при включении устройства несущая частота импульсов генератора 1 отличается от центральной частоты эталонного резонатора 4 настолько, что амплитуда импульсов на выходе амплитудного детектора 5 мала, либо вообще рав- на нулю, что приводит к тому, что напряжение на втором выходе пикового квантователя 6 становится ниже напряжения источника 8 опорного напряжения и на выходе компаратора 7 появляется нулевой уровень, благодаря которому через распределитель 9 на суммирующий вход реверсивного счетчика 10 проходят все импульсы в смежные моменты времени. Поэтому код реверсивного счетчика 10 постепенно увеличивается и также увеличивается напряжение на управляющем входе генератора 1 до переполнения реверсивного счетчика 10. Затем код реверсивного счетчика 10 скачком

уменьшается до нулевого и снова начинает возрастать. В этом режиме несущая частота генератора 1 плавно принимает все значения, соответствующие коду реверсивного счетчика 10 и, когда она начинает совпадать

с зоной резонанса эталонного резонатора 4, то на выходе амплитудного детектора 5 появляются импульсы достаточно большой амплитуды, а напряжение на втором выходе пикового квантователя 6, который отслеживает среднее значение амплитуды импульсов амплитудного детектора 5, становится больше напряжения источника 8 опорного напряжения. На выходе компаратора 7 при этом появится единичный уровень и

устройство переходит в режим слежения.

8этом режиме состояние распределителя

9зависит уже от уровня, поступающего с пикового квантователя 6.

Процесс слежения выглядит следующим образом. Распределитель 9 распределяет синхроимпульсы, поступающие на его вход, на суммирующий и вычитающий входы реверсивного счетчика 10. При этом код реверсивного счетчика 10 поочередно то увеличивается, то уменьшается на единицу. Соответственно при этом возникает единичное приращение несущей частоты то в большую, то в меньшую сторону и в зависимости от этого на левом или на правом

скате резонансной характеристики в данном случае находятся рабочие точки, меняется амплитуда импульсов амплитудного детектора 5. В результате на вычитающий вход реверсивного счетчика 10 поступит

импульсов меньше, чем на суммирующий, поэтому среднее значение кода реверсивного счетчика 10 плавно будет смещаться в большую ст. рону, и, таким образом, несущая частота будет постепенно приближаться из левой части резонансной характеристики к центральной частоте эталонного резонатора 4.

Временное прекращение подачи синхроимпульсов в устройстве-прототипе приводит к тому, что генератор 1 перестает генерировать радиоимпульсы и, следовательно, на выходе амплитудного детектора 5 импульсы отсутствуют, что эквивалентно большой величине расстройки. Поэтому конденсатор 27 разряжается, причем время его полного разряда как правило значительно меньше времени прекращения подачи синхроимпульсов. После возобновления синхроимпульсов в устройстве-прототипе напряжение на конденсаторе 27 в первый момент меньше напряжения источника 8 и устройство начинает работать в режиме ложного поиска, хотя за время отключения не меняется, например, температура среды, режим поиска не нужен. Ложный поиск может привести к уходу значения несущей частоты за пределы резонансной характеристики эталонного резонатора 4 до того, как напряжение на конденсаторе 27 до- стигнетуровня источника 8 опорного напряжения и, следовательно, поиск затянется. Но даже если конденсатор 27 успеет зарядиться до того, как величина расстройки превысит критическое значение, и устрой- сгво быстро перейдет в режим слежения и несущая частота генератора возвратится к прежнему значению, все-таки этот временный уход частоты во многих случаях нежелателен.

Указанное явление ухода частоты при временном отключении синхроимпульсов устраняют следующим образом. При подаче запрещающего уровня на управляющий вход устройства, управляемый источник 12 напряжения (в качестве которого можно использовать инвертор) скачком меняет напряжение на своем выходе с низкого уровня на высокий Вентиль 14, препятствующий разряду через управляемый источник 12 на- пряжения конденсатора 27 ранее, отпирается и конденсатор дозаряжается до уровня управляемого источника 12 напряжения, который устанавливается выше максимального значения амплитуды импульсов амплитудного детектора 5. Одновременно триггер 13 запрета устанавливается в единичное состояние и запрещает поступление импульсов через распределитель 9 на входе реверсивного счетчика 10 до опре- деленного момента после снятия запрещающего уровня сигнала. При появлении разрешающего уровня сигнала на управляющем входе устройства напряжение управляемого источника 12 напряжения изменяется до нулевого уровня, вентиль 12 запирается и. так как напряжение конденсатора 27 больше амплитуды импульсов амплитудного детектора 5, дополнительный триггер 30 находится некоторое время в нулевом состоянии, что приводит к разряду конденсатора через резистор 29 и внутреннее сопротивление триггера 30. Во время разряда конденсатора 27 триггер 13 запрета остается в единичном состоянии и поэтому код реверсивного счетчика 10, а следовательно, и несущая частота генератора 1, не меняется. Как только напряжение на конденсаторе 27 в процессе разряда становится меньше амплитуды импульсов амплитудного детектора 5, дополнительный компаратор 28 срабатывает и устанавливает дополнительный триггер 30 в единичное состояние, и по положительному перепаду на входе синхронизации триггера 13 запрета, последний переходит в нулевое состояние и разрешает прохождение импульсов через распределитель 9 на входы реверсивного счетчика 10. После этого возобновляется исходный оежим слежения устройства.

Кроме того, для сокращения времени автоподстройки реверсивный счетчик 10 выполнен с входами предварительной установки, что позволяет осуществить предварительную установку частоты генератора 1.

Так, например, при включении напряжения питания счетчик 10 может оказаться в произвольном состоянии. В то же время в большинстве случаевможно заранее с определенной вероятностью.определить требуемое исходное состояние реверсивного счетчика 10, такое, что время поиска становится минимальным или даже устройство сразу переходит в режим слежения. В этом случае при подачи питания формируется импульс, при действии которого в реверсивный счетчик 10 заносится и код соответствующей требуемой частоте генератора 1. По окончании действия импульса реверсивный счетчик 10 переходит в счетный режим. Значение кода зависит в основном от температуры, при которой подается питание на генератор 1. Зная среднестатистическую зависимость напряжения на управляющем входе генератора 1 от температуры, при которой несущая частота равна центральной частоте эталонного резонатора 4, можно, исходя из наиболее вероятной температуры среды,определить значение кода. После предустановки, если код предустановки в достаточной степени соответствует температуре среды и амплитуда импульсов амплитудного детектора 5 достаточно велика, то устройство переходит сразу в режим слежения,

Формула изобретения 1. Устройство автоподстройки частоты по авт.св. Nb 1467751, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени автоподстройки, реверсивный счетчик выполнен в виде реверсивного счетчика с предварительной установкой, входы установки которого являются входами предварительной установки частоты устройства, распределитель снабжен входом сброса, а в устройство введены ключ, выход которого подключен к синхровходу устройства, сигнальный и управляющий входы ключа являются соответственно информационным и управляющим входом устройства, последовательно соединенные управляемый источник напряжения и вентиль, включенные между управляющим входом устройства и дополнительным выходом пикового квантователя, а также триггер запрета, информационный вход которого подключен к общей шине, вход установки единицы - к управляющему входу устройства, вход синхронизации - к выходу пикового квантователя, а выход - к входу запрета распределителя.

2. Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что распределитель содержит первый, второй, третий, четвертый и пятый триггеры, первый и второй элементы 2И-НЕ, первый, второй, третий и четвертый элементы 2 ИЛИ и дополнительный реверсивный счетчик, при этом счетный вход первого триггера соединен с вторыми входами первого и второго элементов 2И-НЕ и является

синхровходом распределителя, прямой и инверсный выходы - с первыми входами соответственно первого и второго элементов 2И-НЕ, выход первого элемента 2И-НЕ

соединен со счетными входами второго и четвертого триггеров, с первыми входами первого и третьего элементов 2 ИЛИ, а выход второго элемента 2И-НЕ - со счетными входами третьего и пятого триггеров, с

первыми входами второго и четвертого элементов 2 ИЛИ, установочный вход нуля второго и установочный вход единицы третьего триггеров являются управляющим входом распределителя, вторые входы

первого и второго элементов 2 ИЛИ соединены с инверсными выходами соответственно второго и третьего триггеров, а выходы - соответственно с суммирующим и вычитающим входами дополнительного

реверсивного счетчика, выходы прямого и обратного счета которого соединены с информационными входами соответственно четвертого и пятого триггеров, вторые входы третьего и четвертого элементов 2ИЛИ

соединены с инверсными выходами соответственно четвертого и пятого триггеров, а выходы являются соответствующими выходами распределителя, входы установки нуля четвертого и пятого триггеров

соединены между собой и являются входом запрета распределителя.

Изобретение относится к радиотехнике. Целью изобретения является сокращение времени автоподстройки. Устройство содержит генератор 1 радиоимпульсов с электронной подстройкой несущей частоты, ответвитель 2, аттенюатор 3, эталонный резонатор 4, амплитудный детектор 5, пиковый квантователь 6, компаратор 7, источник 8 опорного напряжения, распределитель 9, реверсивный счетчик 10, цифроаналоговый преобразователь 11, а также управляемый источник 12 напряжения, триггер 13 запрета, вентиль 14. При прекращении подачи синхроимпульсов прекращается генерация импульсов генератором 1. Это воспринимается устройством как большая расстройка и может привести к ложному поиску. Для предотвращения такой работы и ускорения перехода в режим слежения конденсатор 27 заряжается от управляемого источника 12 напряжения через вентиль 14, а триггер 13 запрета запрещает прохождение импульсов через распределитель 9. Это позволяет быстрее перейти в режим слежения. Кроме того, предусмотрена предварительная установка частоты генератора 1, например, при включении питающего напряжения. 1 ил.