Фазовый детектор Советский патент 1991 года по МПК H03D3/00 G01R25/00 

Фиг. I

Изобретение относится к импульсной технике и радиотехнике и может быть использовано для выделения фазового сдвига между двумя сигналами в различных радиотехнических устройствах, например, в синтезаторах частоты,

Цель изобретения - повышение точности за счет уменьшения уровня пульсаций.

На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого фазового детектора; на фиг.2 - возможное выполнение блока выборки-запоминания; на фиг.З - выполнение источника постоянного тока и ключа.

Предлагаемый фазовый детектор содержит генератор пилообразного напряжения 1, блок выборки-запоминания 2, блок управления 3, зарядный конденсатор 4, разрядный ключ 5, первый ключ 6, первый запоминающий конденсатор 7, первый буферный усилитель 8, элемент ИЛИ 9, первый формирователь импульсов 10, источник постоянного тока 11, второй ключ 12, второй 13 и третий 14 формирователи импульсов, элемент ИЛИ-НЕ 15, источник опорного напряжения 16, второй буферный усилитель 17, первый 18.и второй 19 коммутаторы напряжения, второй 20 и третий 21 запоминающие конденсаторы. Блок выборки-запоминания 2, выполненный так, как представлено на фиг.2, содержит четыре полевых транзистора 22 - 25, два резистора 26 - 27, два ключа 28 - 29 и два резистора 30 - 31. Источник постоянного тока 11 и второй ключ 12, представленные на фиг.З и входящие в состав генератора пилообразного напряжения 1, содержат транзистор 32, три резистора 33 - 35, два конденсатора 36 - 37, два стабилитрона 38 - 39 и диод 40.

Фазовый детектор работает следующим образом.

По спадам входных сигналов формирователи импульсов 13 и 14 выдают импульсы небольшой длительности, которые, проходя через элементы ИЛИ 9 и ИЛИ-НЕ 15, запирают генератор пилообразного напряжения 1, т.е. размыкают второй ключ 12. По спадам импульсов на выходе элемента ИЛИ 9 первый формирователь импульсов 10 вырабатывает сигнал, который также запирает генератор пилообразного напряжения 1, проходя через элемент ИЛИ-НЕ 8, и открывает разрядный ключ 5, через который разряжается на общую шину зарядный конденсатор 4. Выходной импульс второго формирователя импульсов 13 открывает первый ключ 6 блока выборки-запоминания 2, и первый запоминающий конденсатор 7 заряжается через второй буферный усилитель 17 до напряжения на зарядном

конденсаторе 4. За время длительности импульса, формируемого третьим формирователем импульсов 14, переключаются коммутаторы напряжения 18 и 19, соединяя

обкладки третьего запоминающего конденсатора 21 с источником опорного напряжения 16 и выходом второго буферного усилителя 17. Конденсатор 21 заряжается до разности напряжений УЮТОЧНИКЭ опорного напряжения 16 и напряжения на зарядном конденсаторе 4. После окончания действия импульса на выходе третьего формирователя 14 первый 18 и второй 19 коммутаторы напряжения подключают

обкладки третьего запоминающего конденсатора 21 к обкладкам второго запоминающего конденсатора 20, перенося на конденсатор 20 заряд с конденсатора 21. На выходе первого буферного усилителя 8 напряжение равно сумме напряжений на конденсаторах 20 и 7.

Блок выборки-запоминания, представленный на фиг.2, предназначен для работы на незаземленную нагрузку, например, на

варикап в генераторе, управляемом напряжением. Напряжение на зарядном конденсаторе 4 передается через транзисторы 22 и

23и открывающиеся поочередно ключи 28 и 29 на конденсаторы 30 и 31, а затем через

транзисторы 24 и 25 - на выход устройства. Использование полевых транзисторов 23 и 25 с р-каналом и полевых транзисторов 22 и

24с n-каналом позволяет получить необходимый сдвиг напряжения на выводах резисторов 26 и 27, исключающий прямое смещение нагрузки.

Источник постоянного тока 11 и второй ключ 12, входящие в состав генератора пилообразного напряжения, могут быть выполнены так, как это представлено на фиг.З.

Блокировка генератора пилообразного напряжения 1 на время перезаписи повышает точность устройства за счет снижения

уровня пульсаций выходного сигнала, Предлагаемый фазовый детектор позволяет устанавливать необходимое начальное напряжение смещения на нагрузке, путем регулирования величины опорного напряжения от источника опорного напряжения 16. В петле ФАПЧ это дает возможность получения линейной фазовой модуляции за счет линейного изменения величины опорного напряжения.

Формула изобретения

Фазовый детектор, содержащий последовательно соединенные генератор пилооб- разного напряжения и блок

выборки-запоминания, выход которого является выходом фазового детектора, а также блок управления, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами блока выборки-запоминания, а третий выход блока управления соединен с первым управляющим входом генератора пилообразного напряжения, при этом генератор пилообразного напряжения содержит параллельно соединенные зарядный конденсатор и разрядный ключ, управляющий вход которого является первым управляющим входом генератора пилообразного напряжения, блок выборки-запоминания содержит последовательно соединенные первый ключ, управляющий вход которого является первым управляющим входом блока выборки-запоминания, а выход первого ключа через первый запоминающий конденсатор соединен с общей шиной, и первый буферный усилитель, выход которого является выходом блока выборки-запоминания, причем блок управления содержит последовательно соединенные элемент ИЛИ и первый формирователь импульсов, выход которого является третьим выходом блока управления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения уровня пульсаций, четвертый выход блока управления соединен с вторым управляющим входом генератора пилообразного напряжения, в которыйвведены последовательно соединенные источник постоянного тока и второй ключ, управляющий вход которого является вторым управляющим входом генератора пилообразного напряжения, выход второго ключа соединен с первыми выводами зарядного конденсатора и разрядного ключа и является выхо+Е

0

5

0

5

0

5

дом генератора пилообразного напряжения, вторые выводы зарядного конденсатора и разрядного ключа соединены с общей шиной, в блок управления введены второй и третий формирователи импульсов, входы которых являются соответственно первым и вторым входами фазового детектора, а выходы соединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ и являются первым и вторым выходами блока управления, и элемент ИЛИ-НЕ, первый и второй входы которого соединены соответственно с входом и выходом первого формирователя импульсов, причем выход элемента ИЛИ-НЕ является четвертым выходом блока управления, в блок выборки-запоминания введены источник опорного напряжения, второй буферный усилитель, первый и второй коммутаторы напряжения и второй и третий запоминающие конденсаторы, при этом вход второго буферного усилителя является входом блока выборки-запоминания, а его выход соединен с входом первого ключа и с первым входом первого коммутатора напряжения, выход которого соединен с выходом первого ключа и первым выводом второго запоминающего конденсатора, источник опорного Напряжения соединен с первым входом второго коммутатора напряжения, выход которого соединен с входом первого буферного усилителя и с вторым выводом второго запоминающего конденсатора, между вторыми входами первого и второго коммутаторов напряжения включен третий запоминающий конденсатор, а управляющие входы обоих коммутаторов напряжения объединены между собой и являются вторым управляющим входом блока выборки- запоминания.

40

Изобретение относится к импульсной технике и радиотехнике и может быть использовано для выделения фазового сдвига между двумя сигналами в радиотехнических устройствах, например в синтезаторах частот. Цель изобретения - повышение точности за счет уменьшения уровня пульсаций. По спадам входных сигналов формируются узкие импульсы, которые управляют ключами перезаписи заряда с зарядного конденсатора в блок выборки-запоминания. По окончании перезаписи формируется импульс разряда зарядного конденсатора. На время перезаписи и разряда зарядного конденсатора источник тока, заряжающий этот конденсатор, блокирован. Таким образом, в блоке выборки-запоминания дважды за время цикла выделяется напряжение с зарядного конденсатора, пропорциональное разности фаз между входными сигналами. 3 ил.

Фиг. 2

Ј Л

58Ж I |3«

32 U 40 3

-Й/Г зарядному конденсатору

Фиг.З

57

АГ. У/7/7,