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

1

Uoni

fe

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение точности. Устройство дискретной автоподстройки частоты содержит собственно кольцо автоподстройки в составе смесителя 1, усилителя 2 промежуточной частоты, частотного дискриминатора 8, пикового детектора 9 и первого 10 и второго 22 компараторов, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11, элемент И 3, реверсивный счетчик 4, цифроаналоговый преобразователь 5. инвертирующий усилитель 20 и управляемый генератор 6. Для линеаризации изменения частоты при поиске с помощью реверсивного счетчика 15, первого 13 и второго 21 дешифраторов на счетчик 4 через мультиплексор 17 подается различная частота заполнения, формируемая первым 18 и вторым 19 делителями частоты. Это позволяет осуществить кусочно-линейную аппроксимацию скорости поиска, что дает возможность снизить полосу пропускания усилителя промежуточной частоты. 1 ил.

дход.

т

Выход

о

00 00

N

О 00

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в устройствах автоматической подстройки частоты.

Цель изобретения - повышение точности.

На чертеже изображена структурная электрическая схема устройства дискретной автоподстройки частоты

Устройство дискретной автоподст ройки частоты содержит смеситель 1, усилитель 2 промежуточной частоты, элемент И 3, реверсивный счетчик 4, цифроаналоговый преобразователь 5, управляемый генератор 6, опорный генератор 7, частотный дискриминатор 8, пиковый детектор 9, первый компаратор 10, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11, формирователь 12 импульса сброса, первый дешифратор 13, элемент ИЛИ 14, дополнительный реверсивный счетчик 15, делитель 16 частоты с переменным коэффициентом деления, мультиплексор 17, первый 18 и второй 19 делители частоты, инвертирующий усилитель 20, второй дешифратор 21 и второй компаратор 22.

Устройство работает следующим образом.

После подачи напряжения питания устройство находится в режиме поиска, при этом реверсивные счетчики 4 и 15 обнулены, напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 5 равно нулю. На выходе первого компаратора 10 присутствует Лог.1, на выходе второго компаратора 22 - Лог.О. С выхода мультиплексора 17 на счетный вход реверсивного счетчика 4 через элемент 3 начинают поступать тактовые импульсы с опорного генератора 7, что приводит к появлению на его выходе возрастающего кода. Цифроаналоговый преобразователь 5 преобразует линейно возрастающий код в напряжение, которое, проинвертированное в инвертирующем усилителе 20, вызывает перестройку управляемого генератора 6 по частоте. Сигнал промежуточной частоты с некоторой расстройкой тпч + Af, которая уменьшается по мере перестройки управляемого генератора, с выхода смесителя 1 через усилитель 2 промежуточной частоты поступает на частотный дискриминатор 8, где детектируется. Выходной сигнал частотного дискриминатора 8 запоминается пиювым детектором 9, что позволяет устройству осуществлять автоподстройку частоты заполнения радиоимпульсного сигнала.

Если сигнал на выходе пикового детектора меньше Uon 2. то устройство находится в режиме поиска. Код на выходе реверсивного счетчика 4 растет, выходной сигнал цифроаналогового преобразователя 5 перестраивает управляемый генератор 6, вызывая уменьшение расстройки Af . Когда сигнал на выходе пикового детектора попадает в область Don 2 ипд Uon 1, срабатывает

второй компаратор 22, выходной сигнал которого принимает значение Лог.1. Лог.О на входе элемента И 3 запрещает прохождение тактовых импульсов на счетный вход реверсивного счетчика 4, на выходе которо0 го устанавливается постоянный код. Подстройка управляемого генератора 6 прекращается и устройство дискретной автоподстройки частоты переходит в режим захвата.

5Если сигнал на выходе пикового детектора 9 опять станет меньше порогового напряжения Uoru , то описанный цикл повторится. Если выходной сигнал пикового детектора 9 превышает значение порогово0 го напряжения Uon 1. то срабатывает первый компаратор 10, выходной сигнал которого принимает значение Лог.О, а также изменяет направление счета реверсивного счетчика 4 и разрешает прохождение тактовых

5 импульсов на счетный вход реверсивного счетчика 4. Уменьшение значения кода реверсивного счетчика 4 вызывает изменение частоты управляемого генератора 6 до тех пор, пока выходной сигнал пикового детек0 тора не войдет в область U0n 2 ипд Uon 1, после чего изменение выходного кода реверсивного счетчика 4 прекращается и предлагаемое устройство переходит в режим захвата частоты.

5 Для повышения точности слежения за частотой в устройстве учитывается нелинейность модуляционной характеристики управляемого генератора 6. Для линеаризации модуляционной характери0 стики используется метод кусочно-линейной аппроксимации,

В самом начале режима поиска направление счета и реверсивных счетчиков 4 и 15 устанавливается на увеличение. На их выхо5 дах присутствует нулевой код. На счетный вход реверсивного счетчика 4 через мультиплексор 17 начинают поступать тактовые импульсы с опорного генератора 7. Код на выходе реверсивного счетчика 4 и соответ0 ственно сигнал на выходе цифроаналогового преобразователя 5 начинают линейно нарастать. Когда значение кода достигает определенного значения, на выходе первого дешифратора 13 вырабатывается им5 пульс.

Этот импульс через элемент ИЛИ 14 попадает на счетный вход дополнительного реверсивного счетчика 15, на выходе которого поязляется код единицы. Теперь на выход мультиплексора подается сигнал с

выхода первого делителя 18 частоты. На счетный вход счетчика 4 поступают тактовые импульсы с частотой, в два раза меньше первоначальной частоты. Это приводит к уменьшению скорости нарастания напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя 5. Аналогично происходит уменьшение скорости нарастания напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя при совпадении кодов во втором дешифраторе 21.

При появлении единицы, например, в 13-м разряде реверсивного счетчика 4 формирователь 12 импульса сброса производит обнуление реверсивных счетчиков 4 и 15, и цикл поиска повторяется.

При изменении направления счета, задаваемым первым компаратором 10, происходит изменение цифрового кода на выходах реверсивных счетчиков 4 и 15 в сторону уменьшения аналогично процессу, происходящему при прямом счете.

Отсюда следует, что введение схемы ли1 неаризации позволяет поддерживать постоянную среднюю скорость перестройки частоты управляемого генератора 6, что, в свою очередь, делает возможным оптимизировать полосу пропускания кольца подстройки. Полоса пропускания кольца подстройки определяется пиковым детектором как наиболее узкополосным элементом. Его полоса пропускания выбирается из того условия, что напряжение на выходе пикового детектора должно устанавливаться за время, в течение которого сигнал промежуточной частоты находится в полосе частотного дискриминатора при перестройке управляемого генератора 6, т.е. W

1йЛД

ки частоты. При нелинейном законе изменения частоты придется выбрать исходя из максимального значения скорости перестройки.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет обузить полосу пропускания кольца подстройки, что приводит к улучшению отношения сигнал/Шум и, как следстAU W

где W - скорость перестройвие, к повышению точности слежения за частотой.

Формула изобретения Устройство дискретной автоподстройки

частоты, содержащее последовательно соединенные входной смеситель, усилитель промежуточной частоты и частотный дискриминатор, последовательно соединенные

реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь и управляемый генератор, выход которого подключен к второму входу входного смесителя, последовательно соединенные опорный генератор и делитель

частоты с переменным коэффициент м деления, выход которого подключен к счетному входу реверсивного счетчика, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, между выходом реверсивного

счетчика и управляющим входом делителя частоты с переменным коэффициентом включены последовательно соединенные первый дешифратор, элемент ИЛИ и дополнительный реверсивный счетчик, второй дешифратор, включенный между выходом реверсивного счетчика и вторым входом элемента ИЛИ, последовательно соединенные детектор, первый компаратор и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй компаратор, включенный между выходом пикового детектора и вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, формирователь импульса сброса, включенный между выходом одного из разрядов реверсивного счетчика

и входом его сброса, элемент И и инвертирующий усилитель, при этом выход делителя частоты с переменным коэффициентом деления подключен к счетному входу реверсивного счетчика через элемент И, другой

вход которого подключен к выходу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход цифроаналогового преобразователя подключен к управляемому генератору через инвертирующий усилитель, выход первого компаратора подключей к знаковым входам реверсивных счетчиков, а выход формирователя импульса сброса подключен также к входу сброса дополнительного реверсивного счетчика.