Генератор опорной частоты Советский патент 1992 года по МПК H03K3/64 

(Л

С

Изобретение может быть использовано в системах передачи информации с фазовой манипуляцией. Целью изобретения является повышение точности формирования частоты и расширение области применения за счет использования генератора в качестве фазового детектора. Цель достигается тем, что в генератор опорной частоты введены счетчик 18 импульсов, программируемый счетчик 16 импульсов, регистр 19,дешифратор 14, триггеры 5, 13, 17, инверторы 7. 20. делитель частоты 10, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11, формирователь 21 импульсов. Генератор также содержит кварцевый генератор 8, делитель 9 частоты, триггер 4, формирователь импульсов 2, регистр сдвига 6, элементы И 15, 22. 2 ил.

-ч ел

00 00

Јь

Фиг /

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться в системах передачи информации с фазовой манипуляцией.

Цель изобретения - повышение точности формирования частоты и расширение области применения за счет использования генератора в качестве фазового детектора. На чертеже представлена функциональная схема генератора опорной частоты.

Генератор опорной частоты содержит сходную шину 1, соединенную через первый формирователь 2 импульсов с вторыми входами первого счетчика 3 импульсов, первого триггера 4, второго триггера 5, с первым входом регистра б сдвига и входом первого инвертора 7, кварцевый генератор 8, выход которого подключен к первому входу первого счетчика 3 через первый делитель 9 частоты и к первому входу второго делителя 10 частоты непосредственно элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11, входы которого подключены соответственно к выходам регистра 6 сдвига, второй счетчик 12 импульсов, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу первого триггера 4 и к выходу второго триггера 5 и ко второму входу регистра 6 и первому входу четвертого триггера 13. дешифратор 14, входы которого подключены к выходам второго счетчика 12 импульсов, первый элемент И 15, выход которого соединен с вторым входом четвертого триггера 13, а первый, второй, третий, четвертый и пятый входы первого элемента И 15, подключены соответственно к второму выходу дешифратора 14, к выходу первого инвертора 7, к второму выходу программируемого счетчика 1G импульсов, к выходу третьего триггера 17, к выходу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11, третий счетчик 18, импульсов, выходы которого подключены ко входам регистра 19, а входы счетчика 18 подключены к выходу делителя частоты 10, и к выходу второго инвертора 20, второй формирователь 21 импульсов (по срезу), вход которого соединен с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11 и входам второго инвертора

20,второй элемент И 22, первый вход которого соединен с выходом формирователя

21,второй вход соединен с первым выходом дешифратора 14, а выход соединен с вторыми входами третьего триггера 17 и программируемого счетчика 16, первый выход которого подключен к первому входу третьего триггера 17. другие входы программируемого счетчика 16 подключены к выходам регистра 19, первый и второй выходы первого счетчика 3 соединены с первыми входами соответственно первого и второго

триггеров 4 и 5, выход кварцевого генератора 8 соединен также с первым входом программируемого счетчика 16.

Делитель 9, счетчик 3, триггеры 4 и 5,

счетчик 12 и дешифратор 14 образуют в совокупности дешифратор кодовых импульсов.

Работа генератора, поясняется времен0 ной диаграммой на фиг. 2 происходит следующим образом.

На шину 1 из приемного устройства (не показано) поступает кодовый сигнал, представляющий собой импульсы переменного

5 тока, разделенные в каждом цикле длинным интервалом. Формирователь 2 преобразует кодовые импульсы в пачки прямоугольных импульсов, следующих в каждой пачке с частотой сигнального тока. При этом импуль0 сы, следующие из формирователя 2, поступая на входы счетчика 3, триггеров 4 и 5, непрерывно сбрасывают эти элементы. В наступившем коротком интервале счетчик 3 успевает заполниться импульсами, поступа5 ющими из генератора 8 через делитель 9 на другой его вход, до такой степени, что на одном из его выходов появляется сигнал, под действием которого триггер 4 взводится. При поступлении второго кодового им0 пульса триггер 4 сбрасывается. Таким образом, на выходе триггера 4 формируются прямоугольные импульсы, соответствующие поступающим на шину 1 кодовым импульсам переменного тока. Импульсы с

5 выхода триггера 4 поступают на вход счетчика 12. По мере поступления кодовых импульсов на соответствующих выходах дешифратора 14 появляются сигналы. Так при приеме первого кодового импульса сиг0 нал выделяется на втором выходе дешифратора 14, при приеме второго кодового импульса - на первом выходе дешифратора 14. При поступлении длинного кодового интервала счетчик 3 заполняется до такой сте5 пени, что на его другом выходе появляется сигнал, под действием которого взводится триггер 5, что в свою очередь приводит к сбросу счетчика 12 и регистра сдвига 6. С поступлением кодового импульса следую0 щего цикла на один вход регистра сдвига 6 поступает серия импульсов, при этом с поступлением, например, третьего импульса на одном выходе сдвигающего регистра 6 устанавливается единичный сигнал. Это

55 приводит к установлению на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11 и О на выходе инвертора 20. С поступлением, например, шестого импульса 1 устанавливается и на другом выходе сдвигающего

регистра 6, что приводит к прекращению

действия 1 на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11.

Таким образом, при приеме кодового импульса на выходе элемента 11 вырабатывается единичный импульс (на выходе элемента 20 - нулевой), длительностью в данном случае ЗТ, где Т - период сигнального тока. При этом данный импульс формируется в момент времени, когда отсутствует искажение кодового импульса, связанные с влиянием переходных процессов приемном устройстве. Когда на втором входе счетчика 18 установится нулевой потенциал, то этот счетчик 18 получает возможность воспринимать импульсы из генератора 8 через делитель 10 частоты, в данном случае имеющий коэффициент деления N 6, Таким образом, в счетчик 18 записывается длительность половины периода сигнального тока с дискретной точностью, определяемой частотой кварцевого генератора 8. После этого формирователь 21 вырабатывает короткий импульс, под действием которого в регистр 19 заносится содержимое счетчика 18. Кроме того этот импульс через элемент И 22 осуществляет сброс программируемого счетчика 16 и третьего триггера 17. являющегося выходным триггером опорного генератора. Таким образом, происходит фазировка колебаний опорного генератора, причем эта фазировка производится только в момент приема первого кодового импульса, когда на другом выходе дешифратора 14 действует сигнал. Затем программируемый счетчик 16 получает импульсы из генератора 8 и при каждом заполнении воздействует на триггер 17, на выходе которого, таким образом, создаются непрерывные колебания опорной частоты, служащие затем для определе- ния фазы несущей и в последующих кодовых импульсах.

В дальнейшем частота принимаемого сигнала может изменяться, поэтому при получении остальных кодовых импульсов цикла производится подстройка частоты. Так, при приеме второго кодового импульса на выходе инвертора 20 вновь возникает нулевой импульс и счетчик 18 опять воспринимает импульсы из делителя Ю.Затем новое значение длительности полупериода колебаний опорного генератора переносится в регистр 19. Следующая корректировка частоты опорного генератора производится при приеме третьего кодового импульса (соответствующие элементы не показаны). Таким образом, подстройка фазы производится при приеме первого кодового импульса, а подстройка астоты производится в каждом кодовом импульсе.

Проверка фазы несущей кодового импульса (т.е. работа генератора в качестве фазового детектора) производится след/ю- щим образом. Всякий раз пр . ,TIU I.C ши 5 программируемого счетчика 13 нзполсзину на одноти выходе этого счетчика появляется единичный импульс, т.е. фронт этого импульса приходится примерно на середину каждого импульса колебаний опорного ге- 10 нератора. При приеме второго кодового импульса на одном выходе дешифратора 14 устанавливается 1 и кроме того примерно в середине кодового импульса 1 установится также и на выходе элемента ИСКЛЮ5 ЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11. Таким образом, на всех входах, кроме второго, элемента И 15 устанавливается единичный потенциал.

Если фаза несущей принимаемого второго кодового импульса совпадает с фазой

0 опорного генератора, то колебания на выходах инвертора 7 и триггера 17 сдвинуты по фазе относительно друг друга на 180 и сигнал на выходе элемента И 15 равен О, триггер 13 в этом случае также находится в

5 нулевом состоянии. Однако, если фаза несущей второго кодового импульса повернута . на 180 по отношению к колебаниям опорного генератора, то на выходе элемента И 15 возникают единичные импульсы, кото0 рые фронтом взводят триггер 13. В наступившем затем длинном кодовом интервале триггер 13 сбрасывается.

Таким образом, в случае приема кодового сигнала желтого или зеленою огня триг5 гер 13 сбрасывает, если фаза колебаний второго кодового импульса повернута на 180° (обратная фаза), в противном случае триггер 13 не срабатывает.

Данный генератор опорной частоты Б

0 отличие от прототипа обладает большей точностью подстройки частоты и выявляет фазу несущей информационных импульсов. Эффект достигается за счет повышения надежности систем передачи информации с

5 фазовой манипуляцией, Б частности, усг ройств автоматической локомотивной си(- нализацки числового кода с использованием фазового признака. Формула изобретения

0 Генератор опорной частоты, содержащий кварцевый генератор, первый делитель частоты, выход которого подключен к первому входу первого счетчика импульсов, второй счетчик импульсов, пер5 вый формирователь импульсов, первый триггер, регистр сдвига, переый и второй элементы И. отличаю щи и с я тек, что, с целью повышения точности и п,- :Р лрэни -, области применения, в него вреде Hi1 трепли счетчик импульсов, программируемый счетчик импульсов, регистр, дешифратор, второй, третий и четвертый триггеры, первый и второй инверторы, второй делитель частоты и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. и второй формирователь импульсов, причем выход кварцевого генератора подключен к входу первого делителя частоты, к первому входу второго делителя, частоты и к первому входу программируемого счетчика импульсов, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И и первым входом третьего триггера, второй вход которого соединен с первым выходом программируемого счетчика импульсов, при этом выход первого формирователя импульсов подключен к первому входу регистра сдвига, к входу первого инвертора и к вторым входам первого и второго триггеров и первого счетчика импульсов, первый и второй выходы которого соответственно соединены с первыми входами первого и второго триггеров, выход первого триггера соединен с первым входом второго счетчика импульсов, второй вход которого соединен с выходом второго триггера, с вторым входом регистра сдвига и с первым входом четвертого триггера, втоSb X ЗА 2 /1

3

рой вход которого соединен с выходом первого элемента И, первый вход которого подключен к второму входу дешифратора, первый вход которого соединен с вторым

входом второго элемента И, первый вход которого подключен к входу регистра и через второй формирователь импульсов к выходу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входу второго инвертора и к пятому входу

первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого инвертора, а третий и четвертый входы первого элемента И соединены соответственно с выходами третьего триггера и с вторым выходом программируемого счетчика импульсов, входы которого подключены к выходам регистра, входы которого соединены с выходами третьего счетчика импульсов, первый вход которого соединен с выходом второго делителя частоты, второй вход которого подключен к второму входу третьего счетчика импульсов и к выходу второго инвертора, выходы второго счетчика импульсов соединены с входами дешифратора, выходы регистра сдвига подключены к входам элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.