УСТРОЙСТВО ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫГЕНЕРАТОРА Советский патент 1969 года по МПК H03L7/81 

Изобретение относится к области связи с помощью высокочастотных электромагнитных колебаний и может быть использовано в системах фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) различного назначения.

Известны устройства фазовой автоподстройки частоты, содержащие фазовый модулятор.

Предлагаемое устройство отличается тем, что фазовый модулятор включен между выходом фазового детекто:ра и одним из его входов непосредственно или через безынерционный усилитель.

Такое включение фазового модулятора, управляемого выходным напряжением фазового детектора, позволяет расширить полосу схватывания .при сохранении высокой помехоустойчивости.

Иа чертеже представлен один из вариантов блок-схемы устройства ФАПЧ.

Устройство содержит эталонный генератор /, фазовый модулятор 2, фазовый детектор 3, безынерционный усилитель 4, фильтр нижних частот 5, управляющий элемент 6, подстраиваемый генератор 7 и полосовой усилитель 8.

Устройство ФАПЧ может работать с элементами запаздывания в цепи обратной связи (полосовыми усилителями, умножителями частоты и т. п.) или без них, поэтому полосовой усилитель на чертеже показан пунктиром.

Безынерционный усилитель 4 на чертеже показан лунктиром -потому, что коэффициент усиления цепи обратной связи .фазовый детектор - фазовый модулятор может быть больше единицы и лри отсутствии безынерционного усилителя при достаточно большой крутизне фазового модулятора 2.

Известно, что при наличии фильтра .нижних частот на выходе фазового детектора полоса схватывания QC системы ФАПЧ всегда меньше полосы удержания Qy , т. е.

Йе

.

QV

Сужение полосы пропускания фильтра нижних частот, необходимое как для уменьшения шумовой полосы системы ФАПЧ при наличии помех, так и для обеспечения устойчивости систе.мы в режиме удержания при наличии элементов запаздывания, приводит к уменьшению полосы схватывания. Объясняется это тем, что при больших начальных расстройках выходное напряжение фазового детектора практически не содержит постоянной составляющей, а переменная составляющая достаточно высокой частоты биений почти не проходит-через фильтр нижних частот и не может вызвать сушественного подстраиваюДля увеличения полосы схватывания при узкой лолосе пропускания фильтра нижних частот 5 и системы ФАПЧ в целом необходимо, чтобы в режиме биений выходное напряжение фазового детектора 3 содержало постоянную составляющую достаточной величины, знак которой зависел бы от знака расстройки. Этого можно достичь применением фазового детектора с неоднозначной статической характеристикой. С этой целью фазовый детектор охватывают дополнительным кольцом безынерционной обратной связи с коэффициентом усиления больше единицы, для чего в цепь одного из входов фазового детектора 3 включают фазовый модулятор 2, управляемый выходным напряжением фазового детектора непосредственно или через безынерционный усилитель 4.

После включения системы ФАПЧ в случае положительной начальной расстройки разность фаз непрерывно увеличивается и в выходном напряжении фазового детектора, охваченного обратной связью, появится постоянная составляющая F, не зависящая от полосы пропускания фильтра нижлих частот, величины запаздывания и начальной расстройки.

После появления постоянной составляющей в результате переходного продесса. в фильтре нижних частот 5 начинает изменяться напряжение на входе уиравляющего элемента 6, вызывая компенсацию начальной расстройки. Если в процессе изменения частоты подстраиваемого генератора текущая расстройка Q становится меньше некоторой критической величины QKP, происходит схватывание и система ФАПЧ переходит в режим удержания. Так как с течением времени напряжение на входе управляющего элемента может достигнуть значения F, полоса схватывания определяется уравнением

-- кр Т уз ot

Т. е. всегда больше произведения SygF, где 5уэ-крутизна управляющего элемента.

В случае отрицательной начальной расстройки знак ПОСТОЯННОЙ составляющей нанряжения.Т-о изменится на -противоиоложный, при этом все Процессы .протекают так же, как и при положительной начальной расстройке.

Таким образом, независимо от параметров фильтра нижних частот и величины запаздывания заданная полоса схватывания всегда может быть гарантирована соответствующим выбором произведения При этом передаточная функция фильтра может быть выбрана только исходя из требований фильтрации и динамики системы ФАПЧ в режиме удержания.

Предмет изобретения

Устройство фазовой автонодстройки частоты генератора, содержащее фазовый модулятор, включенный в цеиь одного из входов фазового детектора, отличающееся тем, что, с целью расщирения полосы схватывания, фазовый детектор обхвачен дополнительным кольцом обратной связи с коэффициентом передачи, большим единицы, для чего напряжение управления фазовым модулятором подано на него с выхода фазового детектора непосредственно или через безынерционный усилитель.