Умножитель частоты Советский патент 1974 года по МПК G06G7/16 

1

Предлагаемое изобретение, относится к области автоматического регулирования частоты с помощью системы ш шульсно-фазовой автоподстройки и может быть использовано в импульсных системах, при умножении частоты в широком диапазоне в целое число раз и с высоким быстродействием, а также в других системах, использущих синхронизацию выходной частоты по опорному сигналу.

Известен умножитель частоты, содержащий преобразователь периоднапряжение, управляемый генератор, делитель в цепи обратной связи и фазовый компаратор.

Недостаток известного умножителя заключается в том, что сведение фазовой ошибки к нулю в таком исполнении является задачей, технически не осуществимой из-за предъявления невыполнимых требований к чувствительности, линейшости и стабильности отдельных узлов умножителя, а именно, преобразователю период-напряжение , управляемому генератору и фазовому компаратору.

5 Цель изобретения - исключение фазовой ошибки между опорной частотой и частотой управляемого генератора при сохранении широкополосности умножителя.

0 Для достижения этого в кольцо автоподстройки вводится астатическое звено, при этом вход управляемого генератора соединен с выходом преобразователя период-напря5 жение через сумматор, другой вход которого подключен к выходу астатического звена, входы астатического звена соединены соответственно с выходами счетного триггера и

0 фазового компаратора.

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого умножителя; временные диаграммы, поясняющие работу устройства и устранение фазовой

5 ошибки, представлены на фиг.2. Широкополосный быстродействующий умножитель частоты содержит триггер I, соединенный со входом преобразователя 2 период-гнапряжени, с выхода которого напряжение пр{)лорциональное удвоенному периоду.входной частоты, через сумиафор 3 поступает на вход управляемого генератора 4, который выполнен как генератор управляемого периода. Им пульсы с выхода управляемого генератора поступают на вход делителя частоты 5 и с выхода последнего на рдин из входов фазового компара тора 6. На второй вход фазового компаратора поступают импульсы с выхода триггера Корректирующий сигнал с выхода компаратора б поступает на второй вход преобразователя 2, Астатическое звено 7 соединено одним из входов с выходом триггера I, вторым входом - с выходом фазового компаратора 6, а выход его соединен с одним из входов сумматора 3, Работает схема следующим образом. Импульсы входного сигнала с периодом Твх поступают на вход триггера I (фиг.2а). Меандр с выхода триггера (фиг.2б) поступает на входы: преобразователя 2 периода в напряжение, фазового компаратора б и астатического звена 7. По переднему фронту меандра (фиг.2б) запускается преобразователь 2 (фиг.в) и фазовый компаратор 6 (фиГ.2г). В преобразователе 2 напряжение начинает нарастать с крутизной Si (фиг.2в), а фазовый компаратор 6 устанавливается в состояние О. Ь момент прихода импульса обратной связи (фиг.2д) фазовый компаратор 6 устанавливается в состояние I (фиг.2г), а крутизна преобразователя 2 изменяется на §2 (фиг.2в). По следующему переднему фронту меандра преобразователь 2 сбрасывается на нуль, запоминая перед этим напряжение UT (фиг.2в) - напряжение на выходе преобразователя 2, пропорциональное разности фаз сигналов, сравниваемых на фазовом компараторе 6. При этом фазовый компа атор 6 устанавливается в состояние О (фиг 2г). Если бы в системе не было астатического звена 7, то в ней уста новился бы режим синхронизма с раз ностью фаз Sz-Sa- где Т - удвоен ный период входного сигнала; Та время нарастания напряжения в преобразователе 2 с крутизной За (фиг.2в). В предложенном умножителе на один вход астатического звена 7 поступает меандр с выхода триггера I, а на другой - сигнал с выхода фазового компаратора 6. В астатическом звене 7 сравнивается длительность меандра с длительностью сигнала, поступающего с выхода компаратора б (фиг.2е,ж), и на выходе звена 7 (фиг.2з). напряжение будет уменьщаться или увеличиваться на величину , пропорциональную разности длительностей J меандра и импульса с выхода компаратора б (фиг.2ж) и через сумматор 3 воздействовать на управляемый генератор 4 до тех пор, пока AlC не станет равно нулю. Синхронно изменится напряжение на выходе преобразователя S на величину All-r д Ut (фиг.2в). Как только дТ станет равно нулю, переходный процесс закончится и в системе установится режим синхронизма. Как видно из диаграмлзы (фиг.2), при введении в систему астатического звена 7 разность фаз в углноЕителе останется постоянной по всей полосе-Удержания, т.е. фазовая ошибка полностью устраняется и система приобретает астатизм 2-го порядка. Таким образом, на астатическое ззено каждый период поступают два импульса с нулевой фазой между передними фронтами: импульсы с выхода фазового компаратора б и импульсы с выхода триггера: I. Если между длительностями этих импульсов существует рассогласование, т.е. разовая ошибка между задними фронтами, то на выходе астатического звена напряжение в течение одного периода изменится настолько, насколько требуется скорректировать §азу управляемого генератора, чтоы сравнять длительности импульсов Очевидно, чтх) в установившемся режиме разность фаз между частотой управляемого генератора и опорной частотой равна I8Q , а фазовая ошибка при перестройке опорной частоты в пределах полосы синхронизма равна нулю, что эквивалентно введению в систему астатизма второго порядка. ПРЕДМЕТ ИЗОЕРЕ1:ЕНИЯ Умножитель частоты содержащий преобразователь - период-напряженив первый вход которого соединен с источником опорной частоты через счетный триггер и с одним входом фазового компаратора, другой вход которого подключен к выходу управляемого генератора через делитель частоты, а его выход подключен ко второму входу преобразователя период-напряжение, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он сумматор и астатическое звено, при этом вход управляемого генератора соединен с выходом преобразователя период-напряжение через сумматор, другой вход которого подключен к выходу астатического звен а, входы астатического звена соединены соответственно с выходами, счетного триггера и фазового компаратора.

ffyU9 1