Устройство автоматической подстройки частоты Советский патент 1975 года по МПК G01R23/00 

1

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано для повышения помехоустойчивости приборов, в частности цифровых вольтметров.

Известны различные системы автоподстройки частоты. Наиболее часто в цифровых вольтметрах используются системы фазовой автоподстройки частоты. Эти системы обладают важным преимуществом перед остальными известными системами: остаточная разность между эталонной и подстраиваемой частотами равна нулю.

Для известного устройства автоматической подстройки частоты характерна нелинейность (девиация мгновенного значения) частоты управляемого генератора в течение интервала измерения, что приводит к нелинейности шкалы цифрового вольтметра. Эта нелинейность вызвана пульсациями выходного напряжения фильтра, возникающими из-за недостаточной величины постоянной времени фильтра. При увеличении постоянной времени пульсации уменьшаются и снижается нелинейность частоты. Однако увеличение постоянной времени фильтра нежелательно, так как при этом снижается быстродействие системы и значительно сужается полоса схватывания (диапазон подстраиваемых частот).

Цель изобретения - уменьшение нелинейности частоты управляемого генератора без

уменьшения зоны схватывания и быстродействия системы автоподстройки частоты.

Это достигается тем, что в схему, представляющую собой замкнутую цепь из фазового

детектора, фильтра, управляемого генератора и делителя частоты, включены два параллельных канала, связывающих выход фильтра с входом управляемого генератора. Каждый канал содержит е.мкость памяти, подключенную

через входной ключ к выходу фильтра, а через выходной ключ - к входу управляемого генератора. При этом к выходу делителя частоты подсоединен триггер со счетным входом, прямой выход которого связан с управляющими цепями входного ключа одного канала и выходного ключа другого канала, а инверсный выход триггера связан с управляющими цепями двух остальных ключей. На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемого устройства автоматической подстройки частоты; на фиг. 2, а-г, представлены временные диаграммы работы устройства.

Предлагаемое устройство содержит фазовый детектор 1, выход которого соединен с

входом фильтра 2. Выход фильтра 2 связан с входом управляемого генератора 3 двумя параллельными каналами. Каждый канал состоит из емкости памяти 4 (или 5), подключенной к выходу фильтра 2 через входной

ключ 6 (или 7) и к входу управляемого генератора 3 через выходной ключ 8 (или 9). Выход управляемого генератора 3 соединен с выходом устройства и через делитель частоты 10 - с одним из входов фазового детектора 1. Другой вход фазового детектора включен на вход устройства. Кроме того, к выходу делителя частоты подключен триггер 11 со счетным входом, прямой выход которого соединен с управляюгцими цепями ключей б и 9, а инверсный вход триггера 11 соединен с управляющими цепями ключей 7 и 8.

На входы фазового детектора поступают сигналы двух частот: эталонной (с входа устройства) и подстраиваемой (с выхода делителя частоты 10). Выходной сигнал фазового детектора 1, усредненный фильтром 2, представляет собой функцию разности этих частот. В связи с конечной величиной постоянной времени фильтра 2 его выходное напряжение содержит пульсации, наложенные на постоянную составляющую (фиг. 2, а). Это напряжение поступает на ключи 6 и 7. В отрезок времени TI ключи 6 и 9, например, замкнуты, а 7 и 8 разомкнуты. Тогда напряжение с выхода фильтра 2 через замкнутый ключ 6 проходит на емкость памяти 4, которая следит за этим напряжением и фиксирует его значение в момент времени /i (фиг. 2, б). На вход управляемого генератора 3 в этот отрезок времени поступает постоянное напряжение, зафиксированное емкостью памяти 5. В отрезок времени Tz ключи 6 и 9 разомкнуты, ключи 7 и 8 замкнуты, и выходное напряжение фильтра 2 в момент времени /2 фиксируется емкостью памяти 5 (фиг. 2, в). В этот же отрезок времени напряжение, зафиксированное емкостью намяти 4 в предыдущий отрезок времени TI, поступает на вход управляемого генератора 3 (фиг. 2, б).

Таким образом, в любой отрезок времени на вход унравляемого генератора подается постоянное напряжение, лишенное пульсаций. Выходной сигнал управляемого генератора

через делитель 10 частоты подается на входы фазового детектора и триггера 11. Триггер управляет работой ключей 6-9 так, чтобы ключи 6 и 9 работали в противофазе с ключами

7 и 8.

По сравнению с известным предлагаемое устройство уменьшает нелинейность частоты управляемого генератора в 1000 раз, не уменьшая при этом полосы схватывапия и быстродействия системы.

Предмет изобретения

Устройство автоматической подстройки частоты, содержащее последовательно соединенные фазовый детектор, фильтр, управляемый генератор и делитель частоты, причем выход делителя частоты подключен к второму входу фазового детектора, отличающееся тем, что, с целью уменьшения нелинейности частоты управляемого генератора, оно снабжено двумя запоминающими устройствами, двумя входными ключами, дву.мя выходными ключами и триггером, причем первый входной и выходной ключи соединены последовательно, при этом вход первого входного ключа подключен к выходу фильтра, а выход первого выходного ключа - к входу управляемого генератора, второй входной и выходной ключи

также соединены последовательно так, что вход второго входного ключа подключен к выходу фильтра и выход второго выходного ключа - к входу управляе.мого генератора, при этом управляющие входы первого входного и

второго выходного ключей, а также второго входного и первого выходного ключей объединены и подключены соответственно к первому и второму выходам триггера, вход которого подключен к выходу делителя частоты, причем первое и второе запоминающие устройства включены соответственно между выходами первого п второго входных ключей, и корпусом устройства.

Выход

г

,

Т,

Т2

t