Цифровой фазовый детектор Советский патент 1975 года по МПК H03K13/02 

На сриг. 1 представлена структурная схема предлагаемого детектора; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие принцип его действия. Цифровой фазовый детектор содержит двухпозиционный переключатель 1, фильтры 2 и 3, усилители 4 и 5, нуль-органы 6 и 7, блок управления 8, счетчик циклов 9, электронный ключ 10, генератор импульсов II, реверсивный счетчик фазы 12, схему «И 13, триггер зпака 14, схемы переноса 15 и 16, схему «ИЛИ 17, регистр фазы 18, преобразователь код-иапрянсение 19, цифровой фазоуказатель 20, содержащий схему «ИЛИ 21, триггеры 22 и 23 и три схемы «И 24, 25, 26, схему «ИЛИ 27, электронный ключ 28, сумматор 29, триггер реверса 30 и схему перепоса 31. Предлагаемый детектор работает следующим образом. Пусть мгновеп1п 1е значения фазы не превышают 2, тогда в начальный момент двухпозидноипый переключатель 1 находится в одпом из состояний, например, соответствующем режиму измерепий, когда па вход детектора подаются оба сигнала MI () и «2(0 Первый из этих сигиалов проходит через фильтр 2, усилитель 4 и поступает па иульоргаи 6. Второй сигнал пгюходит через фильтр 3, усилитель 5 и поступает па иульоргаи 7. Выходные импульсы пуль-оргапов 6 п 7 поступают па блок управления 8, ;i 1и 1ходные имнульсы )1уль-орга11а 6, кроме того, - на счетчик циклов S. Если сигнал нуль-органа 6 считать ouopiibiM. то блок управления В по этому спгпалу открг.щаст электроищл ключ 10 и илгпу.пьсы образцовой часто11 1 с геператора П проходят па счетч1п фазы 12. По сигналу иуль-органа 7 блок управления 8 закрывает к.мюч 10, ирекранитя поступлеине импульсоу с генератора 11 п;; счетчик 12. Так схема работает в Teneime /, ц1И{лов, причем /; выбпрается нз услопня где п - кратность частоты w п основной гармопики 1 модулирующей чаетоты; т - иолож 1тельпое пелое число, выбираемое в зависимости от сиектральпого состава помех, ирисутствуюп.их во входных сигпалах. Если объем :V счетчика фазы 12 выбрать равиым Л 77.;А . 360° (;j. -число и.мпульсов на Г), то к моменту окоичания п циклов измерения в нем будет зафиксировано iv,- Л -f N.. уУог где Л .,, - код, нропорциопальпый постоянной составляющей фг.. -код, нропорциоиальиый фазовой uOi-ротпностн Af , вызываемой нендептичностыо хара ггеристик фильтров, усилителей и иуль-оргапов. После этого на выходе счетчика пиклов 9 появляется имиульс иереполиеиня, который поступает в блок управлепия 8, а тот, в свою очередь, пееводит переключатель 1 в режим коррекии, когда па фи.льтры 2 и 3 иост}т ает одии тот же сигнал tii(t, и устанавливает счетик фазы 12 в режим 1зычитапия. Следуюие я циклов схема работает аналогично, и средиениое число имнульсов, поступаюни- х в четчик фазы 12, равно Лд.,; . Число имггульеоБ Лд., постунает в ечетчик 12 на вычитание, и в результате в ием останется чис.то имульеов Л„. Если окажется, что ;V,5 180°, сигнал на выходе схемы «П 13 не формируется и триггер знака 14 остается D исходном состояг-ни1. Если же окажется, что п-.-180°, на выходе схемы «И 13 формируется сигнал, онрокидьшаюцип триггер зпакаИ-. В зависимости от состояния триггера знака 14 к работе нодготавливаетея либо переноса 15, иодключенная к одним выходал триггеров ечетчика фазы 12, либо ехема перепоса 16, иодключенная к выходам трщ геров счетчика фазы 12. При иоступлепии иа схемы переноса 15 и 16 с выхода счетчика циклов 9 сигнала, соответствующего окончапию цикла коррекции, иря.мой или дополиптельный код из счетчика фаз,1 12 через схел1ы переноса 15 нлн 16 и заьикчагости от величины 2)0 (ro i80- или ) и схему «ИЛР1 17 вводится н регистр фазы 18. К регистру фазы 18 иодключеи форгинруощип и;;пряжепне, проиорпио.чальиое коду ,. , а следовательно, и фазовому сдвигу -ij, иреобразоватсль код-иапряжеше 19. Знак ;п ходпо Ч) напряжения преобразователя код-н;;пряжение 19 оиределяетея триггером 14. Если а процессе измерения JHICIOT место нре.пяшения .мгновепныл значениями фазы всл11чг1ны 2. то встуиает в работу ццфрово фазоуказ;1тель 20. оиределяющий число таких npeinJnicinni, к cooTBeTCTiinn с которы.ми ;; счетчик фаз1л 12 вводится соот ;етстзу1ои{ая нонран ;а. Па вреMennoii днагрллпс {сд;. фпг. 2) ггоказашл выходные имиульсы и ль-ор1аио| G и 7 Иц, LJ-2i. Пмиульсы с выхода нуль-оргапон 5 п 7 подаются через схему «ПЛР 2; иа счетгпяй вход триггера 22 и на раздельные трнггера 23. При иоследо1:ательиол поступлси г двух импул. е пыхо.та одп(;го п того ;к иуль-органа. nj-npiniep буз Ji 6;л с выхода иуль-органа 6, или IJoa-i) и б-Ч; с выхода пуль-органа 7, второй из тих импульсов (в даипом случае L., и Lj/) триггеро.м 23 не воспринимается. Исходное состояние трьтгсров 22 и 23 выбирается таким, что иа схему «И 24 постуи ают олли аковые но гровпго cniпалы п на ее г ыходе имеется сьмигм, а на «И 25 п 26 поступаю: рг:3ные но уровню сигналы н ла их выходах силгалы отсутствуют. В зависп-.гости от БК./ЮЧСпия фазового детектора возможи1) два осжн.ма работы нифрового фазоуказателк 20. В первом режнлю устройство работает, когда первы.лп-1 повторяются имиульсы с вьгкода оиорпого п} ль-оргапа 6. Тогда с гр11ходом ид пульса 6i4 появляется сигнал на выходе схемы «И 25 и с некоторым запаздыванием, с приходом импульса - сигнал на выходе схемы «И 26. Опережающий сигнал схемы «И 25, во-первых, через схему «ИЛИ 27 закрывает ключ 28 и запрещает прохоладение сигнала схемы «И 26 на сумматор 29, и вовторых, записывается в сумматор 29 на суммирование. В дальнейшем с приходом каждого импульса из числа t/is, ..., f/i; на выходе схемы «И 25 формируется сигнал, фиксируе.мый сумматором 29. С приходом импульса Uzi согласованная триггеров 22 и 23 нарущается, и сигналы на выходе схемы «И 25 не формируются. Число импульсов, зафиксированное в сумматоре 29, равно /. Для рассматриваемого случая t i - 3. В другом режиме фазоуказатель 20 работает, когда первыми появляются импульсы с нуль-органа 7. т. е. когда измерения начинаются в пролгсжутке между импульсами f/is и Un. В этом случае количество ошибочных измерений равно / п - /, где / - число ицклов измереннй, прошедших до момента появления импульса Uzi; I - число циклов измерений прошедших после появления импульса Uzi. В этом режиме первым появляется сигнал на выходе схемы «И 26 в момент поступления импульса f/2; - Этот сигнал через открытый в исходном состоянии ключ 28 вводит в сумматор 29 число п и устанавливает его посредством триггера реверса 30 на вычитание. Этим же импульсом посредством схемы «ИЛИ 27 электронный ключ 28 закрывается. Импульсы, формируемые после этого на выходе схемы «И 25 в моменты поступления с нуль-органа 6 импульсов la-M), ..., С/1Л, записываются в сумматор 29 на вычитание. После выполнения п циклов измерения в сумматоре будет записано число / п - Г, в соответствии с которым в счетчик фазы 12 необходимо ввести поправку /-360°. Ввод поправки осуществляется с иомощью схем переноса 31, соединяющих поразрядно сумматор 29 со счетчиком фазы 12. Причем ввод показаний / сумматора 29 в счетчик 12 осуществляется со сдвигом 360 Этот ввод производится по сигналу, поступающему со счетчика циклов 9 на импульсные входы схем переноса 31. Для возвращения в исходное состояние сумматора 29 и ключа 28 служит схема «И 24, сигнал на выходе которой формируется при правильном измерении фазовых сдвигов. Этот сигнал устанавливает сумматор 29 в режим

суммирования и электронный ключ 28 в открытое состояние.

Предмет изобретения

Цифровой фазовый детектор, содержащий двухпозиционный переключатель, два фильтра, два усилителя, два нуль-органа, блок управления, счетчик циклов, электронный ключ, генератор импульсов, реверсивный

счетчик фазы, причем входы двухпозиционного переключателя соединены с источниками входных сигналов, а его выход через первый фильтр, первый усилитель и первый нуль-орган соединен с блоком управления, вход второго фильтра соединен с первым источником входного сигнала, а его выход через второй усилитель и второй нуль-орган соединен с блоком управления, первый выход которого соединен с двухпозиционным переключателем,

а второй - через электронный ключ, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, - с первым входом реверсивного счетчика фазы, второй вход которого подключен к третьему выходу блока управления, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей детектора, в него введены нреобразователь код-напряжение, регистр фазы, первая схема «ИЛИ, две схемы переноса, первая схема

«И, триггер знака, вторая схема «ИЛИ, второй электронный ключ, сумматор, триггер реверса, третья схема иереноса и цифровой фазоуказатель, состоящий из третьей схемы «ИЛИ, двух триггеров и трех «И,

нриче: 1 входы третьей схемы «ИЛИ и нервого триггера соединены с выходами нуль-органов, а выход третьей схемы «ИЛИ соединен со вторым триггером, выходы которого соединены с первыми входами трех схем «И,

вторые входы которых подключены к выходу первого триггера; вход преобразователя коднапряжение через регистр фазы, первую схему «ИЛИ, первую схему переноса, один вход которой соединен с выходом счетчика

циклов, триггер знака, второй выход которого подключен ко второй схеме переноса, и первую схему «И подключен к первому выходу реверсивного счетчика фазы, второй выход которого через вторую схему переноса подключей к первой схеме «ИЛИ, третий вход реверсивного счетчика фазы через третью схему переноса, сумматор, триггер реверса и второй электронный ключ соединен со схемой «И цифрового фазоуказателя.

1

Ll,j

u Iu

3 L j L -, t) i

Swxo нуль-органа/

У1

i:%-r..

- Л:,-- ii-iiJ