Фазовый детектор Советский патент 1977 года по МПК H03D3/20 

1

Изобретение относится к радиотехнике.

Известен фазовый детектор, содержащий триггер, на первый вход которого через формирователь прямоугольных импульсов подан входной сигнал, а на второй вход - опорный сигнал, который также подан на вход первого формирователя импульсов, выход которого через первый элемент НЕ соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого через второй формирователь импульсов соединен с первым выходом триггера 1.

Однако известный фазовый детектор имеет линейный участок характеристики только до 720° (±360°)

Цель изобретения - расширение линейного участка характеристики до 360°п, где , 2...

Для этого в фазовый детектор, содержащий триггер, на первый вход которого через формирователь прямоугольных импульсов подан входной сигнал, а на второй вход - опорный сигнал, который также подан на вход первого формирователя импульсов, выход которого через первый элемент НЕ соединенс первым входом первого элемента И, второй вход которого через второй формирователь импульсов соединен с первым выходом триггера, введены последовательно соединенные третий формирователь импульсов, второй элемент НЕ и второй элемент И, реверсивный счетчик, выходы которого через введенный дешифратор

соединены с первыми входами введенного блока ключей, другие входы которого соединены с источником питания, а выходы блока ключей соединены с соответствующими входами введенного сумматора, причем второй вход второго элемента И через введенный четвертый формирователь импульсов соединен с вторым выходом триггера, который соединен также через введенную интегрирующую цепь с входом сумматора, а выходы дешифратора соединены с третьими входами второго и первого элементов И, выходы которых соединены с входами реверсивного счетчика, а вход третьего формирователя импульсов соединен с первым входом триггера.

На чертеже приведена функциональная схема фазового детектора.

Фазовый детектор содержит триггер 1, на первый вход которого через формирователь 2 прямоугольных импульсов подан входной сигнал, а на второй вход - опорный сигнал, который также подан на вход первого формирователя 3 импульсов, выход которого через первый элемент НЕ 4 соединен с первым входом первого элемента И 5, второй вход которого через второй формирователь 6 импульсов соединен с первым выходом триггера 1, последовательно соединенные третий формирователь 7 импульсов, второй элемент НЕ 8 и второй элемент И 9, а также четвертый

формирователь 10 импульсов, интегрирующую цепь 11 и реверсивный счетчик 12, выходы которого через лтешифратор 13 соедииены с первыми входами блока 14 ключей 15, другие входы которого соединены с источником питания 16, а выходы блока 14 ключей 15 соединены с соответствующими входами сумматора 17, причем второй вход второго элемента И 9 через четвертый формирователь 10 импульсов соединен с вторым выходом триггера 1, который соединен также через интегрирующую цепь 11 с входом сумматора 17, а выходы дешифратора 13 соединены с третьими входами второго и первого элементов И 9 и 5, выходы которых соединены с входами реверсивного счетчика 12, а вход третьего формирователя 7 импульсов соединен с первым входом триггера 1.

Фазовый детектор работает следующим образом.

Входиой фазомодулированный сигнал Uc(t) Ucsm(i)t-(f(t) подается на формирователь 2 прямоугольных иимпульсОВ, где он ограничивается и преобразуется в прямоугольные импульсы по переходам через нуль. Выходные импульсы подаются на первый вход триггера 1, на второй вход которого подается опорный сигнал, сформированный в прямоугольные импульсы. Триггер 1 иреобразует разность фаз -входного фазомодулированного и опорного сигналов в длительность импульсов. Интегрирующая цепь 11 выделяет постоянную составляющую, величина которой пропорциональна разности фаз.

При разности фаз входного фазомодулированного и опорного сигналов в пределах О-360° на каждый импульс с формирователя 2 при нарастании закона фазовой модуляции ф{) следует переброс триггера 1. При заходе закопа фазовой модуляции ф{) за пределы О-360° триггер 1 после переброса импульсом опорного сигнала последующим импульсом входного фазомодулированного сигнала с формирователя 2 ие перебрасывается. Выходные импульсы формирователя 2 и соответствующие им перебросы триггера 1 преобразуются формирователями 7 и 10 соответственно в короткие импульсы. Длительность импульса с формирователя 10 больще или равна длительности импульса с формирователя 7. Выходные импульсы с формирователя 7, проходя через элемент НЕ 8 совместно с импульсами с формирователя 10, подаются на элемент И 9 и при разрещающем сигнале иа третьем входе элемента PI 9 проходят его. Следовательно, импульс входного сигнала, который не вызвал переброса триггера 1, выделяется элементом И 9 и поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 12. При убывании закона фазовой модуляции происходит пропуск импульса опорного сигнала при заходе за пределы О-360°. Этот «пропущенный импульс выделяется аналогичным образом. Формирователь 6 аналогичен формирователю 10, формипователь 3 - формирователю 7. Выходные

импульсы формирователя 3, проходя через элемент НЕ 4 совместно с импульсами формирователя 6, подаются на элемент И 5 и при разрещающем сигнале на третьем входе элемента И 5 проходят его, то есть тот импульс опорного сигнала, который не вызвал переброса триггера 1, выделяется элементом 5 и поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 12. Все состояния реверсивного счетчика 12 регистрируются дешифратором 13, на входы которого подаются сигналы со всех разрядов реверсивного счетчика 12. Дешифратор 13 управляет ключами 15. Каждому состоянию реверсивного счетчика 12 соответствует виолне определенное состояние ключей 15 (набор открытых ключей 15 и закрытых). При открытом клЮ(Че 15 на сумматор 17 совместно с сигналом с выхода интегрирующей цепи 11 подается напряжение с источника питания 16. Длина линейного участка фазового детектора определяется максимальным изменением фазы фазомодулированного сигнала, округленным в сторону увеличения до 360/г, где , 2... Соответственно число управляемых ключей 15 равно (п-1), а число Л разрядов реверсивного счетчика 12 равно

(-у )-f 1, где (-у )- целая часть -|-.

Во избежание переполнения реверсивного

счетчика 12 с дешифратора 13 заводятся связи па элементы И 5 и 9, через которые поступают счетные импульсы на суммирующий и вычитающий входы реверсивного счетчика 12. При максимальном числе 2, записанном

в реверсивном счетчике 12, сигналом с дешифратора 13 закрывается элемент И 9 и импульсы не проходят на суммирующий вход реверсивного счетчика 12.

При нуле сигналом с дешифратора 13 закрывается элемент И 5 и прекращается поступление импульсов на вычитающий вход реверсивного счетчика 12. Таким образом достигается работа фазового детектора только на линейном участке заданной длины.

При детектировании фазы необходимо произвести начальную установку фазового детектора установкой реверсивного счетчика 12.

При демодуляции периодического закона фазо1вой модуляции принимаемого в ом-еси

с шумом сигнала положение рабочей точки фазового детектора к моменту прихода сигнала является неопределенным за счет действия щумов. Начальная фаза сигнала также в момент прихода сигнала является неопределенной. В течение первой половины первого периода закона фазовой модуляции сигнала эта неопределенность автоматически устраняется. Происходит это в результате того, что при достижении максимального (минимального)

числа суммирующий (вычитающий) вход реверсивного счетчика 12 запирается. После перехода через максимум (минимум) закона фазовой модуляции импульсы поступают на вычитающий (суммирующий) вход, который

не блокирован, и далее вся работа происходит на линейном участке. Демодуляция происходит без искажений. Следовательно, фазовый детектор позволяет однозначно линейно демодулировать сигналы с девиацией фазы много больше 360°. Формула изобретения Фазовый детектор, содержащий триггер, на первый вход которого через формирователь прямоугольных импульсов подан входной сигнал, а на второй вход - опорный сигнал, который также подан на вход первого формирователя импульсов, выход которого через первый элемент НЕ соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого через второй формирователь импульсов соединен с первым выходом триггера, отличающийся тем, что, с щелью расширения линейного участка характеристики до , где , 2.., введены последовательно соединенные третий формирователь импульсов, второй элемент НЕ и второй элемент И, реверсивный счетчик, выходы которого через введенный дешифратор соединены с первыми входами введенного блока ключей, другие входы которого соединены с источником питания, а выходы блока ключей соединены с соответствующими входами введенного сумматора, причем второй вход второго элемента И через введенный четвертый формирователь импульсов соединен с вторым выходом триггера, который соединен также через введенную интегрирующую цепь с входом сумматора, а выходы дешифратора соединены с третьими входами второго и первого элементов И, выходы которых соединены с входами реверсивного счетчика, а вход третьего формирователя импульсов соединен с первым входом триггера. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №476657, кл. Н 03D, 3/20, 1973.