Устройство синхронизации с фазовой автоподстройкой частоты Советский патент 1978 года по МПК H03K5/00 H04L7/33 

(54) УСТРОЙСТВО СИНХРОНИЗАЦИИ С ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКОЙ

ЧАСТОТЫ хоДЬв второго формирователя импульсов и соответствующий выход переключателя импульсных сигналов, При этом выход элемента И через первый формирователь импульсов подключен соответственно к установочному и синхронизирующему входам дополнительного генератора частоты, к управляющему входу которого подключен вьоход фильтра нижних частот. Информационный вход дополнительного переключателя через селектор импульсов соединен с соответствующим входом переключателя импульсных сигналов и первого формирователя импульсов, а второй выход второго фор мирователя импульсов подключен к другому управляющему входу дополнительного переключателя. На чертеже приведена функциональная электрическая схема предложенного устройст ва. Устройство синхронизации с фазово автоподстройкой частоты содержит опо ный генератор 1, последовательно сое диненные делитель частоты 2, фазовый детектор 3 и фильтр 4 нижних частот, а также обнаружитель 5 перерывов свя зи, один из входов и выход которого соответственно соединены с соответствующим выходом и входом: переключателя 6 импульсных сигналов. Устройство содержит также два формирователя импульсов 7 и 8, причем выход пер вого формирователя импульсов 7 подключен к установочному входу делителя частоты 2, выход к6то{эого подключен ко входу второго формирователя импульсов 8. В устройство входят дополнительный генератор частоты 9, детектор расфазирования 10, дополнительный тергаключатель 11 , элемент И 12 и селектор импульсов 13. Выход опорного генератора 1 подключен ко входу дополнительного переключателя 11, между первым выходом и одним из управляющих входов которого включен обнаружитель перерывов связи 5. Второй выход дополнительного переключателя И подключен к другому входу фазового детектора 3, к одному из входов элемента И 12, к другому входу которого подключен один из выходов детектора расфазирования 10. Ко входам детектора подключен соответственно второй выход дополнительного переключателя 11, один из выходов второго формирователя импульсов 8 и соответствующий выход переключате ля импульсных сигналов 6. Выход элемента И 12 через первый формирователь импульсов 7 подключен соответственно к установочному и синхронизирующему входам дополнительного генератора частоты 9, к управляющему входу которого подключен выход фильтра нижних частот 4. Информационный вход дополнительного переключателя 11 через селектор импульсов 13 соединен с соответствующим входом переключателя импульсных сигналов 6 и первого формирователя импульсов 7, а второй выход второго формирователя импульсов 8 подключен к другому управляющему входу дополнительного переключателя 11. Устройство работает следующим образом. Устройство управления задает четь-ре различных режима работы, определяемые сочетаниями логических уровней сигналов М и Н обнаружителя перерывов связи 5 и детектора расфазирования 10, приведенных в таблице.

В режимах А, В на вход фазового детектора 3 подается сигнал опорного генератора 1 с частотой, равной номинальной частоте следования импульсов принимаемого сигнала. В режиме А происходит принудительная синхронизация колебаний дополнительного генератора частоты 9 сигналом опорного генератора 1, что приводит к мгновенному равенству их частот с последующей подстройкой разности фаз колебаний. .После завершения подстройки фаз устройство работает в режиме В, с фазовой синхронизацией.

В режимах С и D на вход фазового детектора 3 подается принимаемый сигнал. В режиме С используется принудительная синхронизация для практически мгновенного приведения частоты дополнительного генератора частоты 9 к частоте принимаемого сигнала и ликвидации разности фаз их колебаний. После завершения подстройки фаз устройство переходит в режим D фазовой

синхронизации, хпрактеризуемый повышенной помехоустойчивостью.

В исходном состоянии (режим А) уровни логических сигналов М и И имеют единичные значения. Сигнал опорного генератора 1 через дополнительр1ый переключатель 11 поступает на вход фазового детектора 3 и через элемент И 12 на первый формирователь импульсов 7. Импульсом первого формирователя импульсов 7 происходит сброс колебаний дополнительного генератора частоты 9, а задержанным импульсом производится запуск колебаний дополнительного генератора частоты 9 и необходимая установка делител частоты 2. В результате такой принудительной синхронизации происходит мгновенное приведение частоты дополнительного генератора частоты 9 к частоте опорного генератора 1.

Несмотря на указанное выше приведение частот, информация о расстройке частот не исчезает, а трансформируется в соответствующую разность фаз колебаний. Эта разность Фаз преобразовывается фазовым детектором в пропор.циональное напряжение. После окончания процесса подстройки фаз устройство переходит в режим в фазовой синхронизации.

Допустим, что принимаемый сигнал содержит маркерный импульс (МИ) с периодом следования пТа (где п-целое число), отличающийся от сигнальных импульсов каким-либо признаком, с помощью которого он выделяется селектором импульсов 13. Тогда сигнал на выходе селектора импульсов совпадает по времени со следующим за ним сигнальным импульсом. Сигнал, воздействуя на дополнительный вход первого формирователя импульсов 7, вызывает появление на его выходе первого импульса длительностью -v Та/2 , которым на время между моментами ij и tg блокируются колебания дополнительного генератора частоты 9.

В момент времени t импульсом первого формирователя импульсов 7 происходит установка сигнала делителя частоты 2 и запуск колебаний дополнительного генератора частоты 9.

Второй формирователь импульсов 8 открывает дополнительный переклютель 11 только в течение длительности импульсов, совпадающих с сигнальными. Благодаря такой временной селекции резко уменьшается прохождение помех на фазовый детектор 3. Дальнейшая принудительная синхронизация дополнительного генератора частоты 9 происходит селектированными импульсами с выхода дополнительного переключателя 11, прошедшими элемент И 12, - пок не произойдет подстройка разности фаз

Подстройка происходит начиная с момента времени ig , и на выходе детектора расфазирования 10 появляются

импульсы нулевого уровня сигнала Н. С момента времени i начинается режим D .

Для того чтобы маркерный импульс не вызывал переход из режима D в режим С, в селекторе импульсов 13 предусматривается отключение его выхода от первого формирователя импульсов 7 при работе устройства в режиме .

Если принимаемый сигнал не содержит в своем составг ми, вход переключателя импульсных сигналов 6 соединя0ется с шиной 14 непосредстве 1но. При этом переход из режима В в режим С осуществляется по любому импульсу (сигнала или помехи) на шине 14. Если переход был вызван импульсом помехи,

S то после проведения обнаружителем перерывов связи 5 необходимого анализа селектируемой смеси сигнала с помехой вырабатывается сигнал на переход в режим А. Если же переход был вызван

0 сигналом, то устройство перейдет в режим D.

Предложенное устройство дает выигрыш во времени вхождения в синхронизм в 25 раз. Теоретический выигрыш

5 во времени в полосе захвата и эффективной полосе шумов может достигать двух порядков.

При средней частоте импульсов помехи в принимаемом сигнале 10 кГц

0 предельная фазовая ошибка устройства не превышает ± 0,9 мкс, что подтверждает высокие сглаживающие свойства устройства.

Время синхронизма при наличии по5мех увеличивается менее чем в два раза. Техническая эффективность предложенного устройства заключается в получении синхронных и синфазных с принимаемым сигналом колебаний, имеющих малую фазовую ошибку от импульсных по0мех и малое время восстановления синхронизма .

Первый фактор повьаиает точность и помехоустойчивость систем передачи информации, а малое время восстановления синхронизма уменьшает вероят5 50 55 ность потери информации при срыве синхронизма в кратковременном перерыве связи.

Формула изобретения

Устройство синхронизации с фазовой автоподстройкой частоты, содержащее опорный генератор, последовательно соединенные делитель частоты, фазовый детектор и фильтр нижних частот, а также обнаружитель перерывов связи, один из входов и выход которого соответственно соединены с соответствующим выходом и входом переключателя

0 65 импульсных сигналов, и два формирователя импульсов, причем выход первого формирювателя импульсов подключен

к установочному входу делителя частоты, выход которого подключен ко входу второго формирователя импульсов, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени вхождения в синхронизм и повышения помехоустойчивости, введены дополнительный генератор частоты, .детектор расфазирования, дополнительный переключатель, элемент И и селектор импульсов, при этом выход опорного генератора подключен ко входу дополнительного переключателя, между первым выходом и одним из управляющих входов которого включен обнаружитель перерывов связи, а второй выход дополнительного переключателя подключен к другому входу фазового детектора, к одному из входов элемента И, к другому входу которого подключен один из выходов детектора расфазирования, ко входам которого подключены соответственно второй выход :дополнительного переключателя, один

.из выходов второго формирователя импульсов и соответствующий выход переключателя импульсных сигналов, причем выход элемента И через первый формирователь импульсов подключен соответственно к установочному и синхронизируклдему входам дополнительного генератора частоты, к управляющему входу которого подключен выход фильтра нижних частот, информационный вход дополнительного переключателя через селектор импульсов соединен с соответствующим входом переключателя импульсных сигналов и первого формирователя импульсов, а второй вы ход второго формирователя импульсов подключен к другому управляющему входу дополнительного переключателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство по заявке № 2104783/09, кл. Н 04 L 7/02, 1975.