Устройство фазовой автоподстройки частоты Советский патент 1978 года по МПК H03B3/04 

1

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в различных устройствах для выделения гармонического сигнала из смеси аддитивного шума и сигнала.

Известно устройство фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), содержащее последовательно соединенные квадратурный иреобразователь входного сигнала в видеочастотный, выполненный в виде последовательно соединенных синхронного детектора, усилителя-ограничителя, перемиожителя, другой вход которого соединен с входом синхронного детектора и квадратурного фазового детектора, и пороговый ограничитель скорости изменения напряжения, а также последовательно соединенные фильтр нижних частот и управляемый генератор, выход которого соединен с другими входами синхронного и квадратурного фазового детекторов квадратурного преобразователя входного сигнала в видеочастотный 1.

Однако известное устройство при работе по неманипулированному сигналу обладает неопределенностью фазы выходного напряжения, заключающейся в том, что управляемый генератор находится в синхронизме как при разности фаз между синусоидальным входным сигналом н сигналом управляемого генератора, равной 0°, так и при разности фаз, равной 180°.

Целью изобретения является устранение неоиределеиности фазы управляемого генератора.

Для этого в устройстве ФАПЧ, содержащем последовательно соединенные квадратурный преобразователь входного сигнала в вндеочастотный, выполненный в виде последовательно соединенных синхронного детектора, усилителя-ограничителя, перемножителя, другой вход которого соединен с входом сиихроиного детектора и квадратурного фазового детектора, и пороговый ограиичитель скорости изменения напряжения, а также последовательно соединенные фильтр нижних частот и управляемый генератор, выход которого соединен с другими входами синхронного и квадратурного фазового детекторов квадратурного преобразователя входного сигнала в видеочастотный, между выходом порогового ограничителя скорости изменения напряжения и входом фильтра нижних частот включены последовательно соединенные сглаживающий фильтр, усилитель постоянного тока и сумматор, к выходам квадратурного фазового детектора и усилителя-ограничителя квадратурного преобразователя входного сигнала в видеочастотный подключен дополнительный перем1юл итель, выход которого подсоединен к другому входу сумматора.

На чертеже приведена структурная электрическая схема предложенного устройства.

Устройство ФАПЧ содержит последовательно соединенные квадратурный преобразователь 1 входного сигнала в видеочастотный, выполненный в виде последовательно соединенных синхронного детектора 2, усилителя-ограничителя 3, неремножителя 4, другой вход которого соединен с входом синхронного детектора 2 и квадратурного фазового детектора 5, пороговый ограничитель 6 cKopocTii .изменения напрял сния, а также последовательно соеднненные фильтр нижних частот (ФМЧ) 7 и управляемый генератор 8, выход которого соединен с другими входами синхронного и квадратурного фазового детекторов 2 и 5. Между выходом порогового ограничителя 6 и входом ФНЧ 7 включены последовательно соединенные сглаживающий фильтр 9, усилитель постоянного тока (УПТ) 10 и сумматор 11, к выходам квадратурного фазового детектора 5 и усилителя-ограничителя 3 подключен дополнительный перемножитель 12, выход которого подсоединен к другому входу сумматора 11.

Устройство работает следующим образом.

В биений на выходах синхронного детектора 2 и квадратурного фазового детектора 5 появляются напряжения, сдвииутые на 90°, причем на выходе квадратурного фазового детектора 5 со скачками фазы на л за счет включения на его входе перемнол ителя 4. На выходе дополнительного перемножителя 12 напряжение по форме близко к синусоидальному и сдвинуто на я/2 по отношению к напряжению на выходе синхронного детектора 2. Симметричное напряжение на выходе квадратурного фазового детектора 5, пройдя через пороговый ограничитель 6, становится асимметричным, в результате на выходе сглаживающего фильтра 9 ноявляется постоянная составляющая, которая после усиления УПТ 10 создает эффект подстройки управляемого генератора 8. По мере уменьшения частоты биений напряжение на выходе дополнительного перемнол ителя 12 все больше отличается от синусоидального, так как начинает действовать механизм обычной ФАПЧ. Напрял ение биений одного знака увеличивает частотную расстройку и этот «нолунериод слсимается, а наирял епие биений другого знака умепьнгает расстройку

и ЭТОТ «полуперйод растягйвае1ся. В ре зультате возникает постоянная составляющая напряжения и на выходе дополнительного перемножителя 12, что приводит в копечном счете к захватыванию по фазе по петле, состоящей из ФНЧ 7, управляемого генератора 8, квадратурного фазового детектора 5, дополнительного перемножителя 12, сумматора 11 при участии перемножителя 4. После захвата фазы пороговый ограничитель 6, сглаЛСивающий фильтр 9 и УПТ 10 обесиечивают выработку корректирующего наиряжения, которое уменьшает фазовую ошибку в установившемся режиме.

Таким образом, предложенное устройство позволяет сохранить все преимущества известного устройства и, кроме того, устранить в нем неопределенность фазы выходного сигиала.

Формула изобретения

Устройство фазовой автоподстройки частоты, содержащее последовательно соединенные квадратурный преобразователь входного сигнала в видеочастотный, выполненный в виде последовательно соединенных синхронного детектора, усилителя-ограничителя, перемножителя, другой вход

которого соединен с входом синхронного детектора и квадратурного фазового детектора, и пороговый ограничитель скорости изменения напряжения, а таклсе последовательпо соединенные фильтр нижних частот

и управляемый генератор, выход которого соединен с другими входами синхронного и квадратурного фазового детекторов квадратурного нреобразователя входного сигнала в видеочастотный, отличающееся

тем, что, с целью устранения неонределенности фазы управляемого генератора, в нем между выходом порогового ограничителя скорости изменения напряжения и входом фильтра нижних частот включены последовательно соединенные сглаживающий фильтр, усилитель постоянного тока и сумматор, к выходам квадратурного фазового детектора и усилителя-ограничителя квадратурного преобразователя входного сигнала в видеочастотный подключен дополнительный перемножитель, выход которого подсоединен к другому входу сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Л 595842, кл. П ОЗВ 3/04, 1974.

f f

7