Устройство автоматической регулировки фазы Советский патент 1979 года по МПК G05B11/00 G01R25/04 

1

Изобретение относится к автоматическим регуляторам, в которых выходной сигнал является серией электрических импульсов, и может быть использовано для измерения фазы пршгамаемых сигналов или для синхронизации устройств по фазе.

Помехозащищенность известного уст ройства автоматической регулировки фазы (следящих систем) достигается только соответствующим выбором постояшюй времени фильтра в кольце следящей системы. С повышением постоянной времени фсльтра уменьшается реакция след5тщей системы на флуктуации фазы входного сигнала. Тем самым достигается уменьшение флуктуации фазы выходного сигнала следящей системы, являющейся оценкой фазы принимаемого сигнала l .

Недостаток такого устройства заключается в том, что оно реагирует как на малые, так и на большие флуктуация фазы входного сигнала.

Известно также устройство автоматической регулировки фазы, в котором при помощи делтелей частоты входных импульсов и импульсов генератора пер&менной частоты приводятся к одной час- тоте сравнения фаз. При наличии рассогласования по фазе импульсов на частоте сравнения на выходе схемы сравнения фйз появляется напряжение такой полярности, которое воздействуя на генерагор

переменной частоты, приводит к компенсации указанного рассогласования, В устройстве предусмотрена также возможность компенсации рассогласования по фазе путем управления состоянием делителя,

включенного в виде счетчика, фаза выходных импульсов которого изменяется в зависимости от его состояния 2J.

Недостаток этого устройства независимо от метода компенсашш рассогла

сования по фазе путем изменения частоты генератора переменной частоты или путем изменения состояния счетчика заключается-в том, что автоматическая ре- гулировка фазы и я1ульсов на выходе де. лвтеля осуществляется как при мальт, гак. и при больших кратковременных яэмвне1Шйх фазы, входных импу71ьсх в воздействия помех, например, местных гроз при приеме сигнала. Причем, устрой ство реагирует на большие изменения фазы как в процессе вхождения в синхронизм, так и в установившемся режшие, когда среднее значение фазы импульсов на выходе делителя соответствует истинному значению фазы входных импульсов, т.е. когда оно представляет собой оценку фазы прин11маемого сигнала. В то же время с большой вероятностью известно чтх большие флуктуации фазы входного сигнала происходит только из--за воздействия помех. Цель предлагаемого изобретения повышение, помехозащищенности в устаноВ шшемся режиме за счет создания нечувствительности к сигналам, флуктуации фазы которых превышают величину стробирующих импульсов. Она достигается тем, что в устрой стэо автоматической регулировки фазы, содержащее два делителя частоты, блок сравнения фаз, генератор переменной частоты, вход которюго соединен с выходом блока сравнения фаз, один вход последней соедине н с выходом делителя частоты импульсов генератора переменной частоты вход которого соединен с выходом генерг тора переменной частоты, вход устройства соединен с делителем частоты вход- .Пз1х импульсов, дополнительно введены обнаружитель сигнала с известной фазой, инвертор, элемент ИЛИ, селекфор импуль сов и формирователь пороговых стробов, причем , один вход обнаружителя сигнала с известной фазой соединен со входам устройства, другой - с выходом формирователя пороговых стробов, вход которого соединен с выходом делителя частоты импульсов генератора переменной часто- ты. Выход обнаружителя сигнала с известной фазой соединен со входом инвертора, а выход последнего - с одним входом элемента ИЛИ, друтюй вход которого соединен с выходом формирователя порого вых стробов, а выход элемента ИЛИ соедшген с управляющим входом селектора импульсов, вход которого соединен с вы- ходом делителя частоты входных импульс а выход - с другим входом блока срав- яення фаз. На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства. Она содержит делитель 1 частоты ходных импульсов, обнаружитель 2 сигнаа с известной фазой, селектор 3 импуль ов, блок 4 сравнения фаз, формирова ель 5 пороговых стробов, делитель 6 астоты импульсов генератора переменной астоть, генератор 7 перемешюй часто- ты, элемент ИЛИ 8, инвертор 9. Ко входу предлагаемого устройства подключены вход депитеня 1 частоты входных нмпу пьсов и сигнальный вход обнаружителя 2. Выход делителя 1 частоты выходных импульсов через селектор 3 импульсов подключен к первому входу блока 4, на второй вход которого и на вход формирователя 5 пороговых стробов подключен выход делителя 6 частоты Ш 1пульсов генератора переменной частоты, вход которого подключен к выходу генератора 7 переменной частоты. Управлшощий вход генератора 7 переменкой частоты подключен к выходу блока 4 сравнения фаз. BbJ - ход формирорателя 5 пороговых стробов подключен к опорному входу обнаружителя 2 с известкой фазой, а также через элемеггг ИЛИ 8 к управляющему входу селектора 3, на второй вход которого через инвертор 9 подключен выход обнаружителя 2 сгсгнала с известной фазой. Устройство автоматтчесКой регулировки фазы работает следующим образом. Когда устройство работает в режиме вхожде}гая в скихртюшм, то среднее значение фазы импульсов на выходе де лителя б частоты импульсов генератора переменной частоты не соответствует истинному значению фазы H fпульсов на выходе делителя 1 частоты входных импульсов. При этом формирователь 5 пороговых стробов формирует импульсы (стробы), каиодый из которых перекрывает окрестность ± П каждого из опорных выходных импупьсоп делителя 6 частоты импульсов генератора перемеьшой частоты. Ширина + П поро5х вых стробов выбирается априорно, из условия заданной интенсивности входного С1ггнала, определяющей флуктуации фазы импульсов на выходе делителя 1 частоты входных импульсов. И так как фаза пороговых стробов однозначно определяется фазой импульсов делителя 6 частоты импульсов генератора переменнной частоты, то в режиме вхождения в синхронизм их фаза также не соответствует истинной фазе входного сигнала. В таких условиях обнаружитель 2 снгна.«6 ла с известной фазой, на входы которого посгула&т принимаемый сигнал (частота которого э обнаружителе приводится к частоте следования пороговых стробов) и пороговые стробы, соответствешю со входа устройства и формирователя 5 пороговых стробов, не обнаружит сигнал и на его выходе установится логический нуль. Логический нуль с выхода обнару жителя 7 сигнала с известной фазой че рез инвертор 9 и элемент ИЛИ 8 поступает в виде разрешающего потенциала на упра ляющий вход селектора 3 импульсов, представляющего собой логический элеме И. При этом импульсы с выхода дел1ггеля 1 частоты входмь х импульсов беспрепятственно проходят через селектор 3 импульсов на первый вход блока 4 сравне НИН фаз, на второй вход которой поступают импульсы с выхода делителя 6 час тоты импульсов генератора переменной частоты, Из-ва наличия рассогласовагшя по фазе импульсов на входах блока 4 срав} ения фаз на ее выходе устанавливае ся напряжение, управляющее частотой генератора 7 переменной частоты до тех пор, пока не будетскомпенс фовано указанное рассогласование фаз. Это состоя1ше устройства названо установивши гся режимом, при котором обнаружитель 2 сигнала с известной фазой начинает работать в условиях известной фазы, т,е, пороговые стробыу поступающего на его вход с выхода формгфователя 5пороговых стробов и выполняющие роль источника сигнала с известной фазой, перекрывают область флуктуации фазы npHHSoviae- мого сшнала, поступающего на друхюй вход обнаружителя 2, После переходного процесса на его выходе установится логи ческая единица, которая поступает на вход элемента ИЛИ 8 через nHEtepTOp 9 в виде логического нуля. При этом через второй вход элемента ИЛИ 8 на управляющий вход селектора. 3 будут поступать только пороговые стробы с выхода формирователя 5 пороговых стробов. Через селектор 3 импульсов будут проходить толь ко те импульсы с вьхода делителя 1 частоты входных импульсов на вход блока 4, фаза которых флуктуирует в пределах Ш1ФЙКЫ ± П пороговых стро&эв. Тем самым ил пульсы на выходе делителя 1 частоты входных импульсов, флуктуации фазы Которых превышает Ш1фину ± П пороговый. CTpojoB, не будет влиять на фазу выходных импульсов делителя 6 частоты импульсов генератора переменной часто- 2 ТЫ, которая является oueincort фазы при ник аемого сигнала. Так как пороговые стробы cnNiMerpHHны относктааьно оценкн фазы 1гмпульсов дашгого делителя, то с большой вертят, костью кмпульсы, не прошедшие чореа селектор 3, пр 1шадлежат шуму. Таким офазом осуществляется помехозащита устройства от влияния кратковременных помех, Формула изобретения Устройство автоматтпеской регулировки фазы, содержащее два делителя частоты, блок сравнения фаз, генератор пер&мешюй частоть, вход которого, соединен с выходом блока сравнегшя фаз, один вход последней соединен с выходом делителя частоты импульсов генератора переменной частоты, вход которого соединен с выходом генератора переменной частоты, вход устройства соединен с делителем частоты входных импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения помехозащ1Ш1е1Шости в установ5шщем- . ся режиме за счет создания неч5встви- тельности к сигналам, флуктуаш1И фазы которых превышают велтгчину стробирую- щих импульсов, введены обпаруж{ггель сигнала с известной фазой, гашертор, эле« мент ИЛИ, селектор импульсов « формирователь пороговых стробов, причем один вход обнаружителя сигнала с известной фазой соединен со входом устройства, дру1Х)й - с выходом формгфователя пороговых стробов,вход которого соеД1шек с выходом делителя частоты импульсов геиерат-ора перемешюй частоты, выход обнаружителя сигнала с известной фазой - со входом инвертора, а выход последнего - с одним входом элемента ИЛИ, другой вход которого соедшюн с выходом формирователя пороговых стробов, а выход элемента ИЛИ соединен с управляющил входом селектора импульсов, вход которого соединен с выходом елителя частоты входных импульсов, а выход - с другим входом блока сравне- шш фаз, Источники ШЕформашш, пршгятые вл внимагше при экспертизе: 1.Св1фиденко С. С, Основы синхро- т1зашги при приеме дискретных сигналов М., Связь, 1974, с, 35-55, 2,Патент Япошш л 44-.116О9, Устройство автоматической peгyл qэoвкн фазы, 28.О5.69.

вхов