Устройство для автоподстройки частоты Советский патент 1979 года по МПК H03B3/04 

Изобрегение огносигся к радиотехнике и может нспольэовагься для выделения гармоничесзсого сигнала из смеси сигнала и аддитивного шума, а именно в следящих фильграх на основе систем; . фазовой ав гоподстройки частоты (ФАГТЧ), Известно устройство для автоподстрой кн частоты (АПЧ), содержащее кольцо ФАПЧ управляемого генератора с леремно жителем, синхронный детектор, подсоедй- ненный входами соответственно к выходу управляемого генератора и входу кольца фазовой автоподстройки частоты управля- емого генератс а с перемножителем, при этом к второму входу деремножигеля nojjj соединен усилитель-ограничитель llj. Однако это устройство имеет относательно узкую полосу захвата. Целью изобретения является расшире ние полосы захвата. Для этого в устройстве для АПЧ, со держащем хольцо ФАПЧ управляемого ге нератора с перемножителем, синхронный детектор, подсоединенный входами соответ ственно к выходу управляемого генерато ра и входу кольца фазовой автоподстройки частоты управляемого генератора с пере- множигелам, при эгом к второму входу перемнокигеля подсоединен усилитель-ограничитель, выход синхронного детектора соединен с входом усилителя-ограничителя через инерционное звено, постоянная времени KOTopoix) определяется соотношением t Т, где t - постоянная времени инерционного звена, Т - период максимальной частоты биений между входным сигналом и сигналом управляемого генератора в пределах полосы захвата. На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема одного из вариантов пред оженного устройства; на фиг. 2 - вр1еменные диа1раммы, поясняющие работу устройства. Устройство для АПЧ содержит кольцо ФАПЧ управляемого генератора 1 с перемножигелем 2, синхронный детектор 3, чнердионное звено 4, постоянная времени oTojporoT Т где-Т - период мак симальной частоты биений между входным сигналом и сигналом управляемого гене.рагора 1 в пределах полосы эахвага, усилитель-огранкчигель 5. В кольцо ФАПЧ управляемого генератора 1 входят фазовы детектор 6, фильтр 7 нижних частот (ФНЧ управляющий элемент 8, фазовращатель 9 Вход перемножителя 2 и выход управляемого генератора 1 являются соответственно входом и выходом устройства. Устройство работает следующим образом, Эталонная частота (входной сигнал)че рез перемножитель 2 поступает на кольцо ФАПЧ, которое при подаче постоянного напряжения на второй вход перемножителя 2 работает как обычно: напряжение частоты биений имеет асимметричную фор му, т.е. та полуволна, которая способствует уменьшению расстройки, по длитель ности превосходит другую полуволну. В результате на ФНЧ 7 появляется корректирующее постоянное напряжение, уменьшающее частоту биений, за счет этого асим метрия биений возрастает, что и приводит к захвату частоты. Наличие перемножителя 2 вместе с синхронным детектором 3, инерционным звеном 4 и усилителем-юграничителем 5 резко увеличивает эту асимметрию при больших частотах биений. Представим, что вход управляющего элемента 8 отключен от выхода ФНЧ 7. Тогда при больших частотах биений инерционное звено 4 сдвигает фазу напряжения биений относительно напряжения на выходе синхронного детектора 3 примерно на JT/2 {фиг. 2а, б). В результате напряжение на выходе усилителя- юграничи теля 5 (фиг. 2в) по фронтам совпадает с моментами перехода через нуль напряжения биений на выходе фазового детекто ра 6 (фиг. 2г, пунктир). Поэтому из-за наличия церемножителя 2 происходит как бы выпрямление сигнала на выходе фазового детектора 6 (фиг. 2 г, сплошная линия), что при правильно выбранном зна ке связи между усилителем-ограничителем 5 к перемножителем 2 приводит к практи чески полному исключению в напряжении биений на выходе фазового детектора 6 той поларности, которая увеличивала бы частоту биений. Средний уровень напряжения полезной, полйрности, уменьшающей частоту биений, резко возрастает. В итоге в замкнутом кольце ФАПЧ резко увеличивается полоса захвата. При уменьшении частоты биений фазовый сдвиг за счет инериионного звена 4 уменьшается, а при очень малых частотах биений инерционное звено 4 не дает дополнительного фазового сдвига (фиг. 2д, е).Моменты переключения на Зг фазы сигнала, подаваемохх н фазовый детектор 6, совпадают с максимумами (минимумами) напряжения биений, что не приводит к изменению величины управляющего сигнала в кольце ФАПЧ, следовательно, при малых частотах биений кольцо ФАПЧ окончательно входит в синхронизм как обычное кольцо ФАПЧ. Однако при больших частотах биений (больших начальных расстройках) только наличие описанного механизма выпрямления напряжения биений позволяет резко уменьшить частоту биений и ввести в действие обычный механизм захвата частоты в системе ФАПЧ. В результате в предложенном устройстве можно при большой полосе захвата существенно уменьшить шумовую полосу системы ФАПЧ. . ормула изобретения Устройство для автоподстройки частоты, содержащее кольцо фазовой автоподстройки частоты управляемого .генератора с перемножителём, синхронный детектор, подсоединенный входами соответственно к выходу управляемого генератора и входу кольца фазовой автоподстройки частоты упрарляемого генератора с перемножителем, при этом к второму входу перемножителн подсоединен усилитель-ограничитель, отличающееся тем, что, с целью расширения полосы захвата, выход синхронного детектора соединен с входом усилителя-ограничителя через инерционное звено, постоянная времени которого определяет(ря соотношениемi Т где t - постоянная времени инерционного звена, Т - период максимальной частоты бсений между входным сигналом в сигналом управляемого генератора в пределах полосы захвата. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 180644, кл. Н 03 В 3/04, 1964.

/d

Риг.2