Импульсный преобразователь Советский патент 1982 года по МПК H03K13/20 G04F10/04 

(54) ИМПУЛЬСНЫЙ ПРЕОК АЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к радиоизмер тельной технике и может €ьггь использо вано для прецезионного задания и измерения коротких временных интервалов Известен датчик временных интервалов, содержащий два колы1а импульснофазовой автоподстройки частоты (ИФАПЧ каждое из которых состоит из последовательно соединенных импульсно-фЕизового детектора, запоминакщего устройства, подстраиваемого генератора и фор мирующего устройства, выход которого соединен с входом импульсно-фазового детектора, причем вторые входы импульсно-фазовых детекторов объединены между собой с выходом генератора высокой частоты, В одном из колец ймпульсно-фазовой подстройки частоты вве ден регулируемый источник калиброванного постоянного напряжения, позволяющий упростить датчик и уменьшить пог решность задания временного интервала 11 .Г Недостатком такого устройства является множества опорных и подстраиваемых генераггорсж. Наиболее близким по технической сущности является генератор временных интермябв, содержащий два канала опорный генератор, два делителя частоты, два формирователя импульсов, фазовый детектор, смеситель и подстраиваемый генератор С21 . Основная погреитость этого устройства находится из выражения . где А f - относительная погрепшость регулировки фазы; относительные погрешности преобразования в каждом канале с кольцом ФАПЧ. Случайная среднеквадратнческая погрешность задания интервала времени определяется по формуле ,«6a.6j , 394 случайные погрешности за счет собственных шу мов и нестабильностей опорных генераторов низкой и вьюокой часто ты; случайные погрешности за счет собственных шу .мов каналов преобразов ния частоты с ФАПЧ. Наличие в каналах детерг ганированных помех еще более увеличивает эту погреш ность.. Таким образом, недостатком этого из вестного устройства является ограниченная точность задания временных интервалов в связи с наличием большого количества источников погрешности. Цель изобретения - повьш1ение точнос ти преобразования. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее опорный генератор, выход которого подключен к входам первого и второго делителей частоты и первого формирователя импульсов выход второго делителя частоты подключен к первому входу фазового детектора выход которого через подстраиваемый генератор подключен к входу второго формирователя и первому входу смесителя, выход которого соединен с вторым входом фазового детектора, выходы формирователей импульсов являются выходам преобразователя, введены соединенные последовательно формирователь гармоник и узкополосный фильтр, выход которого подключен к второму входу смесителя, а первый и второй входы формирователя гармоник подключены соответственно к выходу опорного генератора и к выходу первого делителя частоты. На фиг. 1 представлена блок-схема импульсного преобразователя; на фиг.2 спектр на выходе формирователя гармоник. Преобразователь содержит опорный генератор 1 импульсов, делители 2и 3 частоты, формирователь 4 гармоник, узкополосный фильтр 5, фазовый детектор смеситель 7, подстраиваемый генератор 8 (блоки 6-8 обрасзуют кольцо системы ФАПЧ, формирователи 9 и 10 импульсов Выходы формирователей импульсов являются Выходами всего устройства, а регулировка временного сдвига производится подачей одиночных импульсов на управляющий вход второго делителя частоты. 1 Устройство работает следующим образом. Импульсы опорного генератора 1 с частотой следования f поступают на входы делителей 2 и 3, и формирователей 4 и 9, при этом на второй вход формирователя 4 подаются короткие импульсы с выхода делителя 2, имеющие частоту следования f /N , где N - коэффициент деления делителей 2 и 3. На выходе формирователя 4 гармоник образуется последовательность прямоуголь ных импульсов, следующих со скважностью делителя 2 частоты и частотой f , в которой отсутствует каждый N -ый импульс. Спектр такой последовательности состоит из сплошного ряда гармоник частоты ff (фиг. 2),равноотстоящих друг от друга на величину л и мало отличающихся друг от друга по максимальному значению сигнала. На выходе узкополосового фильтра 5 выделяется (N -1 )-я гармоника, сдвинутая по частоте относительно на величину f п . которая затем поступает на вход смесителя 7 системы ФАПЧ, на другой вход которого подается сигнал подстраиваемого генератора 8, а на выходе образуется сигнал промежуточной частоты, близкой к п. Полученный сигнал на выход смесителя 7 сравнивается по фазе с выходньп сигналом делителя 3, имеющим также частоту t , с помощью фазового детектора б, выходной сигнал которого подстраивает частоту генератора 8 до наступления режима синхронизма в кольце ФАПЧ, при этом частота генератора 8 становится равной f , а промежуточная частота . В состоянии синхронизма любые изменения фазы выходного сигнала делителя 3 частоты отслеживаются системой ФАПЧ и с высокой точностью переносятся на выходной сигнал подстраиваемого генератора 8. Одиночный импульс, подаваемый на управлякший вход второго делителя 3 частоты, осуществляет дискретное калиброванное приращение фазы на величину IJf/N , при этом выходные импульсы формирователя 1О задерживаются относительно опорных импульсов формирователя 9 на соответствующее приращение временного сдвига, равное T/N , где Т - период следования выходных импульсов. Основная погрешность устройства записывается так: Д Т Л tf Д, где дч - относительная погрешность задания фазы по низкой частоте; Ду, - относительная погрешность пер носа фазы на частоту подстраи ваемого генератора. Случайная погрешность временного сдвига имеет вид: где - случайная погрешность за счет шумов опорного генератора;з - случайная погрешность за счет собственных шумов системы ФАПЧ. Использование в предлагаемом устройстве кварцевого подстраиваемого генератора и кварцевого фильтра позволяет повысить глубину фильтрации детерминирования помех и свести погрешности :, за их счет до пренебрежимо малых величин Из сравнения этих выражений для погрешностей известного и предлагаемого устройств следует,, что в последнем уменьшено число составляющих основной случайной погрешностей задания временных сдвигов, что связано с сокращением числа опорных и подстраиваемых генераторов. В связи с этим временная погреш ность предлагаемого преобразователя при мерно в 2 раза меньше, чем у известных устройств, при одинаковы с прочих параметрах. о р м у л а и 30 бретення Импульсный преофазователь, содерЖЕ щий опорный генератор, выход: которого подключен к входам первого и второго делителей .частоты и первого формирователя импульсов, выход второго делителя частоты подключен к первому входу фазового детектора, выход которого через подстраиваемый генератор подключен к входу второго формирователя и первому входу смесителя, выход которого соед1йнен с вторым Входом фазового детектора, выхода формирователей импульсов являются выходами преобразователя, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения точности преофазования, в него введены соединенные последовательно формирователь гармоник и узкополосный фильтр, выход которого подключен к второму входу смесителя, а первый и второй входы формирователя гармоник подключены соответственно к выходу опорного генератора и к выходу первого делителя частоты. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 537324, кл. Н ОЗ К 13/2О; 1976. 2.Авторское свидетельство СССР № 474785, кл. Q 04 F 10/04, 1973.