Устройство сравнения двух частот Советский патент 1982 года по МПК H03D13/00 

(5) УСТРОЙСТВО СРАВНЕНИЯ ДВУХ ЧАСТОТ

Изобретение относится к области электроизмерений и может быть использовано, например, для индикации равенства двух частот. Известен фазовый дискриминатор, содержащий триггер с фильтром низких частот на выходе t1. Однако данный дискриминатор не обеспечивает индикацию равенства час тот при налимий фазового сдвига между сигналами. Наиболее близким техническим решением к изобретению является индикатор захвата системы фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), содержадий 0-триггер, RC-интегратор, компаратор, резистивный делитель напряжения и .индикатор в виде ограничивающего резистора и светоизлучающего диода 23. Недостатком известного устройства является малая зона индикации равенст ва двух частот, составляющей ±90. Это объясняется тем, что в устройстве используется только устойчивое состояние 1 D-триггера, хотя равенство сравниваемых частот сохраняется и при устойчивом состоянии О D-триггера, при этом разница фаз сравниваемых частот может составить 4180°. Цель изобретения - расширение диапазона измерения. Поставленная цель достигается тем,, что 8 известное устройство, содержащее D-триггер, RC-интегратор, компаратор, источник опорного напряжения, индикатор, причем прямой выход О-триггера через RC-интегратор соединен с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, дополнительно введены второй RC-интегратор, второй компаратор и логический элемент ИЛИ, инверсный выход D-триггера через второй RC-интегратор соединен с первым входом второго компаратора, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, выходы первого и второго компараторов соедийены с первым и вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с индикатором.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства, на фиг. 2 d, б , в - эпюры напряжений входных сигналов.

Устройство содержит D-триггер 1 , RC-интеграторы 2 и 3, компараторы и 5, элемент ИЛИ 6, индикатор 7, источник опорного напряжения 8.

Устройс зо работает следующим образом.

Пусть разность фаз между сравниваемыми частотами f и fQ установилась, как показано на фиг. 2о. Такое состояние фаз позволяет отклоняться частотам f и fj на± 90° без изменения состояния D-триггера 1. Передний фронт сигнала частоты f2 устанавливает D-триггер 1 в устойчивое единичное состояние„ RC-интегратор 2 передает логическую единицу на первый вход компаратора Ц, Устанавливают потенциал на вторых входах компараторов 4 и 5 несколько ниже, чем потенциал на первых входах компараторов, соответствующий уровню логической единицы.на выходе D-триггера 1. Компаратор h выдает при этом уровень логической единицы, поступающий на вход логического элемента ИЛИ 6. На выходе логического элемента ИЛИ 6 появляется положительный потенциал включающий индикатор 7«

Если разность фаз между сравниваемыми частотами f и f установилась, как показано на фиг„ 25,р-триггер Г опрокидывается в нулевое состояние. На инверсном выходе D-триггера 1 появляется уровень логической единицы, который через RC-интегратор 3 и компаратор 5 передается на вход логического элемента ИЛИ 6, и индикатор остается включенным. Разность фаз, показанная на фиг„ 2б, позволяет отклоняться входным частотам f и f еще на i90° не изменяя состояния индикатора

Если разность фаз междучастотами fx, и fj больше ±180, частоты f и f не равны друг другу, 0-триггер 1

не синхронизируется, на прямом и инверсном выходах появляется сигнал с частотой, равной разности частот f и frj, . Уровень потенциалов на выходах RC-интеграторов 4 и 5 меньше потенциала, установленного от источника 8 опорного напряжения.-На выходах компараторов 4 и 5 появляются уровни логического нуля и индикатор выключается.

Изобретение позволяет увеличить зону индикации равенства двух частот в два раза с ± 90 до ±180°, что в конечном счете в системах фазовой автоподстройки частоты позволяет применить фазовый детектор с максимальным раскрывом фазовой характеристики Збо, а это, в свою очередь, приводит к увеличению полосы зоны удержания системы ФАПЧ без увеличения коэффициента усиления петли ФАПЧ.

Формула изобретения

Устройство сравнения двух частот, содержащее D-триггер, RC-интегратор, компаратор, источник опорного напряжения, индикатор, прямой выход D-триггера через RC-интегратор соединен с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измерения, в него дополнительно введены второй RC-интегратор, второй компаратор и элемент ИЛИ, при этом инверсный выход О-триггера через второй RC-интегратор соединен с первым входом второго компаратора, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, выходы первого и второго компараторов соединены с первым и вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с индикатором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 о Авторское свидетельство СССР № 579684, кл. Н 03 D 13/00, 1976.

2. Электроника, 1980, К 8, с. 71.