Устройство фазовой автоподстройки частоты

 

УСТРОЙСТВО ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ, содержащее последовательно соединенные опорный гене-. ратор, первый сtpoб-преобразователь, первый усилитель, первый фазовый детектор, строб-генератор, второй строб-преобразователь, второй усилитель и второй фазовый детектор, при этом другой вход первого строб-преобразователя подключен к выходу стробгенератора , a другой вход второго строб-преобразователя подключен к выходу перестраиваемого генератора через аттенюатор, отличающееся тем, что, с целью повышения . его точности при расширении диапазона рабочих частот, между выходом строб-генератора и вторыми входами первого и второго фазовых детекторов включен делитель частоты, между выходом второго фазового детектора и управляющим входом перестраиваемого генератора включены последовательно интегратор и сумматор, к выходам перестраиваемого и опорного генераторов подключен дополнительно фазовый детектор, выход которого подклю чен к другому входу сумматора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

»»»»

РЕСПУБЛИН ае (и>

3ццр Н 03 L 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНР1ЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A8TOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3549680/18-09 (22) 08.02.83 (46) 07.08.84 Бюл. М 29 (72) В.В.Гришаев, В.А»Майстренко и А.В.Нилкин (71) Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (53) 621.396.662(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 468185, кл. С 01 R 25/00, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 932622, кл. Н 03 L 7/00, 1980 .(прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ, содержащее последовательно соединенные опорный генератор, первый строб-преобразователь, первый усилитель, первый фазовый детектор, строб"генератор., второй строб-преобразователь, второй усилитель и второй фазовый детектор, при этом другой вход первого строб-преобразователя подключен к выходу стробгенератора, а другой вход второго строб-преобразователя подключен к выходу перестраиваемого генератора через аттенюатор, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения его точности при расширении диапазона рабочих частот, между выходом строб-генератора и вторыми входами первого и второго фазовых детекторов включен делитель частоты, между выходом второго фазового детектора и управляющим входом перестраиваемого генератора включены последователь- Е но интегратор и сумматор, к выходам перестраиваемого и опорного генераторов подключен дополнительно фазовый детектор, выход которого подключен к другому входу сумматора. O

1107

Изобретение относится к фазоиэмерительной технике и может быть использовано при поверке фазоизмерительных устройств.

Известно устройство фазовой

5 автоподстройки частоты (ФАПЧ), содержащее опорный генератор, выход которого подключен к одному входу фазового детектора последовательно соедиl ненного с подстраиваемым генератором и аттенюатором 1 1 ..

Однако это устройство ненадежно в работе, особенно в широком диапазоне частот.

Наиболее близким по технической

1 сущности к изобретению является устройство фазовой автоподстройки частоты, содержащее последовательно соединенные опорный генератор, первый строб-преобразователь, первый усилитель, первый фазовый детектор, строб-генератор, второй строб-преобразователь, второй усилитель и второй фазовый детектор, при этом другой вход первого строб-преобразователя подключен к выходу строб-генератора, а другой вход второго строб-преобразователя. подключен к выходу подстраиваемого генератора через аттенюатор, а между выходом

30 строб-генератора и вторыми входами первого и второго фазовых детекто,ров включен делитель частоты 2).

Однако известное устройство не ойладает достаточной точностью при рас ширении диапазона рабочих частот.

Это объясняется тем, что система

ФАПЧ работает в режиме умножения частоты опорного генератора, а при большой кратности умножения возможны перескоки частоты перестраиваемо-40

ro генератора на один или несколько дискретов, равных частоте строб-генератора.

Цель изобретения — повышение точности при расширении диапазона

45 частот.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве фазовой автоподстройки частоты, содержащем последовательно соединенные опорный генера- о тор, первый строб-преобразователь, первый усилитель, первый фазовый детектор, строб-генератор, второй строб-преобразователь, второй усилитель и второй фазовый детектор, при этом другой вход первого строб-преобразователя подключен к выходу строб-генератора, другой вход второ294 2 го строб-преобразователя подключен к выходу перестраиваемого генератора через аттенюатор, между выходом строб-генератора и вторыми входами первого и второго фазовых детекторов включен делитель частоты, между выходом второго фазового детектора и управляющим входом перестраиваемого генератора включены последовательно интегратор и сумматор, к выходам перестраиваемого и опорного генераторов подключен дополнительный фазовый детектор, выход которого подключен к другому входу сумматора.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства фазовой автоподстройки частоты.

Устройство фазовой автоподстройки частоты содержит опорный генератор 1, первый строб-преобразователь

2, второй строб-преобразователь 3, строб-генератор 4, делитель 5 частоты, первый усилитель 6, первый фазовый детектор 7, второй усилитель 8, второй фазовый детектор 9, интегратор 10, сумматор 11, дополнительный фазовый детектор 12, перестраиваемый генератор 13 и аттенюатор 14.

Устройство фазовой автоподстройки частоты работает следующим образом.

Первый строб-преобразователь 2, первый усилитель 6, первый фазовый детектор 7 и строб-генератор 4 образуют первое кольцо ФАПЧ. На вход первого,разрой-преобразователя 2 поступает последовательность строб-импульсов с выхода строб-генератора 4 с периодом следования, равным

На сигнальный вход первого строб-преобразователя 2 поступает гармоническое напряжение с выхода опорного генератора 1. где Я вЂ” частота опорного генератора; 9 — фазовый сдвиг моментов перехода сигнала Uq через нуль относительно моментов появления строб-импульсов.

Между частотами 2с и частотой строб-генератора должно выпол2. няться соотношение где K, = 1,2,3. где Л вЂ” коэффициент передачи первого строб-преобразователя 2; — порядковый .номер стробимпульса; 10

Ц вЂ” величина напряжения на выходе первого строб-преобразователя 2 при напряжении на его входе 0»= О.

Первый усилитель 6 усиливает импульсный сигнал U1, одновременно отфильтровывая постоянную составляющую Ll . На один вход первого фазового детектора 7 поступает сигнал с выхода первого усилителя 6, а на вто- 20 рой вход — последовательность стробимпульсов, частота следования которых делителем 5 частоты уменьшается в два раза. Первый фазовый детектор 7 работает в режиме фазочувствительного выпрямления, поэтому напряжение на его выходе равно

Ц» - Ц „К?К К ЯН1 +

30 — коэффициент передачи первого усилителя 6 и первого фазового детектора 7. где k, и

Напряжение поступает на управ- 35 ляющий вход строб-генератора 4, регулируя частоту последнего до выполнения условия (1).

Второе кольцо ФАПЧ, включающее в себя второй строб-преобразователь 3,40 второй усилитель 8, второй фазовый детектор 9, интегратор 10, сумматор 11, перестраиваемый генератор 13 и аттенюатор 14 работает аналогично первому кольцу. 45

Однако если в первом кольце стробгенератор 4 подстраивается по гармоническому сигналу от опорного генератора 1, то во втором — регулирующее напряжение с выхода второго фазо-50 вого детектора 9 поступает через интегратор 10 и сумматор 11 на управляющий вход перестраиваемого генератора 13, подстраивая частоту последнего до выполнения условия (1). 55

Гармонический сигнал перестраиваемого генератора 13, ослабленный аттенюатором 14 на требуемую величиЭ 1107

Напряжение на выходе первого стробпреобразователя 2 равно

294 4 ну, поступает на сигнальный вход второго строб-преобразователя 3, на другой вход которого поступает последовательность строб-импульсов с выхода строб-генератора 4. На выходе второго строб-преобразователя 3 амплитуда последовательности импульсов пропорциональна угловому рассогласованию моментов появления строб-импульсов с выхода строб-генератора 4 и моментов — переходов через нуль гармонического сигнала с выхода аттенюатора 14. При совпадении моментов появления строб-импульсов и переходов через нуль гармонического сигнала ф 0 амплитуда импульсов на выходе второ-. го строб-преобразователя 3 равна нулю независимо ни от амплитуды гармонического сигнала, ни от дрейфа нуля второго строб-преобразователя 3 и дрейфа усиления второго усилителя 8. Все это обеспечивает формирование синфазных сигналов на входе устройства независимо от соотношения амплитуд сигналов при фиксированной частоте опорного генератора 1 и позво» ляет получить малый уровень изменения фазы выходного сигнала при изменении его амлпитуды.

1

Третье дополнительное кольцо включает в себя дополнительный фазовый детектор 12, перестраиваемый генератор 13 и сумматор 11 >. представляет собой быстродействующее кольцо ФАПЧ. Так как сигналы с выхода перестраиваемого генератора 13 и опорного генератора 1 непрерывные гармонические, то для разделения действия третьего и второго колец

ФАПЧ введен интегратор 10 подключенный к выходу второго фазового детектора 9, выходной сигнал которого поступает на сумматор 11, не ухудшающий быстродействия устройства.

Вновь введенные элементы в устройство позволяют осуществить подстройку частоты перестраиваемого генератора 13 по частоте опорного генератора 1 практически задолго до момента окончания переходных процессов в первом и втором кольцах ФАПЧ, а также уменьшить начальную расстройку частот перестраиваемого генератора 13 и опорного генератора 1 до нуля.

Кроме того, быстродействующее кольцо ФАПЧ отрабатывает уход частоты перестраиваемого генератора 13, обусловленный нестабильностью его пара1107294

Составитель С.Даниэлян

Редактор Н.Пушненкова Техред N,Тепер Корректор О.Луговая

Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д . 4/5

Заказ 5776/43

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 метров в моменты времени, когда на выходе второго строб-преобразователя;

3 установится амплитуда импульсов,,равная нулю, т.е. совпадут моменты

:.появления строб-иМпульсов и переходов 5 через нуль сигнала с выхода аттенюатора 14.

Таким образом, в предложенном устройстве полностью исключены перескоки частоты во втором кольце ФАПЧ во всем рабочем диапазоне частот . опорного генератора 1, что существенно повышает точность его работы при расширении диапазона рабочих частот.