Устройство синхронизации по несущей частоте

 

УСТРОЙСТВО СИНХРОНИЗАЦИИ ПО НЕСУЩЕЙ ЧАСТОТЕ, содержащее управ ляемый генераторJ фазорасщепитель, блок определения фазы входного сигнала первый вход которого является входом устройства, и последовательно соединенные фазовый детектор и фильтр нижних частот, а также индикатор захвата синхронизма, выход которого Подключен к первым входам первого и второго ключей и к первым входам первого и второго блоков совпадения, выходы которых через блок памяти по; ключены к первому и второму входам коммутатора, к соответствующим входам которого подключены выходы фазорасщепителя , отличающееся тем, что, с цепью уменьшения времени вхождения в синхронизм, введены кодопреобразователь , фазовращатель, последовательно соединенные кварцевый гене-i ратор и формирователь интервала aHanijtза , а также последовательно соединенные счетчик, цифроаналоговьй преобразователь и сумматор, к второму входу которого подключен выход фильтра нижних частот, а выход сумматора через управляемый генератор подклю- . чен к входу фазорасщепителя, выходы которого подключены к дополнительным входам блока определения фазы входного сигнала, вькоды которого через кодопреобразователь подключены к вторым входам первого и второго блоков совпадения, при этом первый и второй выходы формирователя интервала анализа подключены соот ветственно к вторым входам первого и второго ключей, выходы которых подключены к входам счетчика, а третий выход формирователя интервала анализа подключен к второму входу блока определения-фазы входного сигнала, причем выход коммутатора подключен к первому, входу фазового деектора и через фазовращатель к первому входу индикатора захвата синхронизма, второй вход которого объед1й1ен с третьим входом первого ключа, с вторым входом фазового детектора и входом устройства.

СО2ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

09) (22) 3(б2) Н 04 L 7/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

hO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OYHPblTHA (21) 3632778/24-09 (22) 09.08.83 (46) 15.11.84. Вюл. М- 42 (72) О.Д. Купеев, А.И. Королев, Ю.А. Лобанов и Э.А. Чуйко (71) Минский радиотехнический институт (53) 621.394.662(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 811503, кл. Н 04 1. 27/18, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

N - 612717, кл. Н 04 L 7/02, 1976 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО СИНХРОНИЗАЦИИ

ПО НЕСУЩЕЙ ЧАСТОТЕ, содержащее управ. ляемый генератор, фазорасщепитель, блок определения фазы входного сигнала первый вход которого является входом устройства, и последовательно соединенные фазовый детек гор и фильтр нижних частот, а также индикатор захвата синхрониэма, выход которого подключен к первым входам первого и второго ключей и к первым входам первого и второго блоков совпадения, выходы которых через блок памяти подключены к первому и второму входам коммутатора, к соответствующим входам которого подключены выходы фазорасщепителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения времени вхождения в синхронизм, введены кодопреобразователь,фазовращатель, последовательно соединенные кварцевый гене-, ратор и формирователь интервала акал) эа, а также последовательно соединенные счетчик, цифроаналоговый преобразователь и сумматор, к второму входу которого подключен выход фильтра нижних частот, а выход сумматора через управляемый генератор подключен к входу фазорасщепителя, выходы которого подключены к дополнительным входам блока определения фазы входного сигнала, выходы которого через кодопреобразователь подключены к вторым входам первого и второго блоков совпадения, при этом Я первый и второй выходы формирователя интервала анализа подключены соответственно к вторым входам первого и второго ключей, выходы которых подключены к входам счетчика, а Я третий выход формирователя интервала анализа подключен к второму входу блока определения-фазы входного сигнала, причем выход коммутагора подключен к первому. входу фаювого детектора и через фазовращатель к первому входу индикатора захвата синхронизма, второй вход которого объедИнен с третьим входом первого ключа, с вторым входом фазового детектора и входом устройства.

1124440

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано для синхронизации по несущей частоте в устройстве передачи данных в системах сбора и обработки информации и в системах коммутации связи.

Известно устройство выделения опорного колебания из фаэоманипулированного принимаемого си. нала, содержащее последовательно соединенные 10 фильтр нижних частот, управляемый генератор и два перемножителя, первые входы которых объединены, а выходы подключены к входам соответствующих интеграторов, причем выход 15 основного фазовращателя соединен с вторым входом соответствующего перемножителя, а на установочные. входы интеграторов подан синхронизирующий сигнал, а также дополнительный фазо- 20 вращатель, сумматор и два управляемых фазовращателя, входы которых соединены соответственно с выходами управляемого генератора и интеграторов, входы которых соединены с 25 входами сумматора, выход которого подключен к входу фильтра нижних частот, при этом выходы управляемых фазовращателей соединены соответственно с входами основного и дополни- щ тельного фазовращателей, выход которого подключен к второму входу аоответствующего перемножителя (1) .

Однако известное устройство обладает большим временем вхождения . в синхронизм.

Наиболее близким к предлагаемому по техническому решению является устройство синхронизации по несущей частоте, содержащее управляемый гене-40 ратор, фазорасщепитель, блок определения фазы входного сигнала, первый вход которого является входом устройства, и последовательно соеди- ., ненные фазовый детектор и фильтр ниж- 45 них частот, а также индикатор захва-, ! та синхронизма, выход которого подключен к первым входам первого и второго ключей и к первым входам первого и второго блоков совпадения, вы-50 ходы которых через блок памяти подключены к первому и второму входам коммутатора, к соответствующим входам которого подключены выходы фазорасщепителя, при этом выход удрав- 55 ляемого генератора непосредственно и через первый делитель подключен соответственно к второму и третьему входам первого ключа и первому входу индикатора захвата синхронизма, а вход устройства через второй делитель соединен с вторым входом второго ключа, к третьему входу которого подключен выход коммутатора (2) .

Недостатком известного устройства синхронизации по несущей частоте является длительное время вхождения

f в синхрониэм.

Цель изобретения — уменьшение времени вхождения в синхронизм.

Поставленная цель достигается тем, что, в устройство синхронизации по несущей частоте, содержащее управФ ляемый генератор, фаэорасщепитель, блок определения фазы входного сигнала, первый вход которого является входом устройства, и последовательно соединенные фазовый детектор и фильтр нижних частот, а также индикатор захвата синхронизма, выход которого подключен к первым входам первого и второго ключей и к первым входам первого и второго блоков совпадения, выходы которых через блок памяти подключены к первому и второму входам коммутатора, к соответствующим входам которого подключены выходы фазорасщепителя, введены кодопреобразователь, фазовращатель, последовательно соеди-. ненные кварцевый генератор и формирователь интервала анализа, а также последовательно соединенные счетчик, цифроаналоговый преорразователь и сумматор, к второму входу которого подключен выход фильтра нижних частот, а .выход сумматора через управляемый генератор подключен к входу фазорасщепителя, выходы которого подключены к дополнительным входам блока определения фазы входного сигнала, выходы которого через кодопреобраэователь подключены к вторым входам первого и второго блоков совпадения, при этом первый и второй выходы формирователя интервала анализа подключены соответственно к вторым входам первого и второго ключей, выходы которых подключены к входам счетчика, а третий выход формирователя интервала анализа подключен к второ му входу блока определения фазы входного сигнала, причем выход коммутатора подключен к первому входу фазового детектора и через фазовращатель к первому входу интервала захвата синхронизма, второй вход которого объе1124440 динен с третьим входом первого ключа, с вторым входом фазового детектора и входом устройства.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства синхронизации по несущей частоте.

Устройство синхронизации по несущей частоте содержит фазовый детектор 1, фильтр 2.нижних частот, сумматор 3, управляемый генератор 4, фа- 10 зорасщепитель 5, блок 6 определения фазы входного сигнала, кодопреобразователь 7, первый 8 и второй 9 блоки совпадения, блок 10 памяти, коммутатор 11, фазовращатель 12, ин- 15 дикатор 13 захвата синхронизма, первый 14 и второй 15 ключи, счетчик

16, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 17, формирователь 18 ин тервала анализа, кварцевый генера- 2п тор 19.

Фазовый детектор 1 служит для формирования сигнала фазовой ошибки.

Реализуется на основе сумматора по модулю два. Фильтр 2 нижних час- 25 тот кольца ФАПЧ предназначен для обеспечения фильтрующих и динамических свойств устройства. Реализуется на основе пропорционально интегрирующего RC-фильтра нижних частот. 30

Сумматор 3 служит для суммирования двух сигналов: сигнала с выхода фильтра 2 нижних частот и с выхода цифроаналогового преобразователя 17 и выполняется на основе резисторной схемы суммирования.

Управляемый генератор 4 преднаэна. чен для выработки опорного сигнала, частота которого соответствует частоте входного сигнала. Реализуется на основе управляемого варикапом

I.Ñ-генератора.

Фазорасщепитель 5 служит для формирования сигналов опорной частоты с фазой 0; н/2; 1, 3/2н, необхо- 45 димых для измерения и реализуется на основе линии задержки, выполненной без отрезка коаксиального кабеля и логических элементов в базисе

И-ИЛИ-НЕ.

Блок 6 определения фазы входного сигнала реализуется на основе сумматоров по модулю два, интеграторов,выполненных на КС-фильтрах нижних частот со сбросом, и пороговых диффе- 55 ренциальных усилителей.

Кодопреобразователь 7 служит для формирования двоичного кода, соответствующего области значения фазы входного сигнала. Реализуется на логических элементах И-ИЛИ-НЕ.

Первый 8 и второй 9 блоки совпадения предназначены для отключения измерителя фазы в режиме синхронизма и блокировки блока 10 памяти. Реализуются на логических элементах И-НЕ.

Блок 10 памяти, или стабильный элемент, необходим для записи двоичного кода, поступающего с кодопреобразователя. Реализуется íà D-тригге рах и логических элементах И-ИЛИ-НЕ.

Коммутатор 11 служит для подключения к фазовому детектору сигнала с управляемого генератора с фазой, соответствующей фазе входного сигнала.

Реализуется на логических элементах

И-ИЛИ-НЕ.

Фазовращатель 12 предназначен для формирования сигнала с фазовым сдви/\ гом, отличающегося на и /2 от фазы сигнала управляемого генератора 4, и реализуется на линии задержки, выполненной в виде отрезка из коаксиального кабеля PK-50.

Индикатор 13 захвата синхрониэма служит для принятия решения о блокировке устройств установки час" таты и фазы. Индикатор 13 захвата синхронизма реализуется в виде сумматора по модулю два, фильтра нижних частот и усилителя-ограничителя.

Первый 14 и второй 15 ключи предназначены для отключения измерителя частоты в режиме синхронизма и реализуются на комбинационной схеме, выполненной на логическйх элементах ИЛИ-НЕ.

Счетчик 16 служит для подсчета импульсов эа время анализа Т и реализуется на счетных триггерах, выполненных с помощью D-триггеров, охваченных обратной связью.

Цифроаналоговый преобразователь 17 предназначен для формирования напряжения, соответствующего частоте входного сигнала. Реализуется на основе резисторного сумматора, выполненного по цепочечной схеме R-2R.

Формирователь 18 интервала анализа предназначен для сброса интегратора блока 6. определения фазы входного сигнала и установки счетчика 16 в нулевое состояние, реализуется в виде счетчика с последовательным переносом, выполненным íà D-триггерах, охваченных обратной связью, и дешифратора, задающего коэффициент счета.

1124440

Кварцевый генератор 19 служит формирователем высокостабильной частоты, необходимой для измерения частоты и фазы, т.е. для формирования времени анализа Т, Реализуется на 5 дифференциальном усилителе с кварцем, в цепи обратной связи (по схеме Ваттлера) .

Устройство синхронизации по несущей частоте работает следующим образом.

В режиме захвата оценка несущей частоты происходит следующим образом.

Формирователь 18 интервала анализа устанавливает счетчик 16 в нулевое состояние. Счетчик 16 начинает считать количество периодов входного сигнала на интервале анализа, который формируется кварцевым генератором 19 и счетчиком интервала анализа в формирователе 18 интервала анализа.

Количество подсчитанных периодов входного сигнала со счетчика 16 поступает в ПАП 17, где преобразуется в напряжение, соответствующее несущей частоте входного сигнала. Это напряжение через сумматор 3 подается на управляемый генератор 4, сигнал которого устанавливается па час30 тоту, соответствующую частоте входного сигнала.

Оценка фазы происходит следующим ° способом.

В фазорасщепителе 5 формируются четыре значения фазы (О; и /2;.ГЗ/Ж) З5 сигнала, который поступает с выхода управляемого генератора 4. В блоке

6 определения фазы входного сигнала происходит сравнение фазы входного сигнала с четырьмя значениями фазы сигнала с выхода управляемого генератора 4 и принятие решения о том, в какой зоне находится фаза входного сигнала, путем формирования двоичного кода на выходе блока

6 определения фазы входного сигнала.

Этот двоичный код поступает в кодопреобразователь 7, служащий для преобразования 4-разрядного кода в двух.раэрядный и для того, чтобы ошибочные переходы, вызванные шумами в канале связи, быпи равновероятны.

С кодопреобразователя 7 вся информация через первый 8 и второй 9 блоки совпадения записывается в блок 10 памяти. С выхода блока 10 памяти двоичный код фазы поступает на коммутатор 11, который подключает к фаэовому детектору, сигнал управляемого генератора 4 с выхода фазорасщепителя 5, фаза которого соответствует фазе входного сигнала.

Этот же сигнал поступает через фаэовращатель 12 на первый вход индикатора 13 захвата синхрониэма, на который поступает также входной сигнал с выхода демодулятора. Индикатор 13 захвата синхронизма при наличии синхронизма принимает решение блокировки ключей 14 и 15 и блоков совпадения 8 и 9, Это происходит следующим образом.

Входной сигнал и сигнал с выхода коммутатора 11 поступает на индикатор 13 захвата синхрониэма сдвинутыми относительно друг друга на и /2.

Если синхронизация достигнута, то срабатывает индикатор 13 захвата синхронизма. с выходным сигналом индикатора 13 захвата синхрониэма посредством первого ключа 14 блокируется счетчик 16 от поступления входного сигнала, вторым ключом 15 блокируется счетчик 16 от установки в "0", а первым 8 и вторым 9 блоками совпадения блокируется блок 10 памяти от перезаписи двоичного кода, соответствующего фазе входного сигнала, Далее схема работает как обычная система фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ). !

В режиме синхронизма происходит постоянное слежение за несущей частотой и фазой входного сигнала посредством замкнутого кольца ФАПЧ, состоящего из фазового детектора 1, фильтра 2 нижних частот, сумматора З,управляемого генератора 4, фазорасщепителя 5, коммутатора 11. Так как индикатор 13 захвата .синхронизма фиксирует"наличие синхронизации посредством формирования запрещающего сигнала на ключи 14 и 15 и блоки 8 и 9 совпадения, то не происходит оценка частоты счетчиком 16 и перезапись инфор- мации о фазе с выхода кодопреобразователя 7 в блок 10 памяти, При этом с выхода ЦАП 17 и блока,10 памяти поступают значения оценок частоты и фазы соответственно, измеренные последний раз перед срабатыванием индикатора 13 захвата синхронизма. Этот режим имеет место вплоть до срыва синхронизации либо прекращения работы устройства.

1124440

Составитель Г. Лерантович

Редактор Л.Веселовская Техред Т.Маточка Корректор В. Гирняк

Заказ 8299/45 Тираж 634 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

1 по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная. 4

Если по каким-либо причинам произошел срыв синхронизации, индикатор

13 захвата синхронизма принимает решение об установлении счетчика 16 в состояние "0" и подключает к счетчику 16 входной сигнал, а также кодопреобразователь 7 к блоку 10 памяти.

Следовательно, при срыве синхронизации вновь начинается режим захвата, описанный выше.

Таким образом, устранение неопределенности по частоте и фазе с по6 мощью измерительных устройств обеспечивает значительное уменьшение времени установления синхронизации по сравнению с обычной ФАПЧ.