Устройство для сравнения частот и фаз двух независимых электрических сигналов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ЧАСТОТ И ФАЗ ДВУХ НЕЗАВИСИМЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ .СИГНАЛОВ по авт. ев. № 720686, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости , в него введены последовательно соединенные дополнительный элемент И-НЕ и формирователь импульсов, а входы логического управлягацего блока подключены к выходам детектора разности частот.через введенный реверсивный счетчик, выходами которого являются выходы переноса суммирования и вычитания, а входами - входы суммирования и вычитания , при этом входы дополнительно го элемента И-ИЕ подключены к выходам логического управляющего блока, а выход формирователя импульсов под ключен к входу управления записью введенного реверсивного счетчика.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1164861 » р Н 03 D 13/00.. ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 720686 (21) 3600873/24-09 (22) 03.06.83 (46) 30.06.85. Бюл. ¹ 24 (72) В.Л.Кузнецов и Ю.Ф.Зеленый (53) 621.376.239(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 720686, кл. Н 03 D l3/00, 15.07.76 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ

ЧАСТОТ И ФАЗ ДВУХ НЕЗАВИСИМЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ по авт. св. № .720686, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехо. устойчивости, в него введены последовательно соединенные дополнительный элемент И-НЕ и формирователь импульсов, а входы логического управляющего блока подключены к выходам детектора разности частот через введенный реверсивный счетчик, выходами которого являются выходы переноса суммирования и вычитания, а входами входы суммирования и вычитания, при этом входы дополнительно т го элемента И-НЕ подключены к выходам логического управляющего блока, а выход формирователя импульсов.под ключен к входу управления записью введенного реверсивного счетчика.

1164861

Изобретение относится в радиотехнике и может использоваться в системах частотно-фазовой автоподстройки частоты, применяемых в синтезаторах частот, и демодуляторах частот- 5 но-модулированных (ЧМ) сигналов.

По основному авт. св. М 720686 известно устройство для сравнения частот и фаз двух независимых электрических сигналов, содержащее детек- 10 тор разности частот и фазовый детектор, первые входы которых подключены к одному иэ источников сравниваемых сигналов, ключ на двух последовательно соединенных логических эле- 15 ментах и логический управляющий блок, входы которого подключены к выходам детектора разности частот, а выходы — к первым входам первого и второго логических элементов ключа, . ?и вторые входы детектора разности частот и фазового детектора подключены к другому источнику сравниваемых сигналов, а выход фазового детектора соединен с вторым входом 25 первого логического элемента клю à 11.

Однако известное устройство имеет недостаточную помехоустойчивость изза перехода из режима фазового детектирования в режим частотного и обратно при частотной модуляции одного из входных сигналов.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости. 35

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сравнения частот и фаз двух независимых электрических сигналов, содержащее детектор разности частот и фазовый де тектор, первые входы которых подключены к одному из источников сравниваемых сигналов, ключ на двух последовательно соединенных логических элементах и логический управляющий блок, входы которого под- ключены к выходам детектора разности частот, а выходы — к первым входам первого и второго логических элементов ключа, вторые входы детектора разности частот и фазового детектора 5 подключены к другому источнику сравниваемых сигналов, а выход фазового детектора соединен с вторым входом первого логического элемента-ключа, введены последовательно соединенные 55 дополнительный элемент И-HE и формирователь импульсов, а входы логичес-. кого управляющего блока подключены к выходам детектора разности частот через введенный реверсивный счетчик, выходами которого являются выходы переноса суммирования и вычитания, а входами — входы суммирования и вычитания, при этом входы дополнительного элемента И-НЕ подключены к выходам логического управляющего блока, а выход формирователя импульсов подключен к входу управления записью введенного реверсивного счетчика.

На чертеже приведена структурная электрическая схема предложенного устройства. !

Устройство для сравнения частот и фаз двух независимых электрических сигналов содержит детектор 1 разности частот, фазовый детектор 2, введенный реверсивный счетчик 3, логический управляющий блок 4 состоящий из трех PS -триггеров 5-7, и элемента И-НЕ 8, ключ 9, состоящий из двух логических элементов 10 и

11, дополнительный элемент И-НЕ 12, формирователь 13 импульсов.

Устройство работает следующим образом.

При f (f, где „ — частота опорного генератора; f — частота синхронизируемого генератора, на выходе 14 детектора 1 разности частот появляется сигнал "1", а на выходе

15 — последовательность импульсов с частотой равной разности - Е„.

После переполнения введенного реверсивного счетчика 3 на выходе 16 логического управляющего блока 4 формируется сигнал "0", который блокирует вход логического элемента 10, вследствие чего сигнал с фазового детектора 2 не проходит через ключ

9. Поскольку на выходе 17 имеется

"1", то на выходе 20 устройства устанавливается напряжение Е (низкий уровень) и частота j понижается. После того как частоты сигналов сравняются и станет меньше на выходе 14 детектора 1 разности частот появляются импульсы с разностной частотой 1„ — и после заполнения реверсивного счетчика 3 на его выходе 18 переноса вычитания появляется "0" и поступает на вход логического управляющего блока 4, на выходе 16 которого формируется сигнал " 1", который открывает ключ

9 и разрешает прохождение сигнала с фазового детектора 2 через логи! 16486 1 коэффицие нт деле ния .

3 ческий элемент 10, На выходе 20 устройства появляется напряжения (дЧ) и в системе автоподстройкн устанавливается режим синхронизма.

Одновременно с появлением на обоих выходах 16 и 17 логического управляющего блока 4 сигнала "1" на выходе дополнительного логического элемента И-НЕ 12 формируется перепад напряжения, который запускает формирователь 13 импульсов. Импульс, снимаемый с выхода формирователя 13 импульсов, производит установку кода введенного реверсивного счетчика 3, соответствуюшего

его среднему значению <, где М—

Рассмотрим случай, при котором

В данном случае на выходе

15 детектора 1 разности частот формируется сигнал "1.", а на выходе

14 — последовательность импульсов, с частотой, равной разности - ° .1

После заполнения введенного реверсив-25 ного счетчика 3 на его выходе 18 переноса вычитания формируется сигнал "0", который устанавливает "1" на выходе RS-триггера 5 и "0" на прямом выходе RS -триггера 7. Логи- 30 ческая единица на выходе RS-триггера 5 не изменяет состояния RS-триггера 6 и на его прямом выходе сохраняется " 1". Сигнал с выхода фазового детектора 2 через логический эле- 5 мент 10 ключа 9 передается на вход логического элемента 11, а "0" на другом входе логического элемента

11 блокирует сигнал с фазового детектора 2 и на выходе 20 устройства по- 40 является напряжение 1(высокий уровень которого, воздействуя на частоту синхронизируемого генератора, повышает ее). При этом на выходе элемента И-НЕ 8 формируется "1", так 45 как на инверсном выходе РЬ-триггера

6 появляется "0". Когда частоты входных сигналов сравняются, т.е. f> =E» то на выходе 14 детектора 1 разности частот и на выходе 18 реверсивного 50 счетчика 3 исчезнет импульсный сигнал, т.е. установится " 1". При этом

RB-триггеры 5-7 и элемент И-HE 8 своего состояния не изменят, так как критерием равенства частот является -55 отсутствие импульсов на выходах 15 14 и 18, 19, а не наличие на них "1" так как даже при 1Ф на этих выходах в основном присутствует " 1" и только на очень короткое время появляется "0, т. е. формйруется импульсный сигнал с большой скважностью.

Как только K станет больше f„, на выходе 15 детектора 1 разности частот появляется импульсный сигнал с частотой — 11 и после заполнения введенного реверсивного счетчика 3 на его выходе 19 переноса суммирования появляется "0", который вызывает переключение RS -триггера 6. После того, как на выходе 19 вновь появляется "1", на всех входах элемента

И-НЕ 8 появляется состояние "1", что приводит к появлению на его выходе

11 I!

0 и к опрокидыванию RS -триггера

5. На выходе RS-триггера 5 появляется "0", который вызывает опрокидывание PS триггеров 6 и 7 и появление на выходах 16 и 17 сигнала " 1," (ключ 9 открывается и сигнал с выхода фазового детектора 2 поступает на выход устройства). На выходе 20 устройства в этом случае появляется напряжение Е = 4 (дЧ) и в системе автоподстройки устанавливается режим синхронизма.

Одновременно с опрокидыванием RSтриггеров 6 и 7 производится установка исходного состояния введенного реверсивного счетчика 3.

Таким образом, в установившемся режиме при паразитной частотной модуляции одного из входных сигналов импульсы на входах логического управляющего блока 4, которые могут вызвать переключение устройства из режима фазового детектирования в режим частотного и обратно, появляются только при переполнении введенного реверсивного счетчика 3, т.е. если эа время возрастания либо убывания частоты модулированного сигнала набег разности фаз входных сигналов составит более 271 — = Ti8 где

М

2 коэффициент деления введенного реверсивного счетчика 3. При частотной модуляции гармоническим сигналом максимальный набег разности фаз входных сигналов составит ЬО = 2а и условие неискаженного детектирования можно записать следуюцим образом

УМ

Прн использовании двоичного реверсивного счетчика и индекса частот1164861 (о — )+ $

Zw 1

2 ltd где log целая часть числа.

Составитель И.Грабилин

Редактор H,ÂîëoBèê Техред Ж.Кастелевич Корректор А.Обручар

Заказ 4197/53

Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ной,модуляции входного сигнала т необходимое число разрядов счетчика и равно

Таким образом, предлагаемое устройство для сравнения частот и фаз двух независимых электрических сигналов сохраняет работоспособность при индексе параэитной частотной модуляции одного из входных сигна11-1 лов в 2 раза больше, чем у известных устройств, что эквивалентно повышению помехоустойчивости.

При использовании предлагаемого устройства в следящих фильтрах улучшается чистота спектра выходного сигнала синхронизируемого генератора

5 путем устранения скачков управляющего напряжения, вызванных ложными переключениями режимов частотного и фазового детектирования при паразитной частотной модуляции входного опорного сигнала. Кроме того, использование предлагаемого устройства в составе системы фазовой автоподстройки частоты, работающей в качестве широкополосного демодулятора частотно-модулированных сигналов, позволяет устранить потери информации, вызванные ложными переключениями режимов работы.