Устройство фазовой автоподстройки

 

Изобретение относится к электро- . связи и м.б, использовано в автоматике и телемеханике, Повьппается точ- .кость фазирования без снижения полосы синхронизации. Устройство содержит 1-й элемент И-НЕ 1, 1-й элемент задержки 2, 2-й элемент задержки 3, 2- й элемент И-НЕ 4, фазовый детектор 5, фильтр нижних частот 6 и управляемый генератор 7, Повышение точно сти фазирования без снижения полосы .синхронизации достигается тем, что между выходом управляемого генератора 7 и входом 2-го элемента И-НЕ 4 включен 1-й элемент.задержки 2 и между выходом 1-го элемента И-НЕ 1 и другим входом 2-го элемента И-НЕ 4 включен 2-й элемент задержки 3, а другой вход 1-го элемента И-НЕ 1 подключен к выходу управляемого генератора 7, Величина фазового рассогласования определяется длительностью импульсов на выходе 1-го элемента И-НЕ 1, При увеличении длительности синхронизирующих импульсов автоматически сокращается длительность импульсов на выходе 1-го элемента И-НЕ 1, В результате динамика работы фазового детектора 5 не изменяется , а зона неопределенности остается постоянной величиной,зависящей только от величины задержки. Предлагаемое устройство обеспечивает нормальную работу при кратном соотношении частот, т,е. с расширенным диапазоном изменения синхронизирующих частот, 4 ил. 5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

Н

РЕСПУБЛИН

09) (11) сю4 Н 03 1 7 00

ЮСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг. t (21) 3719653/24-09 (22) 30.03.84 (46) 15.03.86. Бюл. и 10 (72) Н.Ф.Трофимов (53) 621.396.666 (088.8) ($6).Авторское свидетельство СССР

Ф 674186, кл. Н 03 L 7/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1138946, кл.Н 03 L 7/00, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКИ (57) Изобретение относится к электросвязи и м.б. использовано в автоматике и телемеханике. Повышается точность фазирования без снижения полосы синхронизации. Устройство содержит 1-й элемент И-НЕ 1, 1-й элемент задержки 2, 2-й элемент задержки 3, 2-й элемент И-НЕ 4, фазовый детектор 5, фильтр нижних частот 6 и управляемый генератор 7. Повьппение точности фазирования без снижения полосы .синхронизации достигается тем, : что между выходом управляемого генератора 7 и входом 2-го элемента И-НЕ 4 включен 1-й элемент,.задержки 2 и между выходом 1-го элемента И-НЕ 1 и другим входом 2-го элемента И-НЕ 4 включен 2-й элемент задержки 3, а другой вход 1-го элемента И-НЕ 1 подключен к выходу управляемого генератора 7. Величина фазового рассогласования определяется длительностью импульсов на выходе 1-го элемента И-НЕ 1. При увеличении длительности синхронизирующих импульсов автоматически сокращается длительность импульсов на выходе 1-ro элемента

И-НЕ 1. В результате динамика работы фазового детектора 5 не изменяет- Е

O ся, а зона неопределенности остается постоянной величиной. зависящей толь ко от величины задержки. Предлагаемое устройство обеспечивает нормальную работу при кратном соотношении Н

Ъю частот, т.е. с расширенным диапазоном изменения синхронизирующих частот, 4 ил.

Изобретение относится к электросвязи и предназначено для использования в цифровых системах связи для обеспечения синхронной работы приемного и передающего оборудования, а также может быть использовано в автоматике и телемеханике.

Целью изобретения является повышение точности фазирования без снижения полосы синхронизации.

На фиг. 1 представлена структурная ,электрическая схема устройства синхронизации с ФАП; на фиг.2 — временные диаграммы, иллюстирующие работу устройства в состоянии динамического равновесия для случая Й =f (N=1) и скважности синхронизирующих импульсов Q=2 с учетом инерционных свойств элементов временного детектора f и f соответственно частоты сигнала и управляемого генератора; на фиг.Звременные диаграммы, иллюстрирующие. работу устройства в режиме внутренней синхронизацин, т.е. при отсутствии синхронизирующего сигнала;.на фиг.4 — временные диаграммы, иллюстрирующие работу устройства для случая

N= - . =.4 ; Q = л = †.Г- =2

Т Т ис иг

Устройства ФАП содержит первый элемент И-HE 1, первый 2 и второй 3 элемент задержки, второй элемент

И-НЕ 4, фазовый детектор 5, фильтр 6 нижних .частот и управляемый генератор 7.

Устройство работает следующим образом.

Входные синхронизирующие импульсы (фиг.2,а) поступают на один из входов первого элемента И-НЕ 1, на другой вход которого потупают импульсы (фиг.2,е) от управляемого гевератора 7.

При совпадании этих импульсов через первый элемент И-HE 1 проходят импулЬсы (фиг.2,б) которые поступают на один из входов фазового детектора 5. В момент времени t, совпадающий с моментом поступления импульсов (фиг.2,б)- от первого элемента

И-НЕ 1, фазовый детектор 5 через врел мя задержки срабатывания,р переключается иэ нулевого в единичное состояние (фиг.2,ж), в котором он находится до момента t поступления импульсов (фиг.2,r) от второго элемента И-НЕ 4. На один из входов второ-

218462 . 2 го элемента И-НЕ 4 поступают импульсы (фиг.2,в) от первого элемента

И-НЕ 1, задержанные на величину и проинвертированные вторым элемен5 том На другой вход второго элемента И- НЕ 4 поступают импульсы (фиг.2,д) от управляемого генератора 7, задержанные на величил ну „ первым элементом 2 задержки.

10 В момент t поступления импульса от второго элемента И-НЕ 4 на вход фазового детектора 5 решается вопрос о его переключении из одного состояния в другое. Решение о переключении

15 фазового детектора 5 и, следовательно, о коррекции управляемого генера" тора 7 принимается в зависимости от наличия (при длительности импульсов > „,;„, при которой фазовый детек20 тор способен переключаться в другое состояние) импульсов (фиг.2,r) от второго элемента И-НЕ 4. Наличие или отсутствие импульсов на выходе второго элемента И-НЕ 4 определяется

25,фазовым (временным) рассогласованием

t импульсов на входах фазового детектора 5. В состоянии динамического равновесия фазовое рассогласование (ошибка) изменяется от максимального

30 значения t „(соответствующего наличию импульса на выходе второго элемента И-НЕ 4) до минимального значения tc „(отсутствие импульсов на выходе второго элемента И-НЕ 4). л

Зона = Е -,не зависит от частотной расстройки, определяется нечувствительностью временного детектора. л

За счет конечной величины t sD

40 фронты импульсов (на фиг.2 отмечены пунктиром) подвержены дрожанию с раэ„л махом, определяемым величиной вр .

Из анализа временных диаграмм фиг.2 следует, что значения задерл и

45 жек „ и должны быть выбраны из условия отсутствия перекрытия импульсов на входах фазового детектора, которое выполняется, если б ) л

1 fnih значение „ ограничено сверху условием обеспечения длительности импульсов на выходе первого элемента И-НЕ 1, достаточной для устойчивого переключения фазового детектора, т.е. л

A<6 1 + ">g °

Таким образом, если „ . и л „> ь„„;„(а эти условия легко выполняются на практике), то в состоянии динамического равновесия устанавливаетf

1218462 ся такой режим работы временного детектора, при котором осуществляется привязка импульсов управляемого генератора (фиг.2,е) к переднему фронту синхронизирующих импульсов, что не приводит к изменению фазового рассогласования и зоны неопределенносл ти L н фазового детектора.

Величина фазового рассогласования с "2 4 w wi — д1 „,„) одре деляется при этом длительностью импульсов на выходе первого элемента

И-HE 1.

Действительно, при увеличении длительности синхронизирующих импульсов („ > t ) автоматически сократ r ,щается длительность импульсов (i>

= с) на выходе первого элемента И-HE 1. в результате этого динамика работы фазового детектора 5 не изменяется, л а зона неопределенности (Lzo tq-t =

=L 2+ Lug) остается постоянной величиной, зависящей только от величины л задержки с и .

Таким образом, достигается повышение точности фаэирования без снижения полосы синхронизации.

При пропадании синхронизирующего сигнала обеспечивается автоматический переход в режим внутренней синхронизации, (автогенерации) на номинальной частоте.

При пропадании (обрыве входной цепи) синхронизирующего. сигнала,т.е. при наличии единичного потенциала (фиг.З,а) на входе первого элемента И-НЕ 1, через него на первый вход фазового детектора 5 поступают импульсы (фиг.Ç,б1 от управляемого генератора.7 (фиг.З,е).

Импульсы (фиг.3,6) от первого элемента И-НЕ 1, пройдя второй элемент 3 л задержки (фиг.З,в) через время, поступают на вход второго элемента

И-НЕ 4. На другой вход этого элемента поступают импульсы от управляемого генератора (фиг.З,е), задержанные на время 1„ превым элементом 2 задержки (фиг.З,д). Поскольку импульсы (фиг.З,в и 3 д) на вход второго элемента И-НЕ 4 поступают почл ти одновременно („Ф ь ), то они проходят через этот элемент и посту:пают на другой вход фазового детектора 5.

Фазовый детектор 5 переключается в единичное состояние с приходом(С ) импульса от первого элемента И-HE 1 и возвращается в нулевое состояние с уходом (tg) этого импульса. Перекл»чение в момент t< прихода импульса (фиг.Ç,г) на второй вход фазового

5 детектора невозможно ввиду присутствия импульса (фиг.З,б) на первом его входе. В этом случае фазовый де, тектор 5 выполняет функции инвертора импульсов (фиг.З,ж), поступающих

1р Hà его вход от первого элемента

И-HE 1. При скважности этих импульсов, равной двум, управляющее напряжение, формируемое фильтром 6 нижних частот из сигнала фазового детектора 5, принимает среднее значение (фиг.З,ж пунктир) и генератор 7 обеспечивает генерацию импульсов с номинальной частотой следования, соответствующей нулевой частотной

2б расстройке.

В известных устройствах синхронизации с использованием двухпозиционных временных детекторов это положительное свойство отсутствует, 25 так как фазовый детектор при пропа-. дании синхронизирующего сигнала переключается в одно устойчивое состояние, соответствующее положительной или отрицательной максимальной частотной расстройке.

Предлагаемое устройство обеспечивает нормальную работу при кратном соотношении частот как при

fe (Е, так и лри fc > Ер, т.е. с расширенным диапазоном изменения синхронизирующих частот.

На фиг.4 представлены временные диаграммы, иллюстрирующие работу устройства при положительной (на фиг.4 слева) и отрицательной (на фиг.4 справа) максимальной частотной расстройке.

В отличие от случая 0=1(й -f„) здесь на работу фазового детектора

45 влияют мешающие импульсы (на фиг. 4 заштрихованы), которые проходят через первый элемент И-НЕ 1 (фиг.4,б), второй элемент 3 задержки (фиг.4,в) и второй элемент И-НЕ 4 (фиг.4,г).

В результате фазовый детектор 5 переключается из одного состояния в другое независимо от величины и знака фазового рассогласования и находится в этом состоянии на время действиях этих мешающих импульсов.

Однако это не нарушает работу устройства, так как в момент време:ни 1 азовый детектор 5 переключа1218462

Фиг. 2 ется в исходное (единичное) состоял ние, а через время „ в момент времени t < решается вопрос о его переключении в зависимости от фазового рассогласования синхронизирующих импульсов (фиг.4,а) и импульсов управляемого генератора 7 (фиг.4,е и 4,д)

Как в случае N=1 при длительносл ти импульсов „,. на выходе второго л ir элемента И-НЕ 4, достаточной для устойчивого переключения фазового детектора, последний переключается в нулевое состояние (на фиг.4 слева). и. и, При длительности импульсов на выходе второго элемента И-НЕ 4 фазовый детектор 5 остается в единичном состоянии (на фиг.4 справа). Через время,-равное периоду следования импульсов Т„, картина вновь повторяется. Таким образом, здесь влияние мешающих импульсов приводит лишь увеличению зоны неопределенности работы фазового детектора 5 на велил чину, т.е. к снижению управляющего напряжения Uq „ (фиг.4,ж справа пунктир) и увеличению Uy „,;„ (фиг.

4,ж — слева пунктир). Снижение поло- сы синхронизации эа счет сокращения размаха управляющего напряжения незначительно,(в рассматриваемом слу)! чае =1- --" — = 0 815 ) и слабо заТг висит от N, так как с увеличением N

5 хотя и увеличивается зона неопределенности, однако пропорционально увеличивается период регулироваd ния Т

10 Формула изобретения

Устройство фазовой автоподстройки, содержащее последовательно соединенные первый элемент И-НЕ, один вход

1 котброго является входом устройства, фазовый детектор, к другому входу которого подключен второй элемент

И-НЕ, фильтр нижних частот и управляемый генератор, о т л и ч а ю щ и й20 с я тем, что, с целью повышения точности фазирования без снижения полосы синхронизации, между выходом управляемого генератора и одним входом второго элемента И-НЕ включен первый элемент задержки, между выходом первого элемента И-НЕ и другим входом второго элемента И-НЕ включен второй элемент задержки, при этом другой вход первого элемента И-НЕ подключен к выходу управляемого ге-нератора.

1218462

Составитель С.Даниэлян

Редактор Н.Швыдкая Техред О.Неце Корректор А.Обручар

Заказ 1138/60 Тираж 818 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