Устройство фазовой автоподстройки частоты

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемных устройствах. Повьшается помехозащищенность при режекции помехи. Устройство содержит три фазовых детектора 1, 2 и 3, три фильтра нижних частот (ФНЧ) 4, 5 и 6, фильтр верхних частот 7, управляемый генератор 8, фазовращатель 9 на и /2, алгебраический сумматор (АС) 10,

СОЮЗ СОВЕТО ИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

0Ю (И) 13 A (51) 4 Н 03 L 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3801081/24-09 (22) 10.10 ° 84 (46) 15.04.86. Бюл. И 14 (72) С.Я. Малиновский, М.С. Мартыиив и Я.И. Пилявский (53) 621.375.662 (088.8) (56) Патент Японии 11 57-41858, кл. Н 03 Ь 7/00, опублик. )982.

Патент США Ф 2943193, кл. 329-50, опублик. 1960. (54)УСТРОЙСТВО ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ (57)Изобретение относится к радио-. технике и может быть использовано в радиоприемных устройствах. Повьппается помехозащищенность при режекции помехи. Устройство содержит три фазовых детектора 1, 2 и 3, три фильтра нижних частот (ФНЧ) 4, 5 и 6, фильтр верхних частот 7, управляемый генератор 8, фазовращатель 9 на W /2, алгебраический сумматор (АС) 10, 1225013 два регулируемых усилителя (РУ) 11 и пор, пока величина выходного напря12, усилитель-ограничитель 13, усили- жения АС 10 не станет достаточно матель постоянного тока (УПТ) 14, два лой. Выбором коэффициента петлевого вентиля 15 и 16 и инвертор 17. Форми- усиления системы АРУ добиваются рование компенсирующих сигналов про- уменьшения остаточного напряжения исходит в РУ 11 и 12, коэффициенты помехи на выходе АС 10 в десятки— усиления которых регулируются эле- сотни раз. Цель достигается введементами устройства, что приводит к нием ФНЧ 5 и 6, РУ 11 и 12, усилитекомпенсации помехи на входе управ- ля- ограничителя 13, УПТ 14, венляемого генератора 8. Процесс регули- тилей 15 и 16 и инвертора ровки усиления продолжается до тех 17. 1 ил.

" (1„= с,г.-Фсигн 4 помс з ном () Тогда на выходах фазовых детекторов 1 и 2 присутствуют напряжения

20 биений сигнала и помехи с разностной частотой

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемных устройствах.

Целью изобретения является повышение помехозащищенности при режекции помехи.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ).

Устройство содержит первый, второй и третий фазовые детекторы 1, 2 и 3 соответственно, первый, второй и третий фильтры нижних частот.4, 5 и 6 соответственно, фильтр 7 верхних частот, управляемый генератор 8, фазовращатель 9 на ii/2, алгебраический сумматор 10, первый и второй регулируемые усилители 11 и 12 соответственно, усилитель-ограничитель 13, усилитель постоянного тока 14, первый и второй вентили 15 и 16 соответственно и инвертор 17.

Устройство работает следующим образом.

Пусть в исходном состоянии устройство ФАПЧ находится в режиме сии- хроиизма и помеха на входе устройства отсутствует. Тогда на выходах фазовых детекторов 1 и 2 имеются сигналы постоянного напряжения, следовательно, на выходе фильтра 7 верхних частот напряжение равно нулю, соответственно равно нулю напряжение и на выходе фазового детектора 3, а также на входах и выходах регулируемых усилителей 11 и 12. На алгебраический сумматор 10 поступает только постоянное напряжение с выхода первого фазового детектора 1 через первый фильтр 4 нижних частот и устрой" ство работает как обычное кольцо

ФАПЧ, образованное первым фазовым детектором 1, первым фильтром 4 нижних частот, алгебраическим сумматором 10, вторым фильтром 5 нижних частот и управляемым генератором 8.

Пусть теперь на вход устройства, 10 находящегося в состоянии синхронизма, поступает адцитивная смесь сигнала с частотой У,, и помехи с си а частотой Я ном

25 Иэ-за наличия фазовращателя 9 напряжение биений на выходе второго фазового детектора 2 сдвигается по фазе относительно напряжений биений первого фазового детектора 1 на

30 величину + /2. Причем для случая я„„„ са „„,„ этот сдвиг фаз положительный (+ >/2) а для случая

И,„„„ и „О отрицательный (- Т> /2).

Далее эти биения проходят через

З5 фильтры 4 нижних и 7 верхних частот, где претерпевают и фазовые изменения в соответствии с амплитудной и фазовой характеристиками передачи фильтров. Пусть фильтры 4 и 7 пред1225013 ставляют собой однозвенные интегрирующие и дифференцирующие RC-цепи . соответственно. Их характеристики передачи: (<р,w,N1 = (3)

ltsl T

q агс ат, (4) для фильтра нижних частот 4 и

)к у.вм у у- -3 (5)

Ф

< =агфа — = д с1а йТ - —.-а ct) йТ (6)

4QÒ 4 для фильтра верхних частот 7.

Здесь T-=РС вЂ” постоянная времени

RC-цепочек, принимаем ее одинаковой для фильтров 4 и 7 (Т4=Т7). Сравни" вая выражения (4) и (6), заметим, что фазовые характеристики фильтров

4 и 7 описываются одной и той же функцией, только сдвинуты относительно друг друга на 11/2. Из последнего следует, что разность фаз биений на выходах фильтров 4 и 7 не зависит от частоты и всегда равна нулю при положительной разности частот сигнала и помехи (и н ъ сд ом ) и равна li при отрицательной разности частоT (сиги и нов )

Кроме того, как следует из выражения (3) и (5), амплитуды биений

0 на выходах фильтров 4 и 7 по-разному зависят от частоты и равны друг другу только на частоте среза фильтров

4и7:

1 1

Т RC

На этой частоте возможна взаимная компенсация биений и, следовательно, подавление помехи. На других частотах для компенсации биений на выходе первого фильтра 4 нижних частот следует соответствующим образом изменить (усилить или ослабить) амплитуду биений на выходе фильтра 7 верхних частот и затем просуммировать ее в сумматоре с выходным напряжением первого фильтра 4 нижних частот.

Поскольку в зависимости от знака расстройки колебания биений будут либо в фазе, либо в противофазе, сумматор должен иметь для компенсирующего сигнала соответственно вычитающий и суммирующий входы.

40 кого сумматора 10 и тем самым — к

45 компенсации помехи на входе управ50

У

Формирование соответствующих компенсирующих сигналов происходит в регулируемых усилителях 11 и 12;

Пусть в исходном положении, т.е. при нулевом управляющем напряжении, коэффициенты усиления регулируемых усилителей 11 и 12 равны. В этом случае после появления. помехи выходные сигналы усилителей взаимно вычитаются, поскольку они поступают на второй суммирующий и вычитающий входы сумматора 10 и на выходе алгебраичес-. кого сумматора 10 появляется напряжение биений, прошедшее через первый фильтр 4 нижних частот и алгебраический сумматор 10. Это напряжение воздействует на первый вход третьего фазового детектора 3, на втором входе которого в это же время присутствует напряжение биений с выхода фильтра 7 верхних частот, усиленное и пронормированное по амплитуде в усилителе-ограничителе

13. Поэтому на выходе третьего фазового детектора 3 появляется посто= янное напряжение либо положительной, либо отрицательной полярности. Третий фазовый детектор 3 работает в этом случае как синхронный детектор напряжения АРУ. Так, например, положительное напряжение с выхода третьего фазового детектора 3 (что имеет место при 1д сигн ю ном ) проходит через третий фильтр нижних частот, усиливается в усилителе 14 постоянного тока, проходит через вентили

16, меняет свою полярность на отрицательную в инверторе 17 и воздействует на коэффициент усиления второго регулируемого усилителя 12, увеличивая его выходное напряжение. Это в свою очередь приводит к уменьшению выходного сигнала, алгебраичесления управляемого генератора 8.

Процесс регулировки усиления продолжается до тех пор, пока величина выходного напряжения алгебраического сумматора 10 не станет достаточно малой. Выбирая соответствующим образом коэффициент петлевого усиления системы АРУ, можно добиться уменьшения остаточного напряжения помехи на выходе сумматора в десятки — сотни раз. При отрицательных напряжениях на выходе первого фазового детектора 3 (т.е. при ca „,„ а

1225

5 и „ „) процессы в схеме проходят аналогично, только в этом случае управляющее напряжение отрицательной полярности воздействует на второй регулируемый усилитель 12 через первый вентиль 15, увеличивая напряжение на втором суммирующем входе алгебраического сумматора 10. Следствием этого воздействия является такое же уменьшение остаточного напряжения биений на выходе сумматора.

10 изобретения

Формул а

Составитель С. Даниэлян

Техред В.Кадар Корректор А. Обручар

Редактор Л. Повхан

Заказ 1968/59

Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета. СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Устройство фазовой автоподстройки частоты, содержащее первый и второй фазовые детекторы, первые входы которых объединены и являются входом устройства, а вторые входы сое- 20 динены с выходом управляемого генератора непосредственно и через фазовращатель на % /2 соответственно, а выходы соединены с входами первого фильтра нижних частот и фильтра верх-

25 .них частот соответственно, а также третий фазовый детектор и алгебраический сумматор, первый суммирующий

013 Ь ч вход которого соединен с выходом первого фильтра нижних частот, о т л ич а ю щ .е е с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности при режекции помехи, между выходом фильт-. ра верхних частот и входом третьего фазового детектора, другой вход которого подключен к выходу алгебраического сумматора, включен усилительограничитель, между выходом алгебраического сумматора и входом управляемого генератора включен второй фильтр нижних частот, между выходом фильтра верхних частот и вторым суммирующим и вычитающим входами алгебраического сумматора включены соответственно первый и второй регулируемые усилители, между выходом третьего фазового детектора и входом управления первого регулируемого усилителя включены последовательно соединенные третий фильтр нижних частот, усилитель постоянного тока и первый вентиль, а между выходом усилителя постоянного тока и входом управления второго регулируемого усилителя включены последовательно соединенные второй вентиль и инвертор.