Цифровой частотно-фазовый дискриминатор

 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в цифровых системах фазовой автоподстройки частоты. Повышается устойчивость работы при расширении линейной зоны дискриминационной характеристики . Счетчик 1 подсчитывает счетные импульсы, поступающие на вход 2. При поступлении входного импульса на вход 5 информация со счетчика 1 записывается в статический регистр 4. Если разность частот входных импульсов и опорных импульсов, поступающих на вход 3, не равна нулю, происходит изменение разности фаз. В момент скачкообразного изменения разности фаз от О до 360° или от 360 до 0° происходит перепад уровня в знаковом разряде. При этом с помощью формирователя 17 коротких импульсов (ФКИ), элемента ИЛИ 8, RS- триггера 12 и элемента И-НЕ 15 осуществляется отключение младщих информационных разрядов выходного кода, поступающих на выход через блок 11 запрета. При этом сигнал «1 с элемента И-НЕ 15 устанавливает на выходе элемента ИЛИ 10 «1, а на выходе элемента И-НЕ 16 (знаковом разряде выходного кода) - «О. С помощью ФКИ 18, элементов ИЛИ 9 и 10, / 5-триггера 13 и элементов И-НЕ 15 и 16 формируется другая ветвь частотной дискриминационной характеристики . При переключении знакового разряда статического регистра 4 с помощью ФКИ 7, элемента И-НЕ 14, / 5-триггеров 12 и 13 происходит включение младщих информационных разрядов выходного кода. Если разность частот входных и опорных импульсов равна нулю, устанавливается режим синхронизма. В предлагаемый дискриминатор дополнительно введены ФКИ 17 и 18. 3 ил. i (Л N9 СП Од 00 ;о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (д1) 4 Н 03 D 13/00

gf f« ««„ . °, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTGPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3822217/24-09 (22) 06.12.84 (46) 07.09.86. Бюл. № 33 (72) В. Г. Аристов, Б. Г. Иванов и С. В. Матвеев (53) 621.376.55 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 546087,кл. Н 03 D 13/00, 1975.

Авторское свидетельство СССР № 1027798, кл. Н 03 0 13/00, 1983. (54) ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТНО-ФАЗОВЫЙ

ДИСКРИМИНАТОР (57) Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в цифровых системах фазовой автоподстройки частоты. Повышается устойчивость работы при расширении линейной зоны дискриминационной характеристики. Счетчик 1 подсчитывает счетные импульсы, поступающие на вход 2. При поступлении входного импульса на вход 5 информация со счетчика 1 записывается в статический регистр 4. Если разность частот входных импульсов и опорных импульсов, поступающих на вход 3, не равна нулю, происходит изменение разности фаз. В мо,. Я0„„1256139 мент скачкообразного изменения разности фаз от 0 до 360 или от 360 до 0 происходит перепад уровня в знаковом разряде. При этом с помощью формирователя 17 коротких импульсов (ФКИ), элемента ИЛИ 8, RSтриггера 12 и элемента И-НЕ 15 осуществляется отключение младших информационных разрядов выходного кода, поступающих на выход через блок 11 запрета. При этом сигнал «I» с элемента И-НЕ 15 устанавливает на выходе элемента ИЛИ 10 «1», а на выходе элемента И-HE 16 (знаковом разряде выходного кода) — «О». С помощью ФКИ 18, элементов ИЛИ 9 и 10, RS-триггера 13 и элементов И-НЕ 15 и 16 формируется другая ветвь частотной дискриминационной характеристики. При переключении знакового разряда статического регистра 4 с помощью

ФКИ 7, элемента И-НЕ 14, RS-триггеров 12 у ф и 13 происходит включение младших инфор- 5фР мационных разрядов выходного кода. Если разность частот входных и опорных импульсов равна нулю, устанавливается режим синхронизма. В предлагаемый дискриминатор дополнительно введены ФКИ 17 и 18. др

3 ил.

1256139

1О

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к радиоавтоматике и импульсной технике, и может быть использовано в цифровых системах фазовой автоподстройки частоты.

Цель изобретения — повышение устойчивости работы при расширении линейной зоны дискриминационной характеристики.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема цифрового частотно-фазового дискриминатора; на фиг. 2 и 3 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Цифровой частотно-фазовый дискриминатор (фиг. 1) содержит счетчик 1, вход 2 счетных импульсов, вход 3 опорных сгналов, статический регистр 4, вход 5 входных сигналов, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6, первый формирователь 7 коротких импульсов, первый элемент ИЛИ 8, второй элемент

ИЛИ 9, третий элемент ИЛИ !О, блок 11 запрета, первый Ю-триггер 12, второй Ютриггер 13, первый элемент И-НЕ 14, второй элемент И-НЕ 15, третий элемент И-НЕ 16, второй формирователь 17 коротких импульсов и третий формирователь 18 коротких им пул ьсо в.

Цифровой частотно-фазовый дискриминатор работает следующим образом.

Опорными импульсами, поступающими от входа опорных сигналов 3 (фиг. 2а и За) на вход установки нуля счетчика 1, на выходах последнего устанавливаются «О»

На вход 2 счетных импульсов счетчика 1 поступают счетные импульсы, при этом частота которых определяется выражением (2 + — 1)

Т где (2 + — 1) — емкость счетчика 1;

Т вЂ” период опорных импульсов.

В момент прихода на вход 5 входных сигналов входного импульса (фиг. 26 и 36) информация из счетчика 1 записывается в статический регистр 4. Если частота входных импульсов больше частоты опорных импульсов (f-x)f-), то разность фаз этих сигналов линейно убывает от цикла к циклу от 360 до 0 и скачком изменяется от О до 360 (фиг. 2а, б, в). В этом случае в и старших информационных и (k+1)-м (знаковом) разряде статического регистра 4 в первом цикле после скачка будут «1» (фиг. 2г). Причем, в знаковом разряде произойдет перепад уровня из «О» в «1». Короткий импульс с выхода второго формирователя 17 коротких импульсов, работающего по переднему фронту, пройдет через открытый первый элемент ИЛИ 8 на S-вход первого RS-триггера 12, установив его прямой выход в «1» (фиг. 2е). На выходе второго элемента И-НЕ 15, т. е. в старшем информационном разряде выходного кода цифрового частотно-фазового дискриминатора, появляется «1», которая отключает младшие информационные разряды выходного кода, 25

З0

55 поступающего через блок 11 запрета. На выходе третьего элемента ИЛИ 10 устанавливается «1», а на выходе третьего элемента

И-HE 16, т. е. в знаковом разряде выходного кода, — «О» (фиг. 2з). Сброс RS-триггеров произойдет при переключении знакового разряда статического регистра 4 на линейном участке характеристики, когда в статическом регистре 4 знаковый разряд переключится с «1» на «О» и в и старших информационных разрядах появилась хотя бы одна «единйца», или с «О» на «1» и в и старших информационных разрядах появился хотя бы один «О». В этих случаях короткие импульсы с выхода первого формирователя 7 коротких импульсов, работающего как по переднему, так и по заднему фронту, пройдут через открытый первый элемент И-НЕ 14 íà R-входы RS-триггеров

12 и 13 и установят их в «О» (фиг. 2д, з, ж). При этом в старшем информационном разряде выходного кода появляется «О» (фиг. 2 и), который включает младшие информационные разряды выходного кода, поступающего через блок 11 запрета.

Если разность частот опорных и входных импульсов не равна нулю, то процесс повторяется. Таким образом, формируется одна ветвь частотной дискриминационной характеристики. Если эта разность равна нулю, то цифровой частотно-фазовый дискриминатор остается в режиме сравнения фаз и устанавливается режим синхронизма (фиг. 2к).

Если частота входных импульсов меньше частоты опорных импульсов (fex(foe), то разность фаз этих сигналов линейно возрастает от О до 360 и скачком изменяется от

360 до О (фиг. 3 а, б, в). В этом случае в первом цикле скачка в и старших информационных и (1+1)-м (знаковом) разряде статического регистра 4 «О» (фиг. Зг). Причем на инверсном выходе знакового разряда произойдет перепад из «О» в «1». Короткий импульс с выхода третьего формирователя 18 коротких импульсов, работающего по переднему фронту, пройдет через открытый второй элемент ИЛИ 9 на S-вход второго RS-триггера 13, установив его прямой выход в «1» (фнг. 3e). На выходе второго элемента И-НЕ 15, т. е. в старшем информационном разряде выходного кода цифрового частотно-фазового дискриминатора появится «1», которая отключит младшие разряды выходного кода, поступающего через блок 11 запрета. На выходе третьего элемента ИЛИ 10 установится «1», на выходе третьего элемента И-НЕ 16, т. е. в знаковом разряде выходного кода, — «1» (фиг. Зз).

Таким образом, формируется другая ветвь частотной дискриминационной характеристики (фиг. Зк).

Диапазон линейного участка фазовой характеристики в режиме сравнения фаз максимален Л р.р = 360, не зависит от коли1256139 чества старших информационных разрядов, соединенных с входами элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6, т. е. от зоны перехода из режима сравнения фаз в режим сравнения частот.

Формула изобретения

Цифровой частотно-фазовый дискриминатор, содержащий два RS-триггера, три элемента И-НЕ, счетчик, статический регистр, . элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый формирователь коротких импульсов, три элемента ИЛИ и блок запрета, при этом вход установки нуля счетчика является входом опорных сигналов, а его счетный вход— входом счетных импульсов, выходы счетчика соединены с входами статического регистра, вход записи которого является входом цифрового частотно-фазового дискриминатора, а выходы т старших информационных разрядов соединены с m входами элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, т+1-й вход которого соединен с прямым выходом знакового разряда статического регистра и через первый формирователь коротких импульсов— с первым входом первого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и с первыми входами первого и второго элементов

ИЛИ, вторые входы которых соединены с прямыми выходами соответственно второго и первого RS-триггеров, S-входы которых соединены с выходами одноименных элементов ИЛИ, а Я-входы — с выходом первого элемента И-НЕ, инверсные выходы RS-триггеров соединены с входами второго элемента

И-НЕ, выход которого соединен с управляющим входом блока запрета и первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с инверсным выходом знакового разряда статического регистра, а выход третьего элемента ИЛИ соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ, второй вход

10 которого соединен с инверсным выходом второго RS-триггера, информационные разряды статического регистра соединены с информационными входами блока запрета, выходы которого, а также выход второго элемента И-НЕ являются информационными выходами цифрового частотно-фазового дискриминатора, выход третьего элемента И-НЕ является выходом знакового разряда цифрового частотно-фазового дискриминатора, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости работы при расширении линейной зоны дискриминационной характеристики, в него дополнительно введены второй и третий формирователи коротких импульсов, при этом вход второго формирователя коротких импульсов соединен с прямым

2s выходом знакового разряда статического регистра, а выход — с третьим входом первого элемента ИЛИ, вход третьего формирователя коротких импульсов соединен с инверсным выходом знакового разряда статического регистра, а выход — с третьим вхоЗО дом второго элемента ИЛИ.

1256139

Составитель А. Борисов

Редактор Н. Марголииа Техред И. Верес Корректор М. Демчик

Заказ 4833/54 Тираж 8! Б Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

) 13335, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4