Поисковая система фазовой автоподстройки частоты

 

Изобретение позволяет повысить быстродействие и упростить устройство поиска системы фазовой автоподстройки частоты диапазонных генераторов-синтезаторов частоты.Это достигается путем повышения скорости сканирования управляемого генератора за счет изменения крутизны изменения выходного напряжения генератора пилообразного напряжения, а также выполнением устройства с двумя петлями управления . Поисковая система фазовой автоподстройки частоты содержит последовательно соединенные управляемый генератор 1, первый фазовый детектор 2, второй вход которого соединен с шиной 5 напряжения опорной частоты, первый фильтр 3 нижних частот , генератор 4 пилообразного напряжения , выход которого соединен с входом управляемого генератора, 1, и с оединенную с выходом управляемого генератора 1 цепь, состоящую из последовательно включенных фазовращателя 6, второго фазового детектора 7, второй вход которого соединен с шиной 5 напряжения опорной частоты, второго фильтра 8 нижних частот, нелинейного инерционного преобразователя 9 и сумматора 10, другой вход которого соединен с другим выходом первого фазового детектора 2, а выход - с другим входом генератора 4 пилообразного напряжения. 2 ил. § (Л т

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН ((9! .В ((((Ai (5и4 Н 031 7 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

:В»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3395108j24-09 (22) 04.02.82 (46) 07.09.86. Бюл. У 33 (72) В.Г.Анучин (53) 621.396.662(088.8) (56) Патент США Ф 4.272.729, кл. 331-1, 1981.

Манассевич В. Синтезаторы частоты. Теория и проектирование. M.:

Связь, 1979, с. 203. (54) ПОИСКОВАЯ СИСТЕМА ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение позволяет повысить быстродействие и упростить устройство поиска системы фазовой автоподстройки частоты диапазонных генераторов-синтезаторов частоты,Это достигается путем повышения скорости сканирования управляемого генератора за счет изменения крутизны изменения выходного напряжения генератора пилообразного напряжения, а также выполнением устройства с двумя петлями управления. Поисковая система фазовой автоподстройки частоты содержит последовательно соединенные управляемый генератор 1, первый фазовый детектор 2, второй вход которого соединен с шиной 5 напряжения опорной частоты, первый фильтр 3 нижних частот, генератор 4 пилообразного напряжения, выход которого соединен с входом управляемого генератора 1, и соединенную с выходом управляемого генератора 1 цепь, состоящую иэ последовательно включенных фазовращателя 6, второго фазового детектора 7, второй вход которого соединен с шиной 5 напряжения опорной частоты, вто. рого фильтра 8 нижних частот, нелинейного инерционного преобразователя 9 и сумматора 10, другой вход кото. рого соединен с другим выходом перво" го фазового детектора 2, а выход— с другим входом генератора 4 пилообразного напряжения. 2 ил.

1256200

Петля малой скорости поиска (фиг. 2) ПСФАПЧ содержит генератор 4О.

12 опорной частоты, первый фазовый детектор, выполненный с дифференциаль- ным выходом, который содержит парные транзисторы 13 — 15 которые с нагруэочными резисторами 16 и 17 и гене- 4 ратором l2 опорной частоты по питанию включены последовательно; базовые резисторы 18 и 19 с делителями 20 и 21 напряжения и базовые резисторы

22 и 23 с делителями 24 и 25 напряже- 5О ния, резисторы 26 и 27 для формирования средней точки в выходном напряжении, разделительные конденсаторы

28 — 31; конденсатор 32 для развязки цепей питания между генератором 12 опорной частоты и первым фазовым детектором с дифференциальным выходом, общую ("земляне") шину 33, шину 34

Изобретение относится к радиотех\ нике и может быть использовано для синхронизации частоты диапазонных генераторов через кольцо фазовой автоподстройки, в частности диапазонных генераторов синтезаторов частоты.

Цель изобретения — повьппение быстродействия и упрощение системы.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема поисковой сис-10 темы фазовой автоподстройки частоты (ПСФАПЧ); на фиг. 2 — пример конкрет,ного выполнения петли малой скорости поиска ПСФАПЧ.

ПСФАЛЧ (фиг. 1) содержит фазовое кольцо (петля малой скорости поиска), состоящее из управляемого генератора 1, первого фазового детектора 2, первого фильтра 3 нижних частот и генератора 4 пилообразного напряжения, при этом второй вход первого фазового детектора 2 подключен к шине 5 напряжения опорной частоты, цепь иэ последовательно соединенных фазовращателя 6„ второго фазового детек- 25 тора 7, второй вход которого соединен с шиной 5 напряжения опорной час.тоты, второго фильтра 8 нижних частот, нелинейного инерционного преобразователя 9 и сумматора 10, выход которого подключен к второму входу генератора 4 пилообразного напряжения, а другой вход сумматора 10 подключен к второму выходу первого фазового детектора 2. Выходной сигнал снимается с выходной шины 11,подключенной, например,к выходу управляемого генератора 1. питания, входную шину 35, на которую подается напряжение переменной частоты от управляемого генераторами первый фильтр нижних частот, выполненный в виде интегрирующей цепочки gL конденсатор 36, резисторы 37 и 38, частотная характеристика которого формируется с учетом конденсаторов

39 и 40, инвертор, входящий в состав нелинейного инерционного преобразователя, выполненный на транзисторе 41, базовых резисторах 42 и 43, нагрузочном резисторе 44, содержит также входную шину 45; сумматор, содержащий диод 46, резистор 47, генератор пилообразного напряжения, содержащий дифференциальный усилитель 48, частотозадающие элементы 49 и 50, электронный ключ для формирования обратного хода "пилы" на транзисторах 51 - 54» резисторах 55 — 5? и делителе на резисторах 58 и 59, выходную шину 60.

Токозадающий 61 и эмиттерный 62 резисторы включенные в цепи парных транэистЬров перво о фазового детектора с диффренциальным выходом (фиг. 2).

Нелинейный инерционный преобразователь 9 выдает на своем выходе напряжение в случае, когда на входе отсутствует любое напряжение., и наоборот выходное напряжение равно нулю, когда на входе грисутствует переменное напряжение или заданной полярности постоянное напряжение с величинами, превьппающими определенный пороговый уровень. Нелинейный инерционный преобразователь 9 обладает инерционным свойством, в силу которого на выходе удерживается некоторое время нулевое напряжение после падения входного напряжения, в частном случае нелинейный инерционный преобразователь 9 может содержать амплитудный детектор и инвертор.

ПСФАПЧ .работает следующим образом., С начального момента прямого хода падающего пилообразного напряжения генератора 4 пилообразного нап:ряжения частота управляемого генератора 1 сканирует от своих больших

-значений к меньшим. На выходе второго фазового детектора 7 величина частоты переменного напряжения, равная разности частоты управля"мого, генератора l и опорной частоты, подаваемой от шины 5 напряжения опорной частоты, превышает граничную частоту второго фильтра 8 нижних частот и вы3 1256 ходное напряжение последнего равно нулю, а напряжение нелинейного инерцион-ного преобразователя 9 равно максимальному значению. Это максимальное напряжение, приложенное через сумматор

10 к второму входу генератора 4 пилообразного напряжения, создает также максимальное входное дифференциальное напряжение, которое вызывает максимальную крутизну наклона пилообраз- 1ð ного напряжения, следовательно, максимальную скорость сканирования частоты управляемого генератора 1.

В момент времени, когда на выходе второго фазового детектора 7 величина частоты переменного напряжения сравнивается с граничной частотой второго фильтра 8 нижних частот,на входе нелинейного инерционного преобразователя 9 появляется переменное напряжение. Величина граничной частоты второго фильтра 8 нижних частот выбирается несколько больше полосы захвата фазового кольца.Благодаря функциональным свойствам нели- 25 .нейного инерционного преобразователя

9 на его выходе напряжение падает до нуля, следовательно, входное дифференциальное напряжение (постоянная составляющая генератора 4, пилообразного напряжения) также падает до нуля,а крут.узна наклона пилообразного напряжения — до минимального необходимого значения, но не до нуля, скорость сканирования частоты управляемого генератора 1 — от своего мак-о5 симального до минимального значения, величина которого выбирается менее критического значения. При этом переменное напряжение, поступающее с второго выхода первого фазового детек- 4р тора 2 через сумматор 10 на второй вход генератора 4 пилообразного напряжения, на последний не оказывает влияния, так как постоянная времени интегратора, который содержится в 45 генераторе 4 пилообразного напряжения, превышает период переменного вХодного напряжения, величина частоты которого также равна разности частоты управляемого генератора 1 и опор- 5Р .ной частоты.

Переменное напряжение, поступающее

:с первого выхода первого фазового детектора 2 через первый фильтр 3 55 ,нижних частот на первый вход генератора 4 пилообразного напряжения,имеет уровень, определяемый частотной

200 4 характеристикой первого фильтра 3 нижних частот.Несмотря на наличиЬ на входе генератора 4 пилообразного напряжения переменного напряжения выходное пилообразное напряжение последнего продолжает падать (при этом на него накладывается ослабленное первым фильтром 3 нижних частот переменное напряжение первого фазового детектора 2), что обеспечивает дальнейшее сканирование частоты управляемого генератора 1.

Как только частота управляемого генератора 1 войдет в полосу захвата, происходит захват фазового кольца. После окончания переходного процесса дифференциальное постоянное входное напряжение генератора 4.пилообразного напряжения приблизительно равно дифференциальному выходному напряжению первого фазового детектора 2 и по величине (с учетом знака) менее порогового входного напряжения генератора 4 пилообразного напряжения, но значительно более минимального значения выходного напряжения первого фазового детектора 2.

Это соответствует фазовому сдвигу между напряжением управляемого генератора 1 и напряжением опорной частоты, приблизительно равного 90 знак зависит от характеристики управляемого генератора 1, а абсолютное значение напряжения на выходе второго фазового детектора 7 приблизительно равно его максимальному значению, это состояние соответствует фазовому сдвигу между напряжением управляемо го генератора 1 и напряжением опорной частоты, равным 0 или 180

Разность фазовых сдвигов напряжения управляемого генератора 1 приблизио тельно равна + 90 и обеспечивается фазовращателем 6. Нелинейный инерционный преобразователь 9 под воздействием выходного напряжения второго фазового детектора 7 продолжает обеспечивать выходное напряжение,равным нулю, чем обеспечивается режим сопровождения ПСФАПЧ,.

Формула изобретения

Поисковая система фазовой автоподстройки частоты, содержащая последовательно соединенные управляемый генератор, первый фазовый детектор,второй вход которого соединен с шиной

Составитель Б. Ефанов

Редактор И.Шулла Техред A.Êðàâ÷óê Корректор M.Ïoæo

Заказ 4836/57 Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1)3035,.Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

3 1 напряжения опорной частоты, и первьФ фильтр нижних частот, а также после- довательно соединенные фазовращатель, вход которого подключен к выходу управляемого генератора, второй фазовый детектор, второй вход которого соединен с шиной напряжения опорной частоты, второй фильтр нижних частот и нелинейный инерционный преобразователь, сумматор и генератор пилообразного напряжения, о т л и ч а- . ю щ а я с я тем, что, с целью повы256200 в шения быстродействия и упрощения,выход первого фильтра нижних частот. подключен к первому входу генератора пилообразного напряжения, второй вход которого соединен с выходом сумматора, а выход — с входом управляемого генератора, при этом второй выход первого фазового детектора под-, ключен к первому входу сумматора, второй вход которого подключен к выходу нелинейного инерционного преобразователя,