Фазовый дискриминатор

 

Изобретение .относится к радиотехнике . Цель изобретения - уменьшение искажеН{4й формы выходного сигнала . Фазовый дискриминатор содержит формирователи 1 и 2 импульсов, одновибраторы 3 и 4, эл-ты И 5, 6, 9, 10, 11, 12, 17, 18 и 19,триггеры 7, 8, 15 и 16, эл-ты ИЛИ 13 и 14, разнополярные пороговые эл-ты 20 и 21, алгебраический сумматор 22, фильтр 23 нижних частот и эл-т ИЛИ-НЕ 24. Цель достигается за счет обеспечения неизменности полярности выходного сигнала на время выхода измеряемого фазового сдвига из диапазона линейного измерения и запоминания этой полярности в соответствии со знаком разности входных частот. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„)4)54) 6 А1 (5))4 Н 03 D 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2!) 4013901/24-09 (22) 27,01.86 (46) 07. 08.88. Бюл. У 29 (72) М.С. Зархин и Э.Г. Могилевский (53) 621.376.55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1249691, кл. К 03 Р 13/00, 1983. (54) ФАЗОВЪФ ДИСКРИМИНАТОР (57) Иэобретение .относится к радиотехнике. Цель кэобретения — уменьшение искажений формы выходного сигнала. Фазовый дискриминатор содержит формирователи 1 и 2 импульсов, одновибраторы 3 и 4 эл-ты И 5 6 9 10

II, 12, 17, 18 и 19,триггеры 7, 8, 15 и 16, эл-ты ИЛИ 13 и 14, раэнополярные пороговые эл-ты 20 и 21, алгебраический сумматор 22, фильтр

23 нижних частот и эл-т HJIH-HE 24.

Цель достигается за счет обеспечения неизменности полярности выходного сигнала на время выхода измеряемого фазового сдвига иэ диапазона линейного измерения и запоминания этой полярности в соответствии со знаком разности входных частот. 2 ил.

1415416

2." частотам срлвнивлемых сигналов соответственно. Формиронлте IH 1 и 2 опр деляют моменты возникновения импуль—

<:îB, а оцновибр lT0pb1 3 и 4 их длительность, которая должна быть одинакова у импульсон обеих последонател .ностей и пренышлть по величине половину периода следонания импульсов 40 при нсех допустимых отклонениях регулируемой частоты. Оценка неличин:. разности флэ двух импульсных последо вательностей осуществляется зл счет измерения временного интервала между

М<. ент ми Ф.IpIIHpонлния передних < ро;. т<эв нормиронанних импульсон разных последовательностей, При этом каждому импульсу одной иэ последонательносТг.. . ставится н с-.,ответствие только один импульс другой последовательности и в зависимости от того, какой из эти-. двух импульсов формируется раньше, на выходе с<>отн гстнующем этому н. пульс,: ь.,<ллл,<:-„глнизованл имп>лье последоглте,<ьи«<ось TGH же частоты, что и на входе, Но с длительность« импульсов, рэли« иэмеряемо".;; валу времени. E ги импуль .

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в системах регулирования частоты и фазы.

Цель изобретения — уменьшение ис5 кажений формы выходного сигнала.

Нл фиг. l приведена структурная электрическая схема предлагаемого фазового дискриминатора; на фиг.2 диаграммы, поясняющие его работу.

Фазоный дискриминатор содержит два канала, каждый иэ которых состоит иэ формирователя 1(2) импульсов, однонибрлтора 3(4), первого элемента

И 5(6), первого триггера 7(8), второ- 15 го элемента И 9(10), четвертого элемента И 11(12), элемента ИЛИ 13(14), второго триггера 15(16) и пятого элемента И 17(18), третий элемент

И 19, днл рлэнополярных пороговых 20 элемента 20 и 21, алгебраический сумматор 2?, фильтр 23 нижних частот, элемент ИЛИ-HE 24.

Фазоный дискриминатор работает сдедующим образом.

В линейном диапазоне иэмерени с помощью формирователей и 2 и однонибрлторон 3 и 4 сравниваемые сиг. нллы преобразуются к виду двух последовательностей нормированных по 30 длительности (фиг. 2а,б) иипульсон, частоты следования которых равны выходе однонибратора 3 сформирован раньше импульса на прямом выходе однонибрлтора 4, то выходной импульсный сигнал сформирован на ныходе элемента

И 9 (фиг. 2и), в протинном же случае— на выходе элемента И 10 (фиг. 2к).

Организация импульсного сигнала на выходе того или друго о элемента

И 9 или 10 происходит эа счет того, что первый нормированный импульс любой последовательности поступает на вход триггера 7.(8) соответствующего канала. В сработанном состоянии сигнал с выхода триггера 7(8) одного ка-нала (фиг. 2в,г) запрещает прохождение импульсов на вход триггера 7(8) другого канала. С этой целью на входах триггеров 7 и 8 установлены элементы И 5 и 6, которые н зависимости от состояния триггера 7(8) другого канала пропускают или нет нормирован-ный импульс на вход триггера 7(8) н своем канале. С другой стороны, сработанное состояние триггера 7(8) обеспечивает разрешение на прохождение через элемент И 9 или 10 собстненного канала импульсного сигнала, формируемого на иннертирующем выходе одновибратора другого канала.

В результате на выходе элемента

И 9 или 10 формируется импульс с длительностью, равной измеряемому интер-, валу времени. До тех пор, пока фазовый сдвиг двух сравниваемых импульсных последовательностей не превьппает значения, при котором в течение каждого периода существует такой момент времени, когда на прямых выходах обо . их одновибраторов 3(4) импульсы отсутствуют одновременно, выходной сигнал фазового дискриминатора находится в пропорциональной зависимости от измеряемого фазового сдвига. В рассматриваемой ситуации в каждый период ял выходе общего элемента И 19 формируются импульсы, которые поступают на входы сброса триггеров 7 и 8 через элементы И 17 и 18. Разрешение нл прохождение установочных импульсон через элементы И 18 и !9 определяется состоянием триггеров 15 и

I,, которые в совокупности с элемен-.л. .и И 11 и 12 обеспечивают следующий алгоритм -„ оты.

При изменени х фаз ного сдвнга н диапазоне +180 все сигналы, поступ=ющие на нхсд элементов И II>

ИПИ 13 работакщеr< к :,лла формчр

1415416 ются до того момента, когда на выхо— де элемента И 19 будет сформирован импульс сброса триггеров 7 и 8 в исходное состояние. В этом случае в

5 каждый период входной импульсной последовательности на выходе элементов

И 11, ИЛИ 13 сформирован импульс (фиг. 2д,е), который, поступая на соответствующий вход триггера 15 или

16, устанавливает его в состояние (фиг. 2ж,з), при котором элемент И 17 или 18 подготовлен к тому, чтобы,в момент формирования сбросового импульса обеспечить его поступление на вход триггера 7 или 8 в исходное состояние (фиг. 2в,г). При выходе измеряемого фазового сдвига за пределы линейного диапазона измерения сначала прекращается формирование импульса на выходе элемента И 19, а затем, когда фазовый сдвиг вновь попадает в линейный диапазон измерения, но имеет противоположный знак тому, при котором он выходил из этого диапазо- 25 на, в момент формирования импульса на выходе И 19, элементы И 17 и 18 закрыты. Последнее определяется тем, что при превь шении фазовым сдвигом

180 изменяется очередность посту ле- 30 ния импульсов сравниваемых последовательностей. Изменение этой очередности приводит к тому, что на выходе элемента И 11 или 12 импульсы (фиг. 2е) фоРмируются с задержкой по отношению

35 к сбрасовым импульсам, формируемым на выходе элемента И 19. В результате срабатывания триггера 15 или 16 также запаздывает относительно времени существования сбросовый импульс 40 и установки триггеров 7 и 8 в исходное состояние не происходит.

Таким образом, до тех пор, пока знак фазового сдвига, а следоватепьно> и очередность формирования импульсов на выходах одновибраторов 3 и 4 вновь не будут соответствовать тем значениям, при которых произошло срабатывание триггера 7 или 8 (фиг. 2г), фазовый дискриминатор находится в насыщенном состоянии, при котором импульсы на выходе работающего канала имеют неизменную длитель ность. Выход из этого состояния может произойти скачкообразно (фиг. 2л), но без изменения полярности выходного сигнала.

Введение в каждый канал фазового дискриминатора триггера 15(16) ухудшает помехозащищенность схемы, так как в линейном диапазоне измерения появляется возможность ложного срабатывания триггеров 7 и 8, которое уже не ликвидировано в следующий период обработки входной информации и, следовательно, приводит к неправильному изменению полярности выходного сигнала. Исключить такую возможность удается за счет введения в схему фа" зового дискриминатора двух разнополярных пороговых лементов 20 и 21, элемента ИЛИ-HF 24 и двух элементов

ИЛИ 13 и 14. При работе в .пинейном диапазоне измерения оба пороговых разнополярных элемента 20 и 21 отпущены, При этом на выходе элемента

ИЛИ-НЕ 24 сформирован управляющий сигнал, который, поступая через элементы ИЛИ 13 и 14 на входы триггеров

15 и 16, удерживает последние в сработанном состоянии (фиг. 2ж и з). Это определяет постоянную готовность элементов И 17 и 18 к тому, чтобы обеспечить беспрепятственное поступление сбросовых импульсов с выхода элемента

И 19 на входы сброса триггеров 7 и 8, Поскольку входы разнополярньж пороговых элементов 20 и 21 подключены к выходу фильтра 23 низкой частоты, то возможные в результате помех ложные срабатывания триггеров 7 и 8 не смогут привести к тому, что в интересующем нас диапазоне измерения эти триггеры 7 и 8 не установлены в исходное состояние. Таким образом в линейном диапазоне измерения помехоустойчивость сохраняется. При выходе фазового сдвига из линейного диапазона измерения один из разнополярных пороговых элементов 20 или 21 оказывается в сработанном состоянии, на выходе элемента ИЛИ-НЕ 24 сигнал управления отсутствует и работа схемы опять осуществляется по описанному алгоритму. формула изобретения

Фазовый дискриминатор, содержащий два канала, каждый иэ которых содержит последовательно соединенные формирователь импульсов, вход которого является входом канала, одновибратор, первый элемент И, первый триггер и второй элемент И, выход которого является выходом канала, а также общий для обоих каналов третий эле1415416 аQ

g йч г в е 15

К 10

Фиг. 2 мент И, соответствующие входы которого подключены к инверсным выходам одновибраторов каждого канала, при этом инверсный выход одновибратора

5 каждого из каналов подключен к второму входу второго элемента И противоположного канала, а инверсный выход первого триггера каждого из каналов подключен к второму входу первого элемента И противоположного канала, отличающийся тем, что, с целью уменьшения искажений формы выходного сигнала за счет обеспечения неизменности полярности выходно- 15

ro сигнала на время выхода измеряемого фазового сдвига из диапазона линейного измерения и запоминания этой полярности в соответствии со знаком разности входных частот, в каждый 2р канал введены последовательно соединенные и включенные между выходом первого триггера и его входом сброса четвертый элемент И, элемент ИЛИ, второй триггер и пятый элемент И, по- 25 следовательно соединенные алгебраический сумматор, входы которого подключены к выходам соответствующего канала, и фильтр нижних частот, а также два разнополярных пороговых элемента и элемент ИЛИ-НЕ, при этом выход фильтра нижних частот подключен к объединенным входам разнополярных. пороговых элементов, выходы которых подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к объединенным вторым входам элементов КПИ обоих каналов, второй вход четвертого. элемента И каждого канала подключен к объединенным первому входу первого элемента И и входу сброса противоположного канала, а третий вход четвертого элемента И каждого канала подключен к второму входу второго элемента И противоположного канала, а выход третьего элемента И подключен к объединенным вторым входам пятых элементов И каждого канала.