Устройство контроля исправности кольца фазовой автоподстройки частоты

 

Изобретение относится к электронике и может быть использовано в системах передачи и приема информации. Цель изобретения - повышение надежности контроля исправности кольца фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) в широком диапазоне изменений отношения сигнал/шум и фазовой ошибки контролируемого кольца ФАПЧ. Устройство содержит два двухполупериодных амплитудных детектора, выполненных в виде квадраторов 2,3, два фильтра нижних частот 6,8, делитель 10, вычитатель 11 и пороговый элемент 12. Цель достигается благодаря введению сумматора 9, перемножителя напряжения 1, полосового фильтра, квадратора 5 и третьего фильтра нижних частот 7. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОЯЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1506395 A 1 (51) 4 G О1 R 29/18

) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСВ ВУ

Фиг.1

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4357614/24-21 (22) 04.01.88 (46) 07.09.89. Бюл. № 33 (72) С.А.Даниэлян, Е.П.Котрасев и Ю.И.Супер (53) 621.317.77 (088.8) (56) Авторское свидетельстйо СССР.

¹663067,,кл. Н 03 В 3/04, 1976.

Авторское свидетельстно СССР

¹- 813795, кл. Н 03 J 7/00, 1978. (54 ) УСТРОЙ СТВО КОНТРОЛЯ ИСПРАВНОСТИ

КОЛЬЦА ФАЗОВОИ АВТОПОДСТРОЙ1Ж ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в системах передачи и приема ин2 формации. Цель изобретения — повышение надежности контроля испранности кольца фаэовой антоподстройки частоты (ФАПЧ) н широком диапазоне изменений отношения сигнал/шум и фаэовой ошибки контролируемого кольца ФАЛЧ.

Устройство содержит два двухполупериодных амплитудных детектора, выпол. ненных в виде квадраторов 2, 3, дна фильтра нижних частот 6, 8, делитель

10, вычитатель !1 и порогоный элемент 12. Цель достигается благодаря введению сумматора 9, перемнояжтеля напряжений 1 полосовоro фильтра 4, квадратора 5 и третьего фильтра нижних частот 7. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1506395

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в системах передачи и приема с однократной фаэовой манипуляцией.

Цель изобретения — повышение надежности индикации н LIHpoKQM диапазоне изменений отношения сигнал/шум и фаэовой ошибки контролируемого кольца ФАПЧ. I0

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы в характерных точках устройства н режиме синхронизма (А), в режиме синхрониз- !5 ма при наличии на входе контролируемого кольца ФАПЧ смеси сигнала и аддитивного шума (Б), в режиме синхронизма при наличии фазовой ошибки в контролируемом кольце ФАПЧ (В) и в 20 случае отсутствия синхронизма (Г), т.е. в режиме биений (в целях упроцения временные диаграммы даны в случае наличия на входе контролируемого кольца ФЛПЧ синусоидального сигнала, поскольку наличие фазовой манипуляции на II не влияет на работу устройства).

Устройство содержит перемножитель

1 напряжений, входы которого соеди- 30 иены с входами днухполупериодных амплитудных детекторов, выполненных в виде квадраторов 2 и 3, и с синфазным и квадратурным входами устройства соответственно, полосовой фильтр 4, 35 включенный между выходом перемножителя 1 напряжений и входом кнадратора 5, фильтры 6-8 нижних частот (ФНЧ), подключенные к выходам кнадраторов 2, 3 и 5, соответственно, сумматор 9, 40 к первому и второму входам которого подключены ФНЧ 6 и 8 соответственно, а выход соединен через делитель 10 напряжения с входом уменьшаемого вычитателя 11, к входу вы питаемого ко- 45 торо ro подключен ФНЧ 7, по ро го ный элемент 12, соединенный входом с выходом вычитателя 11, а выходом — с выходом устройства.

Устроистно контроля исправности коЛьца ФАПЧ работает следующим образом .

Входными сигналами перемножителя

1 напряжений и квадраторон 2 и 3 (двухполупериодных амплитудных детек- 55 торов) являются выходные напряжения синхронного и фазового детекторов (не показаны) контролируемого кольца

ФАПЧ. В режиме синхронизма на выходе квадратора 2, а соответственно, и

ФНЧ 6 синфазного канала напряжение максимально, на выходе квадратора 3 и, соответственно, ФНЧ 8 оно равно нулю. После сложения в сумматоре 9 и прохождении делителя 10 напряжения на входе уменьшаемого вычитателя 11 присутствует часть выходного напряжения квадратора 2 (например, половина ), а на входе вычитаемого вычитателя 11 напряжение равно нулю, так как результат перемножения на выходе перемножителя 1 также равен нулю, как и напряжение на втором его входе, т.е. на выходе фазового детектора контролируемого кольца ФАПЧ.

После вычитания напряжений на выходе вычитателя 11 устанавливается потенциал выше порога срабатывания порогового элемента 12, и устройство индицирует наличие синхронизма (фиг.2, А).

При наличии в режиме синхронизма на входе кольца ФАПЧ смеси сигнала и аддитивного шума напряжение на выходе ФНЧ 6 остается практически таким же, как и в случае отсутствия

P шума, а на выходе ФНЧ 8 появляется напряжение, пропорциональное мощности шума на входе квадратора 3. После сложения в сумматоре 9 и деления в делителе 10 напряжения на входе уменьшаемого нычитателя 1! присутствует, например, половина суммы напряжений, пропорциональных мощности сигнала и шума, т.е. напряжение на входе уменьшаемого нычитателя 11 возрастает на величину, равную половине напряжения с выхода ФНЧ 8. Напряжение, представляющее собой смесь сигнала и шума, н синфазном канале, будучи перемноженным на напряжение шумов в квадратурном канале, дает на выходе перемножителя 1 напряжений также шумовое напряжение.

Выбор параметров узлов устройства осуществляется таким образом, что в режиме биений величина постоянной составляюцей на выходе ФР! 7 равна величине постоянной составляющей на выходе сумматора 9. В режиме синхронизма при действии на входе контролируемого кольца ФАПЧ смеси сигнала с аддитинным шумом величина постоянной составляющей на выходе ФНЧ 7 от действия шумов должна быть примерно равной приращению напряжения на входе вычитаемого вычитателя 11 относи95

5 15063 тельно случая отсутствия шумов. Эти требования в основном обеспечиваются соответствующим выбором коэффициента передачи цепи (блоки 1, 4, 5 и 7) и полосы пропускания полосового фильт5 ра 4.

Таким образом, при наличии в контролируемом кольце ФАПЧ смеси сигнала с шумом разница постоянных напряжений на входах вычитателя 11 не уменьшается, а остается практически неизменной, такой же, как и в случае отсутствия шума, что обеспечивает высокую помехоустойчивость индикации синхронизма (фиг.й, Б).

Появление фаэовой ошибки ц, в контролируемом кольце ФАПЧ приводит к падению полезного напряжения на выходе ФНЧ 6 пропорционально cos с 20 и появлению постоянного напряжения, на выходе ФНЧ 0, но пропорционального уже sin g, а так как sin q + о о

+ cos ; — 1, то величина постоянного напряжения на выходе сумматора 9 и, 25 соответственно, на входе уменьшаемого вычитателя 11 не изменяется. На входе вычитаемого вычитателя 11 напряжение отсутствует, так как постоянная составляющая, полученная на выходе перемножителя 1 напряжений, не проходит через полосовой фильтр 4 на вход квадратора 5. Таким образом, разница напряжений на входах вычитателя 11 остается беэ изменений и устройство контроля исправности кольца

ФАПЧ правильно показывает наличие синхрониэма (фиг.2 В). В случае отсутствия синхронизма на первом и втором входах перемножителя 1 напряжений и на входах квадраторов 2 и 3 присутствует переменное напряжение с частотой биений, но сдвинутых между собой на 90, т.е, з1пы и cos ы, где ы — частота бие- ний между опорной и входной частотами контролируемого кольца ФАПЧ. Так как sin ыб+ cos ы = 1, то величина по 2 стоянного напряжения на выходе делителя 10 напряжения H HB Bxope умень- 50 шаемого вычитателя 11 остается без изменений. Постоянное напряжение на входе вычитаемого вычитателя 11, т.е. на выходе ФНЧ 7 (фиг.2, Г), в диапазоне возможных частот биений равно величине напряжения на выходе сумматора 9. Таким образом, в случае от= сутствия синхрониэма величина постоянного напряжения на входе вычитаемого вычитателя 11 вдвое превышает величину напряжения на входе уменьшаемого, т.е. разница напряжений на входах вычитателя ll изменяет знак, его выходное напряжение становится ниже порога срабатывания порогового элемента 12 и устройство контроля исправности кольца ФАПЧ показы-вает отсутствие синхронизма.

Устройство обладает высокой помехоустойчивостью и надежностью индикации исправности кольца ФАПЧ в широком диапазоне изменений отношения сигнал/шум и возможных фазовых ошибок, что приводит к уменьшению времени обнаружения неисправности и повышению надежности аппаратуры вцелом.

Формула из обре те ния

1. Устройство контроля исправности кольца фаэовой автоподстройки частоты, содержащее вычитатель, выход которого соединен с выходом устройства через пороговый элемент, а вход уменьшаемого — с выходом делителя напряжения, и две параллельных ветви, состоящие каждая из последовательно включенных двухполупериодного амплитудного детектора и фильтра нижних частот, причем входы двухполупериодных амплитудных детекторов являются входами устройства, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности индикации в широком диапазоне изменений отношения сигнал/шум и фазовой ошибки контролируемого кольца ФАПЧ, введены сум-. матор, третий фильтр нижних частот, квадратор, полосовой фильтр и перемножитель напряжений, вход) которого подключены к входам устройства, а выход через последовательно соединенные полосовой фильтр, квадратор и третий фильтр нижних частот .подключен к входу вычитасмого вычитателя, причем первый и второй входы сумматора соединены с выходами пер- . вого и второго фильтров нижних частот, а вьпсод подключен к делителю напряжений.

2. Устройство по п .1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что двухполупериодные амплитудные детекторы выполнены в виде квадраторов.

1506395

1

3 !

lf

ЩГЛ

Составитель В.Куча

Редактор 0.10рконецкая Техред М.Ходанич

Корректор Т.Малец

Заказ 5432/48 Тираж 714 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул. Гагарина, 101