Фазовый детектор

 

Изобретение относится к радиотехнике и измерительной технике. Целью изобретения является повышение быстродействия. Фазовый детектор содержит ограничители 1 и 2 амплитуды, элементы 3 и 4 дифференцирования, триггер 5, выходной сумматор 6, инверторы 7, 11 и 12, формирователи 8 и 9 периодически линейно нарастающего напряжения, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10. Величина фазового сдвига фазового детектора определяется в реальном масштабе времени. Формирователи 8 и 9 являются функциональными преобразователями, передаточная функция которых всегда обратна функции входного напряжения. Определение сдвига фаз между входными колебаниями сводится к определению разности напряжений между двумя пилообразными напряжениями нормированной амплитуды. Формирователи 8 и 9 состоят из N элементов задержки, N компараторов напряжения и сумматора, дана его ил. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4308101/24-09 (22) 22.09.87 (46) 07.06.90. Бюл. ¹ 21 (72) В.Я.Татарин (53) 621.376.23(088.8) (56) Патент ФРГ № 1281559, кл. С 01 R 25/00, 31.10,68. (54) ФАЗОВЫЙ ДЕТЕКТОР (57) Изобретение относится к радио технике и измерительной технике. Целью изобретения является повышение быстродействия. Фазовый детектор содержит ограничитель 1 и 2 амплитуды, элементы 3 и 4 дифференцирования, триггер 5, выходной сумматор 6, инверто.ры 7, 11 и 12, формирователи 8 и 9

thr1

„„SU„„1569939 A 1 (Д1) Н 03 0 3/00, С 01 К 25/00

2 периодически линейно-нарастаю@его напряжения, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10.

Величина фазового сдвига фазового детектора определяется в реальном масштабе времени. Формирователи 8 и 9 являются функциональными преобразователями,передаточная функция которых всегда обратна функции входного напряжения. Определение сдвига фаз между входными колебаниями сводится к определению разности напряжений между двумя пилообразными напряжениями нормированной амплитуды. Формирователи

8 и 9 состоят из N элементов задержки, N компараторов напряжения и сумматора. 3 ил.

3 15699

Изобретение относится к радиотехнике и измерительной технике и может быть использовано в устройствах для

1соитроля фазового сдвига.

Цель изобретения — повышение быС лФ О строUойствия, На фиг.1 приведена функциональ— ная электрическая схема предлагаемого фазового детектора; IIа фиг.2 функциональная электрическая схема формирователя периодически линейнонарастающего напряжения:, на фиг„З

;временные диаграммы, поясняющие ра;боту фазового детектора. 15

Фазовый,цетектор содержит первый ,1 и второй 2 ограничители амплитуды, первьп, 3 и второй 4 элементы дифференцирования, триггер 5, выходной

:сумматор 6, первый инвертор 7„ первый 8 и второй 9 формирователи периодически линейно-нараста>ощего напря>кения, элемент ИСКЛ1ОЧЛОЩЕЕ ИЛИ 10,,второй 11 и третий 12 инверторы. 1<а>к дый формирователь периодически линей- 25 но-нарастающего напряжения содержит

N элементов 13 задержки, И компараторов 14 напряжения и сумматор 15.

Фазовый детектор работает следующим образом, 30

Входные сигналы с произвольнои амплитудой поступают на ьходы первого .8 и второго 9 формирователей периодически линейно-нарастающего напряжения, где преобразуются в пилообразные сиг35 налы единичной амплитуды и той же фазы (фиг,Ç а,б,в,r)„ После дифференцирования этих сигналов первым 3 и вторым элементами дифферепцирования первый 1 и второй 2 ограничители амплитуды формируют на своих выходах во время парастания соответствующих входных сигналов и Ов во время спадания (фиг,.З д,e). Управляемые инверторы 7, 1! и 12 инвертируют вход-45 ные сигналы при подаче на управляющий вход сигнала логического "0" и не инвертируют входные сигналы при подаче на управляющий вход сигнала логической "1". Поэтому на выходах нервого 7 и третьего !2 управляемых инверформируются сигналы (фиг.-1 з,и)

Эти сигналы поступают на первый и третий входы выходного сумматора 6, где вычитаются. С помощь>о злемента

ИСИПОЧА1ОЩЕЕ ИЛИ 10 выделяются места, где входные сигналы (фиг.3 а,б) имеют разные знаки производных (фиг.Ç ж).

В этих местах в зависимости от зцака фазового рассогласования входных сигналов, который определяется триг> ером 5 (фиг.З к), на второй вход выходного сумматора 6 подается корректирующий сигнал (фиг.3 л) с выхода второго инвертора 11, равный по абсолютной величине размаху сигналов на выходе формирователей 8 и 9 периодически линейно-нарастающего напряжения. Поэтому на выходе выходного сумматора 6 формируется напряжение (фиг.3 м), величина которого пропорциональна фазовому сдвигу входных сигналов. Поскольку в фазовом детекторе отсутствуют фильтры нижних частот, то величина фазового сдвига определяется в реальном масштабе времени, а не с задержкой в несколько периодов..

Точность определения фазового сдвига зависит от числа И элементов

13 задержки, входящих в состав формирователей 8 и 9 периодически линейно-нарастающего напряжения. Эти формирователи являются функциональными преобразователями, передаточная функция которых всегда обратна функции входного напряжения. Если входное напряжение представляет собой аналоговый сигнал, то элементы задержки — это линии задержки, если входное напряжение представляет собой сигналы, дискретизированные по времени и квантованные по амплитуде, то элементы задержки — это регистры сдвига.

Определение сдвига фаз между входными колебаниями сводится практически к определению разности напряжений между двумя пилообразными напряжениями нормированной амплитуды. После прохождения первого периода колебаний фазовый детектор измеряет сдвиг фаз входных сигналов за время С /время задержки одного элемента 13 задержки, ".å„ за 1/N часть периода и, естественно, имеет в N pas большее быстродействие, чем известный детектор, который измеряет фазовый сдвиг приблизительно за один период колебаний.

Напряжение на фиг.3 м представлено в идеализированном виде. На самом деле оно имеет пульсирующий характер, причем размах пульсаций достигает величины i/N, где N — количество элементов задержки в формирователе 8 или .9 периодически линейно-нарастающего напряжения.

5 15б9939

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Фазовый детектор, содержащий первый и второй ограничители амплитуды, первый и второй элементы дифференцирования, триггер,.выходной сумматор, первый вход которого соединен с вы— ходом первого инвертора, и первый и второй формирователи периодически линейно-нарастающего напряжения, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, введены последовательно соединенные элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и второй инвертор, выход которого соединен с вторым входом выходного сумматора, и третий инвертор, выход которого соединен с третьим входом выходного сумматора, при этом управляющий вход первого ин- О вертора соединен с выходом первого ограничителя амплитуды и первыми входами триггера.и элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ, управляющий вход второго инвертора соединен с выходом триггера,уп- g5 равляющий вход третьего инвертора соединен с выходом второго ограничителя амплитуды и вторыми входами триггера (и элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а информационные входы первого и третьего инверторов соединены с выходами соответственно первого и второго формирователей периодически линейно-нарастающего напряжения, входы которых являются соответственно первым и вторым входами фазового детектора, а выходы подключены соответственно к вхо-, дам первого и второго ограничителей амплитуды через первый и второй элементы дифференцирования, причем каждый формирователь периодически линейно-нарастающего напряжения выполнен в виде последовательно соединенных

N элементов задержки, выходы которых подключены к первым входам N компараторов напряжения соответственно, вторые входы которых подключены к входу первого элемента задержки и сумматора, N входов которого соединены с выходами N компараторов напряжения соответственно, при этом вход первого элемента задержки является входом формирователя периодически линейнонарастающего напряжения, выходом которого является выход сумматора.

1569939

Составитель В,Цветков

Редактор О.Головач Текред М.Ходанич Корректор С.Черни

Заказ 1455 Тираж 657 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