Фазовый дискриминатор

 

Изобретение относится к радиотехнике. Целью изобретения является повышение точности и быстродействия формирования корректирующего воздействия. Фазовый дискриминатор сотержит элементы И 1 и 2, линии задержки 3 и 4, коммутаторы 5 и 6, дифференцирующие цепи 7 и 12, выпрямители 8 и 14, измерители 10 частоты, элемент И-НЕ 13, регистр 14 сдвига. Фазовый дискриминатор путем одновременного автоматического изменения величины корректирующего воздействия в зависимости от величины и знака расхождения фаз тактовых импульсов с импульсами посылки, типа принимаемых сообщений и режима работы устройства - поиск или поддержание синхронизма - от средней неизменной в течение достаточно длинных промежутков времени структуры сообщений. В фазовом дискриминаторе используются линии задержки, реализованные на типовых элементах задержки, и на входах которых элементы И 1 и 2 разрешают ввод информации от внешнего источника - регистра 14 сдвига, а коммутация сигналов с выходов элементов задержки осуществляется через монтажное ИЛИ. 4 ил.

ЩК)З СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕС!ЪБЛИН

А2

gy Ol) Н 03 0 13/ОО

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСИОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

r10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР! (61) 1027799 (21) 4412579/24-09 (22) 18 .04 ° 88 (46) 07,06,90 Бюл. И 21 (72) В.И.Рябков и Г.К.Болотин (53) 621, 376 (088, 8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 1027799, кл, Н 03 11 13/00, 1982. (54) ФАЗОВЫЙ ДИСКРИМИНАТОР (57) Изобретение относится к радиотехнике. Целью изобретения является повышение точности и быстродействия формирования корректирующего воздействия.

Фазовый дискриминатор содержит элементы И 1 и 2, линии задержки З.и 4, коммутаторы 5 и 6, дифференцирующие цепи

7 и 12, выпрямители 8 и 11, измеритель

10 частоты, элемент И-HE 13, регистр

14 сдвига, Фазовый дискриминатор повышает точность и быстродействие формирования корректирующего воздействия путем автоматического изменения его величины в зависимости от величины и знака расхождения фаз тактовых импульсов с импульсами посылки, а также с учетом режима работы устройства — поиск или поддержание синхронизма, В фазовом дискриминаторе используются линии задержки, реализованные на типовых элементах задержки и на входах которых элементы И 1 и 2 разрешают ввод информации от внешнего источника — регистра 14 сдвига, а коммутация сигналов с выходов элементов задержки осу- ф ществляется через монтажное ИЛИ. 4 ил, 1 табл. 1569941

Изобретение относится к радиотехнике, может быть использовано, в частности, в приемной части системы передачи информации и является усовер5 шенствованием изобретения по авт.св.

9 1027799.

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия формирования корректирующего воздействия, 1О

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема фазового дискриминатора; на фиг.2 — структурная электрическая схема линии задержки; на фиг,З вЂ” временные диаграммы, пояс- 11 няюшие принцип работы фазового дискриминатора; на фиг.4 — временные диаг; раммы, поясняющие принцип работы линии задержки.

Фазовый дискриминатор содержит пер-20 вый 1 и второй 2 элементы И, первую 3 и вторую 4 линии задержки, первый 5 и второй 6 коммутаторы, первую дифференцирующую цепь 7, первый выпрямитель 8, инвертор 9, измеритель 10 частоты 25 второй выпрямитель 11, вторую дифференциальную цепь 12, элемент И-НЕ 13, регистр 14 сдвига, информационный вход 15, первый 16 и второй 17 тактовые входы, выходы 18 и 19, Первая 30 (вторая) линия 3 (4) задержки содержит четыре элемента И 20-23, элемент

24 задержки на четыре такта (4Т), элемент.25,задержки на восемь тактов (8Т), элемент 26 задержки на двенадцать тактов (12Т), двенадцать 27-38 задержки на такт (Т), четыре элемента

ИЛИ 39-42, четыре информационных входа 43-46, вход 47 и четыре выхода

48-51. 40

Фазовый дискриминатор работает следующим образом.

Импульсы тактовой синхронизации в виде меандра с частотой, близкой к скорости телеграфирования принимаемых 45 элементов сообщения, поступают на пер— вый тактовый вход 16 устройства, На второй вход второго элемента И 2 так-. товые импульсы поступают непосредственно (фиг.Зв), а на второй вход пер- 50 вого 1 элемента И вЂ” через инвертор 9 (фиг.Зг), подготавливая их к работе (разрешая работу на соответствующий полупериод).

Принимаемые элементы сообщения поступают на информационный вход 15 уст— ройства (фиг.3a), первая дифференци-, рующая цепь 7 осуществляет выделение их фронтов, которые выпрямляются первым выпрямителем 8 (фиг,Зб), с выхода которого импульсы поступают на первые входы первого 1 и второго 2 элементов

И.

E сли ф аз а тактовых импульсов совпадает с фазой принимаемых элементов сообщения (фиг. За, в), то на выходе элемента И-НЕ 13 формируется логический

I I It

О, а следовательно, на выходах первого 1 и второго 2 элементов И формируются также логические "Ot, з апрещающие ввод информации в первую 3 и вторую 4 линии задержки, Вследствие этого на выходах первого 5 и второго

6 коммутаторов корректирующих импульсов нет независимо от информации на управляющих входах этих коммутаторов, поступающей с выхода измерителя !0 частоты, Если фаза тактовых импульсов (фиг. Зв) отстает или опережает фазу принимаемых элементов сообщения (фиг. За), то на выходе элемента И-НЕ

13 (фиг. Зд) присутствует уровень напряжения логической "1", и первый 1 и второй 2 элементы И оказываются подготовленными к работе по третьим входам.

В случае отставания фазы тактовых импульсов от фазы принимаемых элементов сообщения импульсы с выхода первого напрямителя 8 (фиг. Зб) проходят на выход второго элемента И 2 (фиг.3e) и не проходят на выход первого элемента И 1 (фиг.Зж), а в случае опережения фазы проходят на выход первого элемента И 1 (фиг,Зж) и не проходят на выход второго элемента И 2 (фиг.Зе), Импульсы с выхода первого элемента И

1 осуществляют ввод показаний регистра 14 сдвига с его прямых выходов (фиг. Зк) в первую линию 3 задержки, а импульсы с выхода второго элемента И

2 — ввод показаний с инверсных выходов регистра !4 сдвига во вторую линию 4 задержки, Импульсы с второго тактового входа 17 устройства с частотой f = 2КГ (где f o = 1/Т,; К вЂ” число разрядов регистра 14 сдвига; T — длительность элемента сообщения) поступают на тактовый вход регистра !4 сдвига (фиг,Зз), последовательно занося логические "1" в его разряды. Сброс в .

"О" регистра 14 сдвига осуществляется импульсами с выхода второго выпрямителя !l (фиг.Зи). Вследствие этого, чем больше имеющееся расхождение фаз

156994 1в случае опережения, тем больший код ,будет считан с прямых выходов регистра 14 сдвига в первую линию 3 задержки (временное положение импульсон, фиг.За, в, ж, и, к) . В случае отставания фаз аналогичное соотношение сохраняется для инверсных выходов регистра 14 сдвига и второй линии 4 задержки (временное положение импульсов, фиг. 3а, в, е, и).

В первой 3 и второй 4 линиях за-, держки (фиг,4) происходит размножение считанного кода н п „, раз, где и— коэффициент размножения импульсов (в данном случае п = 4). Информация с выходов первой 3 и второй 4 линий задержки (фиг.Зл, м) поступает соответственно на информационные входы первого 5 и второго 6 коммутаторов. 20

Измеритель 10 частоты определяет среднее число поступивших в единицу времени фронтов элементов сообщения и устанавливает необходимый коэффициент размножения корректирующих импульсон 25 (от n=l до n=4) в первом 5 и втором

6 коммутаторах. Импульсы на выходах первого 5 и второго 6 коммутаторов (фиг,Зн, о) являются выходными импульсами устройства. 30

На временной диаграмме (фиг.3) последовательно рассмотрены три случая для К = 4, Первый случай, Отставание фазы тактовых импульсов от фазы импульсов по35 сылки составляет одну восьмую длительности одиночного элемента сообщения и n-=l установленный измерителем

1О частоты. В этом случае на выходе

18 формируется один импульс добанле — 40 ния °

Второй случай, Опережение заразы тактовых импульсов от фазы импульсов посылки составляет три восьмых длительности элементов сообщения и п=4, .В этом случае на выходе 19 формируется 12 импульсов вычитания, Третий случай. Когда происходит совпадение фаз тактового импульса и 50 импульса посылки, на выходах 18 и 19 импульсы добавления и вычитания не формируются.

Все возможные варианты корректирующего воздействия для случая, когда разность фаз определяется с точностью до одной восьмой от длительности элемента сообщения и максимальнь и коэффициент размножения импульсов равен четырем (т,е. К = 4, п,„ц„ = 4), приведены в таблице.

Как следует из таблицы, корректирующее воздействие фазового дискриминатора с учетом величин п и К более эффективно, чем воздействие фазового дискриминатора без взаимного учета этих величин. Кроме того, анализ временной диаграммы работы устройстна (фиг.З) показывает, что количество корректирующих импульсов на выходе коммутаторов тем больше, чем больше разность фаз тактовых импульсов посылки и чем меньше количество фронтов импульсон, поступающих в единицу времени на вход устройства, В фазовом дискриминаторе используются линии э держки, которые реализованы на типовых элементах задержки и на входах которых элементы И разреша— ют ввод информации от внешнего источника (регистра 14 сдвига), а коммутация сигналов с выходов .элементов задержки осуществляется через монтажное

ИЛИ, В качестве примера взята линия задержки с четырьмя входами (фиг,2) . Условно ее можно считать первой линией

3 задержки (фиг ° 1). Вторая линия 4 задержки (фиг.l) полностью аналогична первой, За время рас.;ожчения фаз между тактоным ил|пульсол1 и импульсом посылки н регистр 14 сдвига заносятся дне единицы (фиг,4), Как видно из схемы (фиг. 2) и временной диаграммы (фиг.4) размножение импульсон всегда происходит с интервалом Bðåìñíè, крат— с нь.м Т где Т = †. Число импульсов на

Э

f ее выходе н зависимости от входного кода может изменяться от К = 4 до

К = 16. Максимальное время задержки сигналов КТ не должно превышать длительности оди..очного элемента сообщения, деленного на 2п, т. е. КТ Г, /2.

Так как порядок величины Т н пределах десятков наносекунд, а порядок

Т вЂ” десятки и сотни миллисекунд, то подбором величины К легко подобрать и задать необходимую точность измерения имеющегося рассогласования фаз, Принцип работы линии задержки (фиг.2) поясняется временными диаграммами (фиг.4).

Так, например, если н момент поступления импульса на вход 47 (фиг.2, фиг,4а) на информационных входах 43—

46 присутствует код 1100 (фиг,4б), то 1 569941 .

2 3 4

2 3 4

4 6 8

6 9 12

8 !2 16

1 0 J

2 0 2

3 0 3

4 0 4 на выходах первого 20 и второго 21 элементов И формируется по одному импульсу (фиг.4в), Импульс с выхода первого элемента И 20 проходит по соот5 ветствующим цепям, и на выходах 48-51 формируется первая гребенка иэ четырех импульсов (фиг.4г), Кроме того, импульс с выхода второго блемента И

2l поступает на вход элемента 24 задержки, на вход элемента 28 задержки и через второй элемент ИЛИ 40 на выход 49, Далее, спустя время Т, с выхода элемента 28 задержки импульс пос-! тупает на вход элемента 32 задержки и 15 через элемент ИЛИ 41 на выход 50, Далее, спустя время Т, импульс с выхода элемента 32 задержки поступает на вход элемента 36 задержки и через элемент ИЛИ 42 на выход 51, Далее, спус- 20 тя время Т, импульс с выхода элемента 36 задержки через элемент ИЛИ 39 поступает на выход 48. Таким образом, наличие кодовой единицы на входе 44 приводит к формированию на выходах 25

48-51 второй гребенки импульсов. При эТом ни один из выходных импульсов второй гребенки не совпадает во времени ни с одним из импульсов первой гребенки (фиг.4г) . 30

Таким образом, фазовый дискримина-. тор обеспечивает повышение быстродей- ствия и точности формирования корректирующего воздействия за счет одновременного автоматического изменения величины корректирующего воздействия (количества корректирующих фазу импульсов) в зависимости от величины и знака расхождения фаз тактовых импульсов с импульсами посылки и типа принимаемых сообщений, а также режима ра-> боты устройства (поиск или поддержание синхронизма) °

Ф ормула из об ре т ения

Фазовый дискриминатор по авт.св.

5- 1027799, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия формирования корректирующего воздействия, в него введены второй выпрямитель, вторая дифференцирующая цепь, элемент И-НЕ и регистр сдвига, прямые и инверсные выходыкоторого соединены с управляющими входами первой и второй линии задержки соот- ветственно, а тактовый вход регистра сдвига является вторым тактовым входом фазового дискриминатора, тактовый вход измерителя частоты соединен с входом второй дифференцирующей цепи, выход, которой через второй выпрямитель соединен со сбросовым входом регистра сдвига и первым входом элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с первыми входами элементов И, а выход соединен с третьими входами элементов И.

1569941 р JJJJLI JJJJLLllJ t

Фиг.2

t

t

t

1

t

t

Составитель А,Колосов

Техред М.Моргентал Корректор Л.Бескид

Редактор О,Головач

Заказ 3837 Тираж 651 Подписное

F"HHÏÈ 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