Устройство фазовой автоподстройки частоты

 

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - уменьшение длительности переходного процесса после приведения частоты управляемого генератора в полосу захвата. Устройство фазовой автоподстройки частоты содержит входной фазовый детектор 1, усилитель 2 постоянного тока, фильтр 3 нижних частот, управляемый генератор 4, а также узел 5 транспортирования частоты. Характеристика фазового детектора 1 содержит два участка характеристики с разной крутизной, по знаку соответствующие условиям устойчивости в малом, но по модулю крутизны один участок обеспечивает самовозбуждение, а на другом самовозбуждения нет. Такая характеристика обеспечивает быстрый переход на участок с точкой устойчивого равновесия и уменьшение длительности переходного процесса. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (5))5 Н 03 Ь 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4456459/24-09 (22) 06.07.88 (46) 30.08.90. Бюл. У 32 (72) Б.А. Андреев, А.С. Галин, С.А. Даниэлян и Е.И. Рубцов (53) 621.396.666(088.8) (56) Клэппер Дж. и др. Системы фазовой и частотной автоподстройки частоты. - М.: Энергия, 1977; рис. 8-20. (54) УСТРОЙСТВО ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения — уменьшение длительности переходного процесса после приведения частоты управляемого генератора в полосу захвата. УстройстSU„, 1589387 А1

2 во фазовой автоподстройки частоты содержит входной фазовый детектор 1, усилитель 2 постоянного тока, фильтр

3 нижних частот, управляемый генератор 4, а также узел 5 транспонирования частоты. Характеристика фазового детектора 1 содержит два участка харак-.. теристики с разной крутизной, по знаку соответствующие условиям устойчивости в малом, но по модулю крутизны один участок обеспечивает самовозбуждение, а на другом самовозбуждения нет. Такая характеристика обеспечивает быстрый переход на участок с точкой устойчивого равновесия и уменьше" ние длительности переходного процесса. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1589387

Изобретение относится к радиотехнике и может быть испопьзовано в устройствах синхронизации с фазовой автоподстройкой частоты в которых

У 5 предъявляются высокие требования к скорости перестройки с одной частоты на другую, в том числе в синтезаторах частоты.

Цель изобретения — уменьшение дли- 1О тельности переходного процесса погпе приведения частоты управляемого генератора в полосу захвата., На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства фазовой автоподстройки частоты; на .фиг. 2 — пример характеристики фазового дискриминатора; на фиг. 3 и 4— фаэовые портреты устройства фазовой автоиодстройки частоты; на фиг. 5 — 2Q приведен пример структурной электрической схемы входного фазового,детекJ тора с характеристикой, имеющий вид, представленный на фиг. 2.

Устройство фазовой автоподстройки 25 частоты содержит входной фазовый детектор (ФД) 1, усилитель постоянного тока (УПТ) 2, фильтр 3 нижних частот (ФНЧ), управляемый генератор 4, а так-, же узел 5 транспортирования частоты. р

Входной фазовый детектор содержит формирователь 6, генератор 7 сигналов специальной формы, перемножитель 8 и фильтр 9 нижних частот.

Устройство работает следующим образом.

На вход ФД 1 подаются колебания опорной частоты, на второй вхоц пода1отся колебания управляемого генератора, С выхода ФД 1 сигнал ошибки посту-4О пает через УПТ 2 и ФНЧ 3 на управляющий вход управляемого генератора. Доfpjстим, RoJIbgo ФАПЧ находится B cHH= хронизме, разность частот колебаний на входах ФД 1 участок ВВ (фиг. 2), характеристика которого соответствует по знаку крутизны условиям устойчивости в малом, но по модулю крутизны обеспечивает самовозбущцение, в то время как на участке CD, имеющем тот о же знак, крутизны самовоэбуждения нет, эти два участка разделены участками

ВС и DE с противоположными знаками крутизным характеристики, а разность фаз составляет примерно 7 и соответствует положению рабочей точки на.

55 участке CD характеристики, ФД; (фиг. 2). При этом крутизна характе-ристики ФД1 обеспечивает устойчивую работу кольца ФАПЧ с требуемыми параметрами. При необходимости перестройки частоты управляемого генератора 4 изменяется либо опорная частота, либо настройка узла транспонирования частоты 5, приблизительно соответственно изменяется настройка управляемого генератора 4. Синхронизм в кольце ФАПЧ нарушается, разность фаз колебаний на входах ФД1 ° изменяется, рабочая точка оказывается за пределами участка CD.

При этом изменяется крутизна характеристик ФД. Модуль и знак крутизны

ФД1 на участках АВ, ВС, DE, EF и параметры ФНЧ выбраны так, что обеспЕ чивают самовозбуждение кольца ФАПЧ.

Самовозбуждение в кольце ФАПЧ при отсутствии участка CD на характеристике ФД, приводит к периодическому из менению разности частот колебаний на входах ФД вокруг нуля и разности фаз на участке от - r до Т . Фазовое пространство описываемого кольца ФАПЧ как минимум трехмерное, но для упрощения рассмотрим двухмерную проекцию фазового портрета в координатах < и (фиг. 3). На фиг. 3 показана нормированная характеристика ФД1 в координатах q и U, но без участка CD, В результате наличия в кольце ФАПЧ интегратора, обеспечивающего фазы 90, разность частот равна нулю при максимальной разности фаз (точки А и А, фиг. 3), и наоборот, при максимальной разности фаз разность частот равна нулю, в районе точек А и А скорость изменения частоты максимальна, Таким образом, если изменить крутизну характеристики ФД в окрестности точки, соответствующей максимуму разности фаз так, что кольцо ФАЛЧ становится устойчивым, а точки А и А становятся точками устойчивого равновесия, то при попадании изображающей точки в эту область движение в системе прекращается и переходный процесс перестройки на этом заканчивается (фиг.4).

Добиться такого результата позволяет введение в характеристику ФД участка CD (фиг. 2) с измененным знаком и модулем крутизны в диапазоне разностей фаз, соответствующей девиации фазы при самовозбужденин кольца ФАПЧ, Большой выигрыш в скорости переходного процесса достигается при выполнении фильтра нижних частот в виде нелинейного пропорционально интегрирующего (не показан), В стационарном ре5 158938 жиме нелинейность фильтра, как известно, не сказывается, однако при переходном процессе достигается значительное сокращение длительности процесса, причем за счет взаимодействия такого фильтра с ФД, имеющего указанный вид характеристики (фиг. 2), эффект сокращения длительности переходного процесса значительно увеличивается. 10

Формула изобр ет ения

1. Устройство фазовой автоподстройки частоты, содержащее соединенные в кольцо входной фазовый детектор с zaрактеристикой, имеющей вид периоди15 ческой функции с двумя основными экстремумами противоположного знака, усилитель постоянного тока, фильтр нижних частот не ниже второго порядка и управляемый генератор, о т л иФ ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения длительности переходного процесса после приведения частоты управляемого генератора в полосу захвата, входной фазовый детектор .выполнен с характеристикой, имеющей два дополнительных экстремума, причем крутизна участка между ними меньше крутизны участка между основными экстремумами и имеет тот же знак.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что между выходом управляемого генератора и входом фазового дискриминатора включен узел транспонирования .частоты.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что фильтр нижних частот выполнен в виде нелинейного пропорционально интегрирующего фильтра.

1589387 сваг.4

Составитель Л. Шурухин

Редактор Л. Пчолинская Техред Л.Серд окова Корректор М. Кучерявая

Заказ 2547 Тираж 658 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101