Устройство для выделения тактовой частоты при воспроизведении цифрового сигнала

 

Изобретение относится к технике накопления информации, в частности к устройствам для выделения тактовой частоты при воспроизведении цифрового сигнала, и может применение при цифровой передаче информации. Цель изобретения - повышение точности выделения тактовой частоты за счет уменьшения статической фазовой ошибки и собственных шумов. Устройство для выделения тактовой частоты при воспроизведении цифрового сигнала отличается тем, что в него введены даа компаратора, четыре диода, шесть резисторов, три конденсатора , два варикапа, которые совместно с другими элементами схемы включены между входной и выходной шинами устройства . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s G 11 В 20/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4899889/10 (22) 08,01.91 (46) 23.10.92. Бюл. М 39 (71) Центральный научно-исследовательский институт связи (72) В.Г.Добровольский (56) Авторское свидетельство СССР

М 1549400, кл. G 11 В 5/00,.1987.

Л.Н.Голубев и др. Аппаратура ИКМ120/А, M., "Радио и связь", 1984, с. 140-142, рис. 3.36 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ТАКТОВОЙ ЧАСТОТЫ ПРИ ВОСПРОИЗВЕДЕНИИ ЦИФРОВОГО СИГНАЛА (57) Изобретение относится к технике накопления информации, в частности к устИзобретение относится к технике накопления информации, в частности к устройствам для выделения тактовой частоты при воспроизведении цифрового сигнала, и может найти применение при цифровой передачи цифровой информации.

Известное устройство для вь1деления тактовой частоты при воспроизведении цифрбвого сигнала, содержащее фильтр и . формирователь импульсов, включенные между входной и выходной шинами.

Недостаток известного устройства состоит в значительной зависимости результата выделения тактовой частоты от величины нестабильности следования тактовых импульсов цифрового сигнала, Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому устройству для выделения тактовой частоты при воспроизведении цифрового сигнала является ройствам для выделения тактовой частоты при воспроизведении цифрового сигнала, и может применение при цифровой передаче информации. Цель изобретения — повышение точности выделения тактовой частоты эа счет уменьшения статической фазовой ошибки и собственных шумов. Устройство для выделения тактовой частоты при воспроизведении цифрового сигнала отличается тем, что в него введены два компаратора, четыре диода, шесть резисторов, три конденсатора, два варикапа, которые совместно с другими элементами схемы включены между входной и выходной шинами устройства. 1 ил. устройство для выделения тактовой частоты при воспроизведении цифрового сигнала, содержащее первый и второй транзисторы, эмиттеры которых соединены соответственно через первый и второй резисторы с первой шиной питания, подключенной к первому выводу третьего резистора, соединенного вторым выводом с первым выводом первого конденсатора, второй вывод которого подсоединен через катушку индуктивности к общей шине, соединенной с первым выводом четвертого резистора и с первым выводом пятого резистора, подключенного вторым выводом к первому выводу шестого резистора и к эмиттеру третьего транзистора, база которого подсоединена к первому выводу седьмого резистора, четвеотый, транзистор, соединенный базой с первым выводом восьмого резистора и подсоединенный базой к первому выводу второго

1770985

10

20 конденсатора,пятыйтранзистор,соединенный базой с первым выводом девятого резистора, третий и четвертый конденсаторы, десятый и одиннадцатый резисторы, входную шину и вторую шину питания, Недостаток эгого устройства для выделения тактовой частоты при воспроизведении цифрового сигнала состоит в малой точности результата выделения тактовой частоты, определяемой статучЬской фаэовой ошибкой и собствеййыми фазовыми шумами. Известное устройство не йозволяет также обеспечить достаточную помехоустойчивость. Кроме того известное устройство не позволяет обеспечить высокую скорость следования тактовых импульсов при достаточно малом потреблении энергии, Цель изобретения.— повышение точности выделения тактовой частоты за счет уменьшения статической фаэовой ошибки и собственных шумов, С этой целью в устройство для выделения так овой частоты при воспроизведении цифрового сигнала, содержащее первый и второй транзисторы, эмиттеры которых соединены соответственно через первый и второй резисторы c ïeðâîé шиной питания, подключенной к первому выводу третьего резистора, соединенного вторым выводом с первым вывоцом первого конденсатора, второй вывод которого подсоединен через катушку индуктивнасти к общей шине, соединенной с первым выводом четвертого резистора и с первым выводом пятого резистора, подключенного вторым выводом к первому выводу шестого резистора и к эмиттеру третьего транзистора, база которого подсоединена к первому выводу седьмого резистора, четвертый транзистор, соединенный базой с первым выводом восьмого резистора и подсоединенный эмиттером к первому выводу второго конденсатора,пятыйтранзистор,соединенный базой с первым. выводом девятого резистора, третий и четвертый конденсаторы, десятый и одиннадцатый резисторы, входную шину, выходную шину и вторую шину питания, введенч первый компаратор, подсоединенный неинвертирующим входом к входной шине, второй компаратор, подключенный прямым выходом к выходной шине и соединенный неинвертирующим входом с вторым выводом шестого резистора и подсоединенный инвертирующим входом к первому выводу третьего конденсатора, первый и второй диоды, подключенные катодами к вторым выводам соответственно восьмого и девятого резисторов, третий и четвертый диоды, соединенные анодами с первыми выводами соответственно десятоro и одиннадцатого резисторов, подключенных вторыми выводами к второй шине питания, двенадцатый резистор, подключенный первым выводом к коллектору первого транзистора и к коллектору третьего транзистора, тринадцатый резистор, включенный между первой шиной питания и вторым выводом четвертого резистора, соединенным с базой четвертого транзистора и с базой пятого транзистора, подключенного коллектором к базе первого транзистора и к базе и к коллектору второго транзистора; первый варикап, соединенный первым выводом с вторым выводом первого конденсатора, подключенного вторым выводом к первому выводу четвертого конденсатора и к базе третьего транзистора четырнадцатый, пятнадцатый, шестнадцатый и семнадцатый резисторы, пятый, шестой и седьмой конденсаторы и второй варикап, подсоединенные первыми к общей шике, соединенной с вторым выводом третьего конденсатора, первый и второй триггеры и восемнадцатый, девятнадцатый и двадцатый резисторы, причем первый и второй диоды подключены катодами к вторым выводам соответственно четырнадцатого, пятнадцатого резисторов и соединены анодами с анодами соответственно третьего и четвертого диодов, подсоединенных катодами K инвертирующим выходам соответственно первого и второго триггеров, подключенным к ин„ формационным входам соответственно второго и первого триггеров; которые соединены входами синхронизации соответственно с прямым и инверсным выходами первого компаратора и подсоединены входами установки нуля соответственно к инверсному и прямому выходам второго компаратора, соединенного инвертирующим входом с вторым выводом шестнадцатого резистора и с первым выводом восемнадцатого резистора, второй вывод которого подключен к первой шине питания. соединенной с коллектором треть- его транзистора, подсоединенного базой к второму выводу пятого конденсатора, а второй вывод двенадцатого резистора подключен к второму выводу седьмого резистора, соединен через девятнадцатый резистор с вторыми выводами первого и второго варикапов и подсоединен через двенадцатый резистор и вторым выводом шестого конденсатора и семнадцатого резистора.

На чертеже изображен один из возможных вариантов предлагаемого устройства для выделения тактовой частоты при воспроизведении цифрового сигнала.

Устройство для выделения тактовой частоты при воспроизведении цифрового сигнала содержит первый и второй л

17 70985

25

55 транзисторы 1 и 2, эмиттеры котор,,х соединены соответственно через первый и второй резисторы 3 и 4 с первой шиной 5 питания, подключенной к первому выводу третьего резистора 8, третий, четвертый и пятый транзисторы 7,8 и 9, катушку 10 индуктивности, первый, второй, третий и четвертый конденсаторы 11, 12, 13 и i4, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый, десятый и одиннадцатый peenсторы 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, входную шину 23, выходную шину 24 и вторую иину 25 питания и общую шину 26. Третий резистор 6 соединен вторым выводом с первым вы-«одам пеового конденсатора 11, второй вывод которого подсоединен через катушку 10 индуктивности к общей шине 26, соединенной с первым выводом четвертого, резистора 15 и с первым выводом пятого резистора 16, подключенного вторым выводом к первому выводу шестого резистора 17 и к эмиттеру третьего транзистора 7. База третьего -ранзистора 7 подключена к первому выводу седьмого резистора 18. Четвертый транзистор 8 соединен базой с первым выводом восыиого резистора 19 и подсоедине., амиттером к первому выводу второго конденсатора 12. Пятый транзистор 9 соеди:,ен базой с первым выводом девятого ре-и тара 20.

Устройство для выделения TGKTGRQ .", часто ы при воспроизведении цифрового сигнала содержиттакже первый компаратор 27, подсоединенный неинвертируощим входом к входной шине 23, второй компгратор 28, подключенный прямым вь:ходом к входной шине 24 и соединенный неинвертирующим входом с вторым выводом шестого резистора 17 и подсоединенный инвартирующим входом к первому выводу третьего конденсатора 13, первый, второй, третий и четвертый диоды 29, 30, 31, 32; двенадцатый., тринадцатый, четырнадцатый, пятнадцатый„шестнадцатый, семнадцатый, восем- надцатый, девятнадцатый v. двадцатый резисторы ЗЗ, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, первый и второй варикапы 42 и 43, первый

vi второй триггеры 44 и 45, пятый, шестой и седьмой конденсаторы 46, 47, 48, Первый и второй диоды 29 и 30 подключены катодами

K вторым выводам соответственно восьмого и девятого резисторов 19 и 20, Третий и четвертый. диоды 31 и 32 соединены анодами с первыми выводами соответственно десятого и одиннадцатого резисторов 21 и 22, подключенных вторыми выводами к второй шине 25 питания, двенадцатый резистор 33, подключенный первым выводом к коллектору .первого транзистора 1 и к коллектору третьего транзистора 8. Тринадцатый резистор 34 включен между первой шиной 5 питания и вторым выводом четвертого резистора 15, соединенным с базой четвертого транзистора 8. и с базой пятого транзистора

9, подключенного коллектором к базе первого транзистора 1 и к базе и к коллектору второго транзистора 2. Первый варикап 42 соединен анодом с вторым выводом первого конденсатора 11, подключенного вторым выводом к первому выводу четвертого конденсатора 14 и к базе третьего транзистора

7. Четырнадцатый, пятнадцатый, шестнадцатый и семнадцатый резисторы 35,36,37 и

ЗВ; пятый, шестой и седьмой конденсаторы

46,47 и 48 второй варикап 43 подсоединен первыми вь водами к общей шине 26, соединенной с вторым выводом третьего конденсатора 13. При атом второй варикап 43 :зодсоединен анодом к общей шине 26. Пергый и второй диоды 29 и 30 подключены катодами к вторым выводам соответственно четырнадцатого.и пятнадцатого резисторов

35 и 36 и соединены анодами с анодами соответственно трз-.вега и четвертого диодов 31 и 32, подсоединенных катодами к инвертиру.о.,им выходам соответственно первого и второго триггеров 44 и 45, noq; ключенным к информационным входам соответсгвенно в-орого и перво-о триггеров !5 и 44. Второй и. Псовь .й т"иг ",;ры 45 M 4- соединены входами синхронизации соответственно с прямым и инверсным выходами первого кпмпаратора 27 и подсоединены входами установки нуля соответственно к инверсному и прямому выходам второго компаратора 28. Второй компаратор 28 соединен инвертирующим входом с вторым выводом шестнадцатого резистора 37 и с первым выводом восемнадцатого резистора 39, второй вывод которого подключен к первой шине 5 питания, Пе:вая шина 5 питания соединена с коллектором третьего транзистора 7, подсоединенного базой к второму выводу пятого конденсатора 46, Второй вывод двенадцатого резистора 33 псдключен к второму выводу седьмого конденсатора 48, соединен через девятнадцатый резистор 40 с катодами первого и второго варикапов 42 и 43 и подсоединен через двенадцатый резистор 41 к вторым выводам шесто-о конденсатора 47 и семнадцатого резистора 38.

Работа предлагаемого устройства для выделения тактовой частоты при воспроизведении цифрового сигнала происходит следующим образом. Входной цифровой сигнал, BpepcTBB né соооА случайную последовательность наличие импульсов "1" неравной амплитуды и отсутствие импульGOB "О" поступает viB компаратор 27, который на своих виходах формирует взаимно

1770J85 инверсные сигналы, имеющие нормализованную амплитуду, пригодную для дальнейшей обработки. Кроме того, компаратор 27 позволяет минимизировать сдвиг фронтов импульсов между взаимоинверсными сигналами. Эти сигналы наступают на установочны Й и синхранизирующий Входы триггеров 44 и 45, а на соответствующие входы этих же триггеров 44 и 45 поступают

Взаимоикверсные сигналы с выходам кампараторав 28, формирующего их иэ сигнала управляемого генератора на варикапах 42 и

43, индуктивности IG; конденсаторах

11,14,46 и транзисторе 7. Резисторы 6,16 и

18 определяют режим генератора по постоянному току, а резистор 17 уменьшает влияние неинвертирующега входа компаратОоа 28 на собственную сTaGNJ!b= ность генератора. Резисторы 37 и 39 и.коммуTBTGp 13 увеличивают помехоустойчивость компаратора 28. Триггера 44 и 45 на своих инверсных выходах формируют сигналы логической "1" при совпадении франтов импульсов ка их синхронизирующих входах. В этом случае ключи ка

J0oQGx 30 и 32, 29 и 31 формируюT На эмит.герах гранзисгоров 8 и 9 более Высокии потенциал, при котором транзисторы 1,2,8 и 9 запираются. Резисторы 15 и 34 и конденсатор 12 формирует на базах транэисторов

8 и 9 напряжение, необходимое для переключения их от сигналов кл очел на диодах

29,30,31 и 32, при этом резисторы

19,20,21,22,35 и 36 обеспечивают режим по постоянному току этих кл!Очей. При запертых транзисторах 1 v. 8 На их коллекторах запоминается капряжекие, которое формировалось на них после предыдущего открывания или транзистора 1, или транзистора

8. Напряжение запоминается конденсатором 48 пропорционально — интегрирующего фильтра ка резисторах 33,38 и 41. Конденсатор 48 необходим для фильтрации переменной составляющеЙ сигHaRa, формируемого при открывании транзисторов 1 и 8, Резистор 40 необходим для разВязки по переменному -.Оку катодов

Варикапов 42 и 43 с пропорционально — интегрирующим фильтром. При несовпадении фронтов импульсов не синхронизирующих

Входах триггеров 44 и 45 ка инверсном Выходе одного из них формируется импульс логического "0", длительность которого определяется модулем разности фаз между фронтами импульсов на синхрокизирующих входах триггеров 44 и 45. Формирование импул ьса "0" на выходе или триггера 44, или триггера 45 определяется знаком разности фаз Вышеуказанных импульсов. После»ереходного процесса включения большую. часть времени транзисторы 1 и 8 закрыты, а на выходной шине 24 формируется тактовая частота, равная номинальной частоте сигнала на входной шине 23, причем фаза импульсов совпадает с точкостью до 10 нс с фазой импульсов "1" на входной шине 23. В диапазоне фазового дрожания сигналов "1" ка входной шине 23 не менее 20 кГц. В результате этого повышается точность выделения

10 тактовой частоты, так как статическая фазовая ошибка, возникающая. при изменении параметров варикапов 42 и 43, индуктивнасти 10, и собственной нестабильности генеpampa на транзисторе 7, стремится к нулю, а собственные фазовые шумы генератора на транзисторе 7 подавляются В значительной степени за счет формирования полосы про-.. пускания цепи управления варикапами 42 и

43 более 20 кГц.

40

Формула изобретения

Устройство для выделения тактовой частоты при воспроизведении цифрового сигнала, содержащее первый и второй транзисторы, змиттеры которых соединены соответственно через первый и второй резисторы с первой шиной питания, подключенной к первому выводу третьего резистора, соединенного вторым выводам с первым выводом первого конденсатора, второй вывод которого подсоединен через катушку индуктивности K общей шине, соединенной с первым выводом четвертого резистора. и с первым выводом пятого резистора, подключенного вторым выводом к первому выводу шестого резистора и к эмиттеру третьего транзистора, база которого подсаединена к первому выводу седь-мого резистора, четвертый транзистор, саединечный базой с первым выводом восьмого резистора и подсоединенный змитте- .. ром к первому вы воду второго конденсатора, пятыйтранзистор,соединенный базой с первым выводом. девятого резистора, третий и четвертый конденсаторы, десятый и одиннадцатый резисторы, входную шинjj, Выходную шину и вторую шину питания, О т л и ч а ю щ е е с я TBM чта, с целью повышения точности выделения тактовой частоты за счет уменьшения статической фаэовой ошибки и собственных фазовых шумов, В него введены первый компаратор, подсоединенный неинвертирующим Входом к входной шине, Второй компаратор, подключенный прямым выходом к выходной шине и соединенный неинвертирующим входом с вторым выводом шестога резистора и подсоединенный инвертирующим входом к первому выводу третьего конденсатора, первый и второй ди!

"70985

Составитель В. Добровольский

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор А. 8орович

Редактор T. Орлова

Заказ 3744 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 оды, подключенные катодами к вторым выводам соответственно восьмого и девятого резисторов, третий и четвертый диоды, соединенныЕ анодами с первыми выводами соответственно десятого и одиннадцатого резисторов, подключенных вторыми выводами к второй шине питания, двенадцатый резистор, подключенный первым выводом к коллектору первого транзистора и к коллектору третьего транзистора, тринадцатый резистор, включенный между первой шиной питания и вторым выводом четвертого резистора, соединенным с базой четвертого транзистора и с базой пятого тран=истора, подключенного коллектором к базе первого транзистора и к базе и коллектору второго транзистора, первый варикап, соединенный первым выводом с вторым выводом первого конденсатора, подключенного вторым выводом к первому выводу четвертого конденсатора и к базе третьего транзистора, четырнадцатый, пятнадцатый, шестнадцатый и семнадцатый резисторы, пятый, шестой, седьмой конденсаторы и второй варикап, подсоединенные первыми выводам и к общей шине, соединенной с вторым выводом третьего конденсатора, первый и второй триггеры и восемнадцатый, девятнадцатый и двадцатый резисторы, причем первый и второй диоды подключены катодами к вторым выводам соответственно четырнадцатого и пятнадцатого резисторов и соединены с анодами соответственно треть5 его и четвертого диодов, подсоединенных катодами к инвертирующим выходам соответственно первого и второго триггеров, подключенным к информационным входам соответственно второго и первого тригге10 ров, которые соединены входами синхронизации соответственно с прямым и инверсным выходами первого компаратора и подсоединены входами установки нуля соответственно к инверсному и прямому выхо15 дам второго компаратора, соединенного инвертирующим входом с вторым выводом шестнадцатого резистора и с первым выводом восемнадцатого резистора, второй вывод которого подключен к первой шине

20 питания, соединенной с коллектором третьего транзистора, подсоединенного базой к второму выводу пятого конденсатора, а второй вывод двенадцатого резистора подключен к второму выводу седьмого резистора, 25 соединен через девятнадцатый резистор с вторыми выводами первого и второго варикапов и подсоединен через двадцатый резистор к вторым выводам шестого конденсатора и семнадцатого резистора.