Устройство автоматической подстройки частоты

 

Использование: техника измерения параметров радиотехнических сигналов. Сущность изобретения: устройство автоматической подстройки частоты содержит коммуратор 1, счетчик 2, управляемый генератор 3, импульсно-фазовый детектор 4, первый регистр памяти 5, цифроаналоговый преобразователь 6, аналого-цифровой преобразователь 7, генератор импульсов 8, сумматор 9, второй регистр памяти 10, вычитатель 11, реверсивный счетчик 12, формирователь управляющих сигналов 13 и элемент сравнения кодов 14. В устройстве обеспечивается автоподстройка частоты и в промежутках между входными радиоимпульсами за счет введения обратной связи, корректирующей изменение выходной частоты устройства по результату сравнения с запомненным эталонным значением частоты входного радиоимпульса. 1 ил.

Изобретение относится к технике измерения параметров радиотехнических сигналов и может быть использовано при формировании задержанного радиоимпульса цифровым методом.

Целью изобретения является повышение точности при изменении температуры и напряжения питания и малой частоте входных радиоимпульсов.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства автоматической подстройки частоты.

Устройство автоматической подстройки частоты содержит коммутатор 1, счетчик 2, управляемый генератор 3, импульсно-фазовый детектор 4, первый регистр памяти 5, цифроаналоговый преобразователь 6, аналого-цифровой преобразователь 7, генератор импульсов 8, сумматор 9, второй регистр памяти 10, вычитатель 11, реверсивный счетчик 12, формирователь управляющих сигналов 13 и элемент сравнения кодов 14.

Устройство автоматической подстройки частоты работает следующим образом.

Импульсы счета, полученные от несущей частоты входного радиоимпульса, поступают через коммутатор 1 на счетный вход счетчика 2, предварительно обнуленный сигналом с формирователя управляющих сигналов 13. Одновременно эти же импульсы счета поступают на вход импульсно-фазового детектора 4, на котором измеряется фаза этой импульсной последовательности по отношению к импульсной последовательности с генератора импульсов 8.

В моменты времени по началу входного радиоимпульса и по его концу сигнал с выхода импульсно-фазового детектора 4, преобразованный в цифровой код аналого-цифровым преобразователем 7, запоминается соответственно в первом регистре памяти 5 и в выходном регистре аналого-цифрового преобразователя 7.

После этого вычитателем 11 вычисляется разность этих кодов и сигналом с формирователя управляющих сигналов 13 записывается во второй регистр памяти 10, одновременно туда же записывается и код счетчика 2. Таким образом во втором регистре памяти 10 записана информация о несущей частоте входного радиоимпульса, а именно - целое число периодов и часть периода определяются числом разрядов цифрового кода аналого-цифрового преобразователя 7 за промежуток времени, зафиксированный в формирователе управляющих сигналов 13.

Этим кодом через сумматор 9, преобразованным в управляющий аналоговый сигнал цифроаналоговым преобразователем 6, осуществляется управление частотой выходного сигнала управляемого генератора 3.

По окончании входного радиоимпульса формирователь управляющих сигналов 13 вырабатывает сигнал, по которому коммутатор 1 подключает на вход счетчика 2 импульсы с выхода управляемого генератора 3, поступающие также на один из входов импульсно-фазового детектора 4.

Таким образом повторяется аналогичный процесс измерения частоты выходного сигнала устройства за время, определяемое формирователем управляющих сигналов 13, однозначно связанного определенным образом с длительностью входного радиоимпульса, но без запоминания полученного кода, а только сравнением его элементом 14 с кодом, записанным во втором регистре памяти 10. При этом в результате сравнения и при несовпадении этих кодов вырабатывается сигнал "больше" или "меньше", осуществляя тем самым изменение кода в реверсивном счетчике 12. Код с реверсивного счетчика 12 поступает на второй вход сумматора 9 и представляет собой коррекцию кода с второго регистра памяти 10, в результате чего меняется управляющий сигнал управляемого генератора 3 так, что частота выходного сигнала устройства приближается к несущей частоте входного радиоимпульса, т.е. образуется тем самым отрицательная обратная связь и компенсирует нестабильность управляемого генератора 3.

Формирователь управляющих сигналов 13 при отсутствии входного радиоимпульса регулярно вырабатывает управляющие выходные сигналы: сигнал сброса и разрешения для счетчика 2, сигналы начала и конца эталонного интервала для занесения кода в первый регистр памяти 5 и в выходной регистр аналого-цифрового преобразователя 7 и импульс счета для реверсионного счетчика 12. В результате этого постоянно отслеживается частота на выходе устройства по коду во втором регистре памяти 10.

С приходом очередного входного радиоимпульса и переключении коммутатора 1 происходит измерение несущей частоты этого радиоимпульса и обновление содержимого второго регистра памяти 10, а далее по окончании входного радиоимпульса - отслеживание частоты выходного сигнала по коду, хранящемуся в этом регистре памяти.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ, содержащее последовательно соединенные счетчик и элемент сравнения кодов, последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь и управляемый генератор, а также генератор импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности при изменении температуры и напряжения питания и малой частоте следования входных радиоимпульсов, в него введены коммутатор, первый вход которого является входом устройства, второй подключен к выходу управляемого генератора, а выход подключен к тактовому входу счетчика, последовательно соединенные импульсно-фазовый детектор, входы которого подключены к выходам переключателя и генератора импульсов, аналого-цифровой преобразователь, первый регистр памяти и вычитатель, другой вход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя, а выход - к младшим разрядам первой группы входов элемента сравнения, старшие разряды которого подключены к выходу счетчика, последовательно соединенные реверсивный счетчик и сумматор, выход которого подключен к входу цифроаналогового преобразователя, а также второй регистр памяти, входы старших и младших разрядов которого подключены соответственно к выходу счетчика и выходу вычитателя, а выход - к другому входу сумматора и другой группе входов элемента сравнения, и формирователь управляющих сигналов, вход запуска которого подключен к входу устройства, вход синхронизации - к выходу генератора импульсов, выход сигнала, длительность которого не превышает длительности входного радиоимпульса, подключен к управляющему входу коммутатора, выходы сигналов начала и конца эталонного интервала подключены соответственно к управляющим входам первого регистра памяти и аналого-цифрового преобразователя, выходы сигналов разрешения и сброса подключены последовательно к входам разрешения счета и сброса счетчика, выход сигнала "Счет" подключен к счетному входу реверсивного счетчика, входы сложения и вычитания которого подключены соответственно к выходам сигналов "Меньше" и "Больше" элемента сравнения, а выход сигнала окончания входного радиоимпульса подключен к управляющему входу второго регистра памяти.

РИСУНКИ

Рисунок 1