Устройство частотно-фазового детектирования

 

Использование: радиотехника, системы фазовой автоподстройки частоты. Сущность изобретения: устройство частотно-фазового детектирования содержит квадратурный и синфазный фазовые детекторы 1 и 2, фильтр нижних частот 3, триггер Шмидта 4 и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5. В устройстве обеспечивается повышение частотной чувствительности при малых отклонениях частоты. 3 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и импульсной технике и может использоваться в системах фазовой автоподстройки частоты, прежде всего в радиоприемных и радиометрических системах, работающих при наличии помех.

Известно устройство частотно-фазового детектирования, содержащее соединенные параллельно по входам квадратурный и синфазный фазовые детекторы, последовательно соединенные фильтр нижних частот, вход которого подключен к выходу синфазного фазового детектора, и компаратор, а также элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы которого подключены к выходу квадратурного фазового детектора и выходу компаратора соответственно, причем каждый фазовый детектор выполнен в виде элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.

Недостатком этого устройства является низкая частотная чувствительность при малых отклонениях частоты.

Целью изобретения является повышение частотной чувствительности при малых отклонениях частоты.

Это достигается тем, что в устройстве частотно-фазового детектирования, содержащем соединенные параллельно по входам квадратурный и синфазный фазовые детекторы, последовательно соединенные фильтр нижних частот, вход которого подключен к выходу синфазного фазового детектора, и компаратор, а также элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы которого подключены к выходу квадратурного фазового детектора и выходу компаратора соответственно, причем каждый фазовый детектор выполнен в виде элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, компаратор выполнен в виде триггера Шмитта.

На фиг. 1 приведена схема устройства частотно-фазового детектирования; на фиг. 2 временные диаграммы его работы; на фиг. 3 зависимости выходных напряжений от сдвига фаз сигналов.

Устройство частотно-фазового детектирования содержит соединенные параллельно по входам квадратурный 1 и синфазный 2 фазовые детекторы, последовательно соединенные фильтр нижних частот 3, вход которого подключен к выходу синфазного фазового детектора 2, и триггер Шмитта 4, а также элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5, входы которого подключены к выходу квадратурного фазового детектора 1 и выходу триггера Шмитта 4 соответственно. Синфазный 2 и квадратурный 1 фазовые детекторы являются элементами ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Устройство имеет сигнальный вход 6, входы 7 и 8 квадратурных опорных сигналов, а также выход 9.

На фиг. 2 приведены временные диаграммы работы устройства при равенстве частот опорного и измеряемого сигналов. На фиг. 2а, б показаны сдвинутые на четверть периода опорные сигналы, поступающие на входы 7 и 8. На фиг. 2в показан измеряемый сигнал, поступающий на вход 6. На фиг. 2г, д приведены сигналы фазовых рассогласований, получающиеся на выходах квадратурного 1 и синфазного 2 фазовых детекторов.

Постоянная составляющая выходного сигнала синфазного фазового детектора 2 выделяется фильтром нижних частот 3 и поступает на вход триггера Шмитта 4, выходной сигнал которого показан на фиг. 2е. В зависимости от состояния триггера Шмитта 4 элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 повторяет или инвертирует выходной сигнал квадратурного фазового детектора 1. Сигнал на выходе устройства 9 показан на фиг. 2ж.

На фиг. 3а, б приведены зависимости величин постоянных составляющих выходных напряжений квадратурного 1 и синфазного 2 фазовых детекторов от сдвига фазы измеряемого сигнала. Эти характеристики сдвинуты между собой на четверть периода. Пунктиром на фиг. 3а показана инвертированная характеристика квадратурного фазового детектора 1. Пунктиром на фиг. 3б показаны уровни переключения триггера Шмитта 4.

Учитывая наличие гистерезиса триггера Шмита 4, передаточная характеристика устройства будет обладать гистерезисом (см. фиг. 3в). Наличие гистерезиса передаточной характеристики обеспечивает частотную чувствительность устройства. На фиг. 3г, д показаны эпюры низкочастотной компоненты сигнала на выходе 9 устройства в случаях, когда частота измеряемого сигнала соответственно ниже и выше опорной.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ЧАСТОТНО-ФАЗОВОГО ДЕТЕКТИРОВАНИЯ, содержащее соединенные параллельно по входам квадратурный и синфазный фазовые детекторы, последовательно соединенные фильтр нижних частот, вход которого подключен к выходу синфазного фазового детектора, и компаратор, а также элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы которого подключены к выходам квадратурного фазового детектора и компаратора соответственно, причем каждый фазовый детектор выполнен в виде элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью повышения частотной чувствительности при малых отклонениях частоты, компаратор выполнен в виде триггера Шми

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3