Импульсно-фазовый детектор
O ll M C A H H E
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
28 0573
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства ¹
Заявлено 05.Ч.1968 (М 1236542/26-9) Кл. 21а4, 42 с присоединением заявки №
Приоритет
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
МПЕ, Н 03d 13/00
И 03k 9/04
У г К 621 376 55(088 8) Опубликовано 03.1Х.1970. Бюллетень № 28
Дата опубликования описания 17.XI.1970
Л вторы изобретения С. H. Терентьев, В. M. Рудой, М. П. Медиченко и А. И. Бородин
Заявитель
ИМПУЛЬСНО-ФАЗОВЫЙ ДЕТЕКТОР
Изобретение относится к системам автоматической подстройки фазы, в частности к детекторам, определяющим величину и знак разности фаз двух сравниваемых сигналов.
Известен импульсно- фазовый детектор, построенный на пентоде и определяющий величину и знак разности фаз между синусоидальным сигналом стабилизируемого генератора и импульсным сигналом эталоннного генератора. Этот детектор имеет малый коэффициент передачи при стабилизации сигналов кратных частот, небольшую полосу схватывания и удержания, большое число комбинационных частот за счет использования неболыпих длительностей импульсов эталонной частоты.
Целью изобретения является создание импульсно-фазового детектора, свободного от указанных недостатков.
Для этого в предложенном импульсно-фазовом детекторе использован ключевой транзисторный каскад, выполненный по схеме с общим эмиттером, в котором сигнал стабилизируемого генератора подан в точку соединения двух резисторов, включенных между коллектором и базой транзистора.
На фиг. 1 показана принципиальная схема импульсно-фазового детектора; на фиг. 2— временные диаграммы.
Импульсно-фазовый детектор состоит из ключевого каскада на транзисторе !, согласующей цепи, содержащей резисторы 2 и 8 и конденсатор 4, и интегрирующей цепи, включающей в себя резистор 5 и конденсатор б, Импульсное напряжение эталонного генератора поступает на вход импульсно-фазового детектора через конденсатор 7, а напряжение стабилизируемого генератора — через согласующую цепь. Интегрирующая цепь служит для выделения управляющего напряжения.
1п Транзистор 1 при отсутствии напряжений эталонного и стабилизируемого генераторов находится в режиме глубокого насыщения за счет подачи отрицательного напряжения на его базу с делителя, образованного резистором 8 у п сопротивлением эмиттерного перехода !т,о. транзистора. Исходный режим транзистора задается переменньгм резистором 8.
Принцип работы импульсно-фазового детектора заключается в сравнении временного
20 положения заднего фронта импульсов эталонного генератора и точки перехода через нуль стабилизируемого напряжения от отрицательных значений к положительным. В зависимости от рассогласования фаз сравниваемых напряжений в коллекторной цепи транзистора вырабатываются прямоугольные импульсы, длительность которых пропорциональна рассогласованию фаз.
Так как режим транзистора выбран ключе3О вым, то перепад напряжения в коллекторе
280573
55 транзистора 1 практически равен величине напряжения грсточника питания Ек. Это позволяет получить максимальный коэффициен" передачи, что является преимуществом предложенной схемы. Интегрирующая цепь преобразует прямоугольные имг1ульсь в управляющес напряжение Uynp.
Схема работает следующим образом.
Напряжение стабилизируемого гсператора через согласующую цепь, состоящую из резисторов 2, 8 и конденсатора 4, поступает на базу транзистора 1, При этом напряжение на базе транзистора изменяется по закону изменения напряжения стабилизирусмого генера г ора Ucy от lб.мин до U6.макс (см. фиг. 2) . Вел!г" чина резистора 2 подбирается такой, чтобы напряжение U6. не изменяло режима транзистора 1, и он по-прежнему находился в режиме глубокого насыщения.
Одновременно через конденсатор 7 на базу транзистора 1 подается импульсное напряжение эталонного генератора отрицательной полярности. В момент прихода импульса режим транзистора не изменяется, и конденсатор 7 заряжается с малой постоянной времени через.малое сопротивление R,.ч (порядка десятков ол) эмиттерного перехода открытого транзистора практически до напряжения импульса.
По окончании импульса напряжение на базе скачком меняет полярность, транзистор переходит в режим отсечки, и конденсатор 7 начинает разряжаться с большой постоянной времени, определяемой эквивалентным сопротивлением, состоящим из большого сопротивления R..o закрытого транзистора (порядка сотен килоом) и резисторов 2, 3 и 8. Как только напряжение на конденсаторе 7 достигнет уровня отпирания транзистора, транзистор отпирается, конденсатор 7 скачком перезаряжается до напряжения U è схема возвращается в исходное состояние.
Постоянная времени разряда выбрана такой, чтобы время разряда конденсатора 7 равнялось половине периода следования импульсов эталонного генератора. Тогда при равенстве фаз напряжений стабилизируемого и эталонного генератора, т. е. прй временном совпадении заднего фронта импульса эталонного генератора с точкой перехода через нуль напряжения стабилизируемого генератора, напряжение на коллекторе транзистора будет иметь форму «меандра». Это напряжение поступает на вход интегрирующей цепи, состоящей из резистора 5,и конденсатора 6. Так как длительности полуволн «меандра» равны, то на выходе интегрирующей цепи появится управляющее напря>кение Uynð (гр= — О), которое
40 и принимается за относительный нуль отсчета.
Если фаза напряжения стабилизируемого генератора будет опережать фазу напря>кения эталонного генератора, то в базе транзистора сформируется пилообразное напряжение, длительность которого больше половины периода следования импульсов эталонного напряжеппя
У» и пропорциональна разности фаз напря>кений U» H U„, При этом в коллекторной цепи транзистора образуется напря>кение прямоугольной формы. 1-1а выходе интегрирующей цепи появится управляющсс напряжение U;,nð (гр) О), величина которого о гносительно ycJIовного нуля пропорциональна величине ухода фазы напряжения стабплизируемого генератора.
Если же напряжение стабилизируемого генератора будет отставать от напряжения эталонного генератора, то длительность «пилы» в базе транзистора станет меньше половины периода следования импульсов эталонного напряжения U„è будет зависеть от величины рассогласования фаз между напряжениями
У„п У„, При этом на выходе интегрирующей цепи образуется управляющее напряIf жение Uy,ð (гр(0), величина которого относительно условного нуля С „р (гр=О) пропорциональна разности фаз напряжений U» è - ст
Таким образом, при точном совпадении фаз
Уаа, и Уса управлягощее напряжение равно
Uypp (ср=О) условному нулю. При разности фаз между У„и У„гр=90 управляющее напряжение равно — Uynp Uynp а при сдвиге фаз гр= — 90 управляющее наЮ пря>кение равно +У„,р относительно условного нуля. Все промежуточные значения при уходе фазы напряжения стабилизируемого генератора лежат между этими крайними значениямгг.
Предмет изобретения
Импульсно-фазовый детектор, содержащий транзистор, на базу которого подан сигнал эталонного генератора, отличагоигийся тем, что, с целью увеличения коэффициента передачи, уменьшения комбинационных частот и расширения полосы схватывания и полосы удержания, детектор вьгполнеп на транзисторном ключе по схеме с общим эмиттером, причем сигнал стабилизируемого генератора подан в точку соединения двух резисторов, включенш>гх между коллектором и базой транзистора.
280573
Фиг 1
Фиг. 2
Редактор T. 3. Орловская
Заказ 3293/б Тираж 480 Подппспо;
ПНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССР
Москва, Ж-35, Раушскал наб.. д. - i/5
Типография, .пр. Сапунова, 2 р
4 ЯО
Фр иг
Составитель О. Гаврилова
Текред Л. Я. Левина Корректор А. П. Васильева
