Устройство фазовой автоподстройки промежуточной частоты измерительного преобразователя
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических .
Республик
Ф (еа) 597985 (63) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заивлетто 180576 {23) 2360796/18-21
2 (5%) М. Кл. (ф 01 Р 25/00 с присоедииеиием заявки ¹ (23) Приоритет
Гаарднратаанный намнтат
Салата танннатран QCCP на данна нэааратаннй н атнрытай (43) Опубликовано 150378.6толлетеиь %10 (бЗ) УДК 621, 317. 373 (088. 8} (45) Дата опубликоваиии описанитт 17.02,78 (72) ) вторы изобретеиитн
Н.С. Жилин и С.Х. Симон
Pl) Заявитель
Томский институт автоматизированных систем управления и.радиоэлектроники (54) УСТРОЙСТВО ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКИ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ
ЧАСТОТЫ ИЗИЕРИТЕЛЪНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено н фазометрии.
Известно устройство фазовой автоподстройки промежуточной частоты, б содержащее два канала, каждый из которых образован смесителем, избирательной системой, усилителем промежуточной частоты и общим для обоих каналов гетеродином с автоматической подстройкой частоты111.
Недостатком такого Устройства является то, что оно не позволяет реализовать устойчивув работу .при однозначной настройке иа частоту сигнала.
Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является устройство фаэовой автоподстрой- ЯО ки промежуточной частоты (ФАПЧ} по вторичным биениям, содержащее опорный генератор, смеситель, подстраиваемый генератор, фильтр низкой част< ты, фазовый детектор и усилитель про- 25 межуточной частоты 2 .
Недостатком этого устройства явлжется невозможность обеспечения одиозначного преобразования входных сигналов в широком диапазоне частот. 39
Целью изобретения является повышение точности подстройки частот.нходного сигнала и подстраиваемого генератора.
Указанная цель достигается тем, что в устройство фазовой антоподстройки промежуточной частоты измерительного преобразователя, содержащее подстраинаемый генератор, вход которого подключен к фильтру низкой частоты, а выход — к одному иэ входов смесителя, другой вход которого соединен с нходом устройства, а выход смесителя через усилитель промежуточной частоты соединен с одним вэ входов фаэоного детектора, другой вход которого соединен с первым выходом опорного генератора, введены дополнительный фазовый детектор, нелинейный элемент, усилитель с регулиру" емым коэффициентом усиления и 90-фазовращатель, при этом один вход дополнительного фазового детектора соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, другой его нход через 90-фаэовращатель соединен со вторым выходом опорного генератора, а выход дополнительного фаэоного детектора через нелинейный элемент подключен к первому входу усилителя с
597985
30 и
20 регулируемым коэффициентом усиления, второй вход которого подключен к выходу фазового детектора, а выход этого усилителя подключен ко входу фильтра низкой частоты
На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — зависимости напряжений от разности фаэ (а — выходного напряжения основного фазового детектора 7; б — выходного напряжения дополнительного фазового детектора 8; в — выходного напряжения нелинейного элемента 10; r — выходного напряжения устройства);
Устройство фазовой автоподстройки промежуточной частоты измерительного преобразователя содержит смеситель 1, усилитель 2 с регулируемым коэффициентом усиления, подстраиваемый генератор 3, фильтр 4 низкой частоты, опорный генератор 5, усилитель 6 промежуточной частоты, основной 7 и дополнительный 8 фазовые де-. текторы, 90-фазовращатель 9, нелинейный элемент 10.
Устройство работает следующим образом.
Выходное напряжение промежуточной частоты через усилитель б поступает на вход основго фазового детектора 7 и дополнительного фазового детектора 8, а на другие входы фазовых детекторов 7 и 8 поступает напряжение опорной частоты с опорного генератора 5, причем на вспомогательный фазовый детектор 8 напряжение подается о через 90-фазовращатель 9. Выходное напряжение основного фазового детектора 7 (фиг. 2а) является сигналом ошибки системы ФАПЧ и через усилитель 2 подается на фильтр 4 низкой частоты для управления частотой подстраиваемого генератора 3. Выходное напряжение дополнительного фазового детектора 8 (фиг. 2б) поступает на нелинейный элемент 10, искажающий форму сигнала на выходе так,-что прц его воздействии на регулирующий вход усилителя 2 коэффициент передачи в области (2я+ 1) 9 где n = 1,2,3,4..., более чем на порядок превыаает коэффициент передачи в области 2 нЙ (фиг. 2в) .
Таким образом, зависимость выходного напряжения устройства от разности фаз сигнала промежуточной частоты и опорного генератора 5, представляющая собой сформированную фазовую характеристику К (f ), имеет пилообразный характер (фиг. 2г), причем один из наклонов (отрицательный) значительно круче другого.
Так как при @JESTñ,äí и „)пг („>с где ы „ — промежуточная частота, са — частота входного сигнала,<. частота подстраиваемого генератора, рабочая ч эчка находится на разных наклонах фаэовой характеристики и, кроме того, в реальной схеме имеет место запаздывание в цепи обратной связи, то можно выбрать такое соотношение крутизны наклонов характеристик, что при работе на наклоне с малой крутизной, система будет устойчиво находиться в состоянии сицхронизма. A в случае попадания рабочей точки в другую область, в системе возникнут параэитные колебания, которые будут перестраивать подстраи ваемый генератор 3 подобно поисковому воздействию, пока рабочая точка не перейдет в область с малой крутизной, где и произойдет захват.
Так для системы с интегрирующим фильтром для обеспечения устойчивости необходимо выполнять условие.
83„ х Ãi,)г (q)), где я, — полоса удержания, — время задержки в цепи обтаной связи, Р ( = аа „„ - .са что гарантйрует одно- значность йереноса фазового сдвига на промежуточную частоту. Формула изобретения Устройство фазовой автоподстройки промежугочной частоты измерительного преобразователя; содержащее под-. страиваемый генератор вход которого подключен,к фильтру низкой частоты, а выход — к одному из входов смесителя, другой вхо1(которого соединен с входом устройства, а выход смесителя через усилитель промежуточной частоты соединен с одним из входов фазового детектора, другой вход которого соединен с первым выходом опорного генератора, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности подстройки частот входного сигнала и подстраиваемого генератора, в него введены дополнительный фазовый детектор, нелинейный элемент, усилитель с регулируемым коэффициентом усиления и 90 -фазовращатель, при этом один вход дополнительного фазового детектора соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, другой его вход через 90-фазовращатель о соединен со вторым выходом опорного генератора, а выход дополнительного фазового детектора. через нелинейный элемент подключен к первому входу усилителя с регулируемым козффициенгом усиления, второй вход которого 597985 Составитель Л. Устинова Редактор Н. Каменская Техоед Е.Давидович Кощектор Заказ 1209/35 Тираж 1112 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035с Москвас Ж-35 Раушская наб. д, 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 подкл1очен к выходу фазового детектора, а выход этого усилителя подключен к входу фильтра низкой частоты. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Автоматизация радиоизмерений, под ред. В.П. Балашова, Coa. радио, М., с. 322-323. 2. Шахгильдян В.В., Ляховкин A.A. СИстемы фаэовой автоподстройкн частоты, Связь, М., 1972, с. 27.
