Импульсно-фазовой детектор

 

О П И С А Н И и 1801225

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свнд-sy (22)Заявлено 05.03.79 (2}) 2737069/18 21 (53)+ Кд

Н 03 Э 13/00 с присоединением заявки йе

Ввуйврственньй камнтет

СССР

IN двлан нзевретеннй н атнрнтнй (23 } Приоритет

Опубликовано 30.01.81. Бюллетень М 4

Дата опубликования описания 30.01.81 (53) УДК 621.376. .4(088.8) Г. Я. Арсеньева, P. Г. Вдовин и О. Е. Смирнов (72) Авторы изобретения (7I ) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНО-ФАЗОВЫЙ ДЕТЕКТОР

Изобретение относится к импульсной текнике и может быть использовано в системах автоподстройки частоты.

Известен импульсно-фазовый детэктор, состоящий из двух генераторов импульсов, фазо-импульсного расщепителя, до полннтельного триггера, один нз входов которого соединен с выкодом первого из упомянутых генераторов импульсов, а второй вход подключен к одному из выходов фазо-импульсного расщепитепя, два других выхода -которого подключены к соответствующим входам элементов

И и ИЛИ, а вход соединен с выходом. второго генератора. Выкод дополнительного триггера соединен со вторым входом элемента И. Выход первого генератора импульсов соединен со вторым вхо» дом элемента ИЛИ. Выкоды элементов

Й и ИЛИ,соединены со входами основного триггера (1).

Недостаток известного устройства заключается в наличии частоты сравнения на выкоде.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее триггер, первый вход которого соединен с входом генератора пилообразного напряжения и источником сигнала, второй вход — через элемент задержки с источником синхронизации и первым входом элемента совпадения, второй вход которого подключен к выходу триггера, а выход - к первому вкоду ключевого элемента, второй вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения $2).

Однако известное устройство обладает недостаточной функциональной надежностью.

Цель изобретения - расширение функциональнык возможностей и повышение . помехоустойчивости.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее два генератора импульсов, триггер, первый вкод которого соединен с первым входом генератора пилообразного напряжения, выход которого подключен к первому входу

1225 4

3 . 80 электронного ключа, элемент задержки и элемент И, первый вкод которого соединен с первым генератором импульсов, а выкоц - со вторым входом электронного ключа, введены зарядный конденсатор и фазоимпульсный расщепитель, вход которого соединен с выхоцом второго генератора импульсов, первый выкод — с первым входом триггера, а второй выходсо вторым входом триггера, третий вход которого подключен к выкоцу первого генератора импульсов, а выход — ко второму входу генератора пилообразного напряжения и входу элемента задержки, выход которого соединен со вторым входом элемента И, причем первая обкладка зарядного конденсатора соединена с первым входом электронного ключа, а вторая обкладка - с общей шиной.

На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Импульсно-фазовый детектор содержит генераторы 1 и 2 импульсов, фазоимпульсный расшепитель 3, триггер 4, генератор 5 пилообразного напряжения, зарядный конценсатор 6, ключ 7 электронный, элемент 8 задержки и элемент 9 И. Первый и второй вкоды триггера 4 подключены через расщепитель 3, к выходу генератора 1, третий вход - к генератору

2 и через элемент 9 И и к первому входу ключа 7, а выход - через элемент 8 задержки ко второму входу элемента 9

И и непосредственно к первому входу генератора 5, второй вход которого соединен с первым вкодом триггера 4, а выхо — со вторым входом ключа 7 и конценсатором 6.

Устройство работает следующим образом.

Рассмотрим два режима работы (1 и 1Г, фиг. 2), отличающиеся временем прихода имнульса от генератора 2.

1. Импульсы от генератора 2 опережают по времени импульсы с одного выхода расщэиителя 30 и отстают от импуль- сов с другого выкода расщепителя 3 jQ ) (Х фиг. 2), В этом случае импульсы Ц;, поступая на вход триггера 4, перебрасывают его в .состояние, при котором на вход генератора 5 с выхода триггера 4. начинают поступать запускающие импульсы U< . На конденсаторе 6 напряжение 0 начинает изменяться с заданной крутизной; что соответствует рабочему участку ь трапецеицальной характеристики импульсно-фазового детектора. Импульсы (), приходящие от генератора 2 на BKoQ триггера 4, перебрасывают его в исходное состояние, запускающие импульсы заканчиваются, в результате чего прекращается заряд конденсатора 6 на выходе генератора 5. Запускающие импульсы

LI4 с выхода триггера 4 через задерживающий элемент 8 задержки с временем задержки, равным длительности импульса ц с генератора 2, поступают на первый вкод элемента 9 И (UI, )

Импульсы Ц с генератора 2, поступая на второй вход элемента 9Р во время наличия импульсов Ц на первом вкоде элемента 95 прокодят через него и поступают на вход ключа 7. Ключ 7 открывается и происходит перенос напряжения с зарядного конденсатора 6 на выход импульсно-фазового детектора.

Импульсы U< с выхода фаэоимпульсного расщепителя 3, поступая на вход генератора 5, производят раэряц конденсатора 6, что соответствует вертикальной линии на трапецеидальной характеристике детектора. После этого в течение времени цо момента прихода следующего импульса U с выкода фазоимпульсного расщепителя 3, напряжение на конденсаторе 6 изменяется в том же направлении, что и на рабочем участке характеристики <, но со значительно меньшей крутизной. Изменение напряжения на конденсаторе 6 обусловлено токами утечки генератора 5.

3S

В рассмотренном режиме работы преобразование разности фаз сравниваемых импульсных последовательностей генераторов 1 и 2 в напряжение проискодит пропорционально крутизне рабочего участка характеристики устройства.

Ц. Импульсы от генератора 2 отстают по времени от импульсов с первого кода (Ug.), но опережают импульсы с цругого выхода (Q< ) расшепителя 3 ()f, фиг. 2).

B этом случае импульсы Ц, поступающие на вхоц триггера 4, перебрасывают его в состояние, при котором на вход генератора 5 с выхода триггера 4 начинают поступать запускающие импульсы

S0

U4 . На конденсаторе 6 напряжение Ug начинает изменяться с заданной крутизной, что соответствует рабочему участку трапецеидальной характеристики импульсно-фазового детектора. Импульсы

Ц 2 с выхода расщепителя 3, приходящие

55 на вход триггера 4, перебрасывают его в исходное состояние, запускающие импульсы на входе генератора 5 заканчиваются, в результате чего заканчивает5 8012 ся заряд конденсатора 6. Одновременно импульсы Q< поступают на вход генерагора 5 и производят разряд конденсатора 6. После этого в течение времени, как и в рассмотренном выше режиме работы, напряжение на конденсаторе 6 изменяется со значительно меньшей крутизной. Запускающие импульсы

Ц с выхода триггера 4 через элемент

8 задержки с временем задержки равным длительности импульса Q с генератора 2, поступают на первый вход элемента 9Ö (Ut, ). Импульсы U с генератора 2, поступая на второй вход элементаЩ во время отсутствия импульсов U> на входе элемента 9И не проходят через него. Ключ остается закрытым и перенос напряжения с конденсатора 6 на выхоц импульсно-фазового детектора не происходит. 20

Таким образом, в цанном импульснофаэовом детекторе преобразование разности фаз сравниваемых импульсных последовательностей в напряжение производится только на рабочем участке трапецеицальной характеристики детектора, т. е. обеспечивается однозначность формирования выкодного напряжения.

Применение данного импульсно-фазового детектора устраняет в системак автоподстройки частогы ложные захваты, при которых кратковременные отклонения частоты подстраиваемого генератора не компенсируются системой автоподстройки, и обеспечивает спектральную частоту выход;ного колебания системы автоподстройки, что особенно важно при построении, на-! пример, цифровых синтезаторов частоты.

25 4

Формула изобретения

Импульсно-фазовый детектор, содержащий цва генератора импульсов, триггер, первый вкод которого соединен с первым входом генератора пилообразного напряжения, выход которого подключен к первому входу электронного ключа, элемент задержки и элемент И, первый вход которого соединен с первым генератором импульсов, а выход - со вторым входом электронного ключа, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения помекоустойчивости, в него введены зарядный конценсатор и фаэоимпульсный расщепитель, вход которого соединен с выходом второго генератора импульсов, первый выхоц - с первым входом триггера, а второй выход - со вторым входом триггера, третий вход которого подключен к выходу первого генератора импульсов, а выход- ко второму вкоду генератора пилообразного напряжения и входу элемента задержки, выход которого соединен со вторым входом элемента И, причем первая обклад ка зарядного конденсатора соединена с первым входом электронного ключа, а вторая обкладка — с общей шиной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 508896, кл. Н 03 .0 3/02, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

М 275170, кл. Н 03 К 9/04, 1968.

U1

УЧ

Составитель М. Мамросенко

Редактор А. Пчелинская Техред С. Мигунова Корректор М. Шароши

Заказ 10455/77 Тираж 999 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4