Фазовый детектор

 

Союз Сонетскии

Соцнапистнческик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Н 03 D 3/20 с присоелинением заявки №

Гоаударстакииый комитет

СССР ао лолам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 23.08.82. Бюллетень № 31 (53) УД К621.376..55 (088.8) Дата опубликования описания 23.08.82 (72) Авторы изобретения

Н. И. Алексеев и В. B Г!ирютко

1 (7! ) Заявитель (54) ФАЗОВЫЙ ДЕТЕКТОР

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в технике систем автоматического регулирования и контроля.

Известен-фазовый детектор, сойержаший потенциальный статический триггер, 4 элемента И, 2 эпемента ИЛИ, 2 элемента НЕ (13.

Недостаток этого устройства - ограниченный диапазон регистрации разности фаэ.

Наибопее близким по технической сущности и достигаемому резупьтату явпяется фазовый детектор, содержащий триггер, формироватепи, эпементы И, реверсивный счетчлк и цифро-aíàïîãîâûé преобразователь (ЦАП) (2

Однако в известном фазовом детекторе измерение фазового сдвига в пределах периода осушествпяется путем анапогово- >о го интегрирования фазоразностного импульсе, что приводит к увепичению погрешности при уменьшении измеряемой вепичины.

Цепью изобретения явпяется повышение точности измерения фазового сдвига на всем линейном участке характеристики и упрощение кон=трукции.

Поставленная цепь достигается тем, что в фазовый детектор, содержащий триггер, элементы Й, формироватепн и pesepсивный счетчик, введен фортлироватепь фазовых сдвигов, третий эпетлент И, второй триггер, первый и второй уэпы приоритета, узеп начальных установок и регистрирующий бпок, причем вход формироватепя фазовых сдвигов подкпкчен к опорному входу устройства, а выходы - к первым входам эпементов И, вторые входы котсрых подкпючены к выходу первого формироватепя импульсов, а вход поспеднего подкпючен к сигнапьному входу устройства, при этом выходы первого и третьего эпементов И подкпючены к входам первого триггера, выход которого соединен с вторым входом первого узпа приоритета и с первым входом второго уэпа приоритета, а также через второй форми3 953693 роватепь импульсов - с первым входом введенного второго триггера, второй вход которого подключен к выходу второго элемента И, а выход - к первому входу первого узла приоритета и к второму вхо- 5 ду второго узла приоритета, причем выход первого узпа приоритета соединен с суммирутошим, а выход второго узла при- и оритета — с вычитаюшим входами ревер- и сивного счетчика, а к входу установки нупя реверсивного счетчика подключен узеп начальных установок, а выходы реверсивного счетчика соединены с соответствуюшими входами регистрирующего бпока.

На фиг. 1 приведена структурная схе- < е ма устройства; на фиг. 2 - таблица истинности узна приоритета; на фиг. 3, 4 и и 5 — временные диаграммы. в

Фазовый детектор содержит формиро- р ватель 1 фазовых. сдвигов, элементы И, и

2-4, первый формирователь 5 импульсов, первый триггер 6, первый 7 и второй 8 узлы приоритета, второй формироватепь

9 импульсов, второй триггер 10, реверсивный счетчик 11, узел 12 начальных и чстановок и регистрируюший блок 13.

Фазовый детектор работает спедую щим образом. у

Входной фазомодупированный сигнап подается на формирователь 5 импульсов, ЭО где он ограничивается и преобраМуется в короткие импупьсы. Эти импупьсы поступают на вторые входы элементов И 2-4. Опорная сетка (фиг. За), частота спедования импупьсов которой выбирается в зависимости.от требуемой точности из« мерений по формупе Гопо =ризМ -п,где и пюбое цепое чиспо, поступает на формироватепь 1. Формирователь 1 иэ одной опорной сетки формирует три, которые по трем шинам поступают на первые входы эпементов И 2-4. Причем фазовый сдвиг между двумя смежными опорными сетками равен 120 (фиг. Зб, в и фиг. 3 в,г).

Сдвиг фазы между крайними опорными сетками равен 240о (фиг. Зб, г), а время (фиг. 3 б, в, r) допжно быть больше длительности импульсов, поступающих с формироватепя 5.

Еспи фаза измеряемого сигнапа изменяется, например попучает попожитепьные прирашения (на фиг. Зд вправо), то при совпадении импульсов измеряемого и опорного сигналов на выходах элемен тов И 2-4 будут появпяться пачки импульсов в порядке, укаэанном на фиг. 5а, б, в, при этом частота спедования импупьсов внутри пачек равна F y 4

Возможны два крайних спучая. B первом случае, если импупьсы измеряемого сигнапа и одной из опорных сеток совпали и фаза при этом не меняется, пачка бесконечна", и пачка отсутствует, еспи импупьсы не совпапи. Во втором спучае, еспи время стробирования меньше ли равно периоду спедования имттупьсов змеряемого сигнапа, пачки вырождаются в одиночные импупьсы, при этом дпитепьность импупьсов на выходе формирователя 5 допжна быть не бопьше времени, фиг. Зб, в, г и не меньше величины изменения фазы за период измерямого сигнала.

На входы триггера 6 поступают пачки мпульсов с эпементов И 2, 4 (фиг. 4а, ), а на выходе триггера 6 будут формиоваться импульсы (фиг. 4г), передний задний фронты которых будут совпадать начапом пачек. Следует отметить, что при подключении схемы к источнику питания состояния триггеров 6 и 10 и реверсивного счетчика 11 могут быть прозвольными. Д,ля нормапьцой работы схемы достаточно счетчик установить в начальное состояние узпом 12 начапьных становок. В этом случае импупьсы измеряемого сигнапа из произвопьного положения при изменении фазы допжны пройти фазовое прирашение до момента стробирования на эпементе И 2 с импупьсами опорной сетки первой шины. Появпение первой пачки импульсов на входе 1 триггера 6 приводит в рабочее состояние триггеры 6 и 10 и является начапом работы всейсхемы. На фаэовое прирашение .в пределах одного периода опорного сигнапа детектор не реагирует, а число импульсов та выходе триггера 6 равно чиспу пройденных фазовых дискретов.

На выходе триггера 6 импульс формируется только в том спучае, еспи на вход

1 поступает сначала пачка импуш сов с эпемента И 2, а затем на вход 2 пачка с эпемента 4.

Однако импупьсы на выходе триггера

6 не несут информации о знаке фазового сдвига, Чтобы опредепить знак, импупьсы с выхода триггера 6 поступают на формирователь 9 коротких импупьсов. Импульсы с формирователя 9 (фиг. 4д) запускают триггер 10, на второй вход которого поступают пачки импупьсов с элемента И 3 (фиг. 4б) и приводят триггер в исходное состояние.

Импупьсы с выхода триггера 10 (фиг. 4е) поступают на первый вход уз

5 953693 ла 7 приоритета и второй вход узла 8 приоритета, содержащих эпементы И и

И-НЕ, один вход которого явпяется вторым входом узпа приоритета, а второй вход, являющийся первым входом узла приоритета, соединен с ВхоАоМ эпемента

И,,другой вход которого соединен с выходом эпемента И-HE. Выход эпемента И является выходом узна приоритета, работающего в соответствии с таблицей ис- 10 тинности (фиг. 2). На второй вход узпа

7 приоритета и первый вход узпа 8 приоритета поступают импульсы с выхода триггера 6. На выходе узна 7 приоритета импульсы появляются пишь в том спучае (фиг. 4ж), еспи импупьсы на выходе триггера 10 кончаются раньше импупь сов на выходе триггера 6, а это возмож- но пишь при попожитепьном фазовом сдвиге (фиг. Зд). На выходе узла 8 приоритета (фиг. 4з) в этом спучае импупьсов нет, При отрицательном фазовом сдвиге порядок спедования пачек импульсов меняется (фиг. 5а, б, в), спедоватепьно, меняется и положение задних фронтов импупьсов на выходе триггера 10. При указанной поспедоватепьности пачек (фиг.5а, б, в), импупьсы на выходе триггера 10 кончаются позже импупьсов на выходе триггера 6 (фиг. 5r, д). B этом случае на выходе узпа 7 приоритета импупьсы отсутствуют (фиг. 5e), а присутствуют на. выходе узла 8 приоритета (фиг.5ж).

Таким образом, напичие или отсутст35 вие импульсов на выходе того ипи другого узла 7 ипи 8 приоритета дает информацию о направлении фазового сдвига, а их количество - о его вепичине.

Импульсы с узлов 7 и 8 приоритета поступают на суммирующий и вычитающий входы реверсивного счетчика 11, установка нуля которого производится узлом 12 начальных установок. С реверсивного счетчика импульсы подаются на регистрирующий блок 13.

Ф орму па изобретения

Фазовый детектор, содержащий триггер, элементы И, формироватепи и реверсивный счетчик, о т JI и ч а ю щ и й— с я тем, что, с цепью повышения точности измерения фазового сдвига на всем линейном участке характеристики и упрощения конструкции, в него введен формирователь фазовых сдвигов, третий элемент И, второй триггер, первый и второй узлы приоритета, узеп начальных установок и регистрирующий бпок, причем вход формироватепя фазовых сдвигов подкпючен к опорному входу устройства, а выход — к первым входам эпементов И, вторые входы которых подкпючены к выходу первого формироватепя импупьсов, а вход поспеднего подключен к сигнапьному входу устройства, при этом выходы первого и третьего эпементов И подкпючены к входам первого триггера, выход которого соединен с вторым входом первого узпа приоритета и с первым входом второго узла приоритета, а также через второй формироватепь импупьсов — с первым входом введенного второго триггера, второй вход которого подключен к выходу второго эпемента И, а выход — к первому входу первого узла приоритета и к второму входу второго узла приоритета, причем выход первого узпа приоритета соединен с суммирующим, а выход второго узла приоритета - с вычитающим входами реверсивного счетчика, а к входу установки нупя реверсивного счетчика подключен узел начальных установок, а выходы реверсивного счетчика соединены с соответствующими входами регистрирую>щего блока.

Источники информации> принятые во вниманпе при экспертизе

1. Авторское свидетепьство СССР № 413614, кп. Н 03 К 9/04, 1974.

2. Авторское свидетепьство СССР № 582562, к . Н 03 Э 3/20, 1977.

953693

Составитепь В. Афанасьев

Редактор О. Поповка Техред M. Надь Корректор М. Демчик, I

Заказ 6291/79 Тираж 959 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ио депам изобретений и открытий

11;3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 фц пцап ПЦП "Патент" ° . Уж1 ород, уп, Проектная, 4