Фазосдвигающее устройство

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«i>998973 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 03. 01. 80 (21) 2861044/18-21 с присоединением заявки Ио (23) Приоритет

Опубликовано 2ццд3, бюллетень Йо 7 р1 М Rtl з

G 01 R 25/04

Н 03 Н 7/18

Государстзеиннй комитет

СССР по деяам изобретений и открмтий (53) УДК 621. 317.,.773(088.8) Дата опубликования описания 23.02.83 (71) Заявитель (54 ) ФАЗОСДВИГАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в. измерительной и вычислительной технике °

Известны фазосдвигакщие устройст.ва, используемые а радиотехнических установках и приборах-для формирования нормированных сдвигов фазы или задержек входных импульсов. К ним относится устройство, обеспечивающее . задержку входных сигналов, которое содержит .элементы совпадения, реверсивный счетчик, дешифратор нуля, управляемый триггер, вход которого соединен через элемент задержки с выходом дифференцирукщей цепочки, источники прецизионных временных . сдвигов, выходной триггер, синхронизирукщий СВЧ-генератор $1) .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство, содержащее генератор, делитель частоты, пряные входы которого подключены к одним иэ входов двух блоков сравнения, другие входы которых соедине.ны с выходами задатчика кода управления, выходной триггер, фазовый детектор и фильтр нижних частот, подключенный к генератору $2 ).

Недостатками устройства являются дополнительные погрешности .задания фазового сдвига, снижакщие точность фазосдв игающего устройства, возниканщие из-эа временных задержек и нестабильности переключающих элементов устройства, а также нестабильности аналоговых каскадов устройства (фазовый детектор, фильтр нижних частот, генератор), вызыванщие медленные изменения во времени формируемого фазового сдвига (дрейфы). .Цель изобретения — повышение точности формирования фазового сдвига.

Поставленная цель достигается тем, что в фазосдвигакщее устройство, содержащее генератор, подключенный к делителю частоты, первый блок сравнения, первые входы которого поразрядно подключены к пряным Внхо» дам делителя частоты, второй блок сравнения, первые входы которого эа исключением входа старшего разряда, поразрядно подключены к пряквам выходам делителя частоты, инверсный выход старшего разряда которого подключен к прямому входу старшего разряда второго блока сравнения, триггер, подключенный к выходам блоков сравнения, и задатчик кода управлейия, введен цифровой фаэометр, один из входов которого соединен с входной клеммой устройства, а выходы поразрядно подключены к первым входам сумматора, вторые входы которого подсоединены к задатчику кода управления, а выходы - к преобразователю код - числа импульсов, подключенному к сигнальному входу реверсивного начетчика, знаковый вход которого подсоединен к знаковому выходу суммато- 1О ра, старшие разряды реверсивного счетчика подключены к вторым входам обоих блоков сравнения, а младшие разряды — поразрядно к управ— лякщим входам линии задержки, вход которой соединен с выходом триггера, а выход — с выходной клеммой устройства и с вторым входом фаэометра.

На чертеже представлена структурная схема фазосдвигакщего устройст- 2О

sa.

Фаэосдвигакщее устройство содержит генератор 1, нырабатывакщий опорную частоту, делите,яь 2 частоты, прямые входы которого подключены к одним 25 из входов блоков 3 и 4 сравнения, эадатчик 5 кода управления, триггер б, соединенный своими входами с выходами блоков 3 и 4 сравнения, управляемую линию 7 задержки, вход которой подключен к выходу триггера 6, цифровой фазометр 8, один иэ входов которого соединен с выходом управляемой линии

7 задержки, а другой — с входом фаэосдвигающего устройства, сумматор 9,. З5 входы которого подключены к выходу цифрового фаэометра 8 и эадатчику 8 кода управления, преобразователь 10 код - число импульсон, входы которого соединены с выходами сумматора 9, реверсивный счетчик 11, вход которого подключен к выходу преобразователя

10 а унравлякщий вход реверсивного счетчика соединен со знаковым выходом сувеюатора 9. .Фаэосдвигакщее устройство работает "5 следукщим образом.

Цифровая часть устройства, включакщая делитель 2 частоты, .блоки 3 и 4 сравнения и триггер 6, формирует фазовый сдвиг с дискретом изменения, 50 пропорциональным периоду частоты опорного генератора 1, следукщим образом. Частота опорного генератора 1 подается на вход делителя 2, коэффициент деления которого выбирается иэ условия равенства г"= -, и где n - число разрядов делителя 2 частоты 6О

f частота опорного генератора 1;

Р - частота входного сигнала уст0 ройства.

Блок 3 сравнения формирует импульсы, устанавливакщие триггер 6 в единичное состояние н момент равенства текушего значения кода делителя 2 и кода старших разрядов реверсивного счетчика 11. Блок 4 сравнения формирует импульсы, переключакщие триггер

6 в нулевое состояние, задержанные на половину периода относительно импульса, формируемого блоком 3 сравнения.

Это достигается тем, что на вход блока 4 сравнения импульс старшего разряда делителя 2 частоты поступает с инверсного выхода. На выходе триг; гера 6 формируется симметричный меандр с фазовым сдвигом, который управляется значениями кода старших раэрядон счетчика 11. Формирование дискрета изменения фазового сдвига, равного долям периода опорной частоты генератора 1, производится на управляемой линии 7 задержки, которая может быть выполнена на линиях задержки либо на отрезках кабеля. Выходной меандр, сформированный триггером б, поступает на вход управляемой линии 7 задержки, управление которой производится состояниями младших разрядов реверсивного счетчика 11.

Число разрядон реверсивного счетчика 11 выбирается иэ условия

21п - . 2", где m — число разрядов реверсивного счетчика 11 п — число разрядов делителя 2 частоты.

Таким образом, на выходе управляемой линии 7 задержки формируется выходной сигнал с заданным значением фазового сдвига и дискретом,. составлякщим доли периода опорной частоты генератора 1.

Цифровое кольцо автоподстройки включает в цифровой фазометр 8, сумматор 9, преобразователь 10 код - число импульсов и реверсивный счетчик 11. Работа этого кольца ос Шествляется следуна им образом.

На входы цифрового фаэометра 8 подаются входной сигнал устройства и сформированный сигнал с выхода управляемой линии 7 задержки, который может иметь начальную фазовую расстройку, зависящую от начального состояния ренерсивного счетчика 11. Цифровой фазометр 8 производит измере- . ние фазы между входным сигналом устройства и выходным сигналом управляемой линии 7 задержки.

Результат измерения н виде двоичного кода поступает на входы сумматора 9. На другие входы сумматора 9 подается упранлякщий код с эадатчика

5 кода управления, который несет информацию о заданном значении фазового сдвига. Сумматор 9 вырабатывает раэ— ность между измеренным и заданным эна,998973 чениями кодов с соответствукщим знаком рассогласования, выходной сигнал которого поступает на управление реверсивного счетчика 11. Сигналы разности кода с выходов сумматора 9 подаются на преобразователь 10 код число импульсов, где значение кода разности преобразуется в пропорциональное число импульсов, которые поступают на вход реверсивного счетчика 11 и с учетом знака рассогласования изменяют состояние реверсивного счетчика так, чтобы разность кодов измеренного и установленного значений фазовых сдвигов на выходе сумматора 9 была равна нулю. Следовательно, фаза выходного сигнала будет сформирована а заданным значением фазы с дискретом, определяемям следуню им выражением

1 20

$(/At И .,) где h. — дискрет изменения фазового сдвига

Й вЂ” частота опорного генерато- 25 ра 1;

m — число разрядов реверсивного счетчика 11;

n — число разрядов делителя 2 частоты. 30

Данное устройство позволяет, используя элементную базу среднего быстродейст вия (единицы мГц), реали зовать дискрет изменения фазового сдвига, эквивалентный единицам нс (1-5 нс), что соответствует частоте генератора сотням мГц (200-1000 мГц} .

Кроме того, кольцо цифровой автоподстройки исключает как-начальное рассогласование значения фазы выходного сигнала относительно за- . 40 данного значения., так и любые отклонения фазы, вызванные дестабилизирующими факторами, т..е. дрейфы.

Следовательно, предлагаемое фазосдвигакщее устройство, благодаря циф-45 ровой. автоподстройке, не требует регулировок и подстроек в процессе эксплуатации, что позволяет увеличить точность и стабильность работы устройства, а использование элементной 50 базы среднего быстродействия упрощает и удешевляет процесс конструирования и эксплуатации данного устройства, не снижая его точностных характеристик.

Формула изобретения

Фазосдвигаюцее устройство, содержашее генератор, подключенный к делителю частоты, первый блок сравнения, первые входы которого поразрядно подключены к пряыям выходам делителя частоты, второй блок сравнения, первые входы которого за исключением входа старшего разряда, поразрядно подключены к прямым выходам делителя частоты, инверсный выход старшего разряда которого подключен .к прямому входу старшего разряда второго блока сравнения, триггер, подключенный к выходам блоков сравнения, и задатчик кода управления, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности формирования фазового сдвига, в устройство введен цифр вой фазометр, один из входов которого соединен с входной клеммой устройства, а выходы поразрядно падключены к первым входам сумматора, вторые входы которого подсоединены к задатчику кода управления, а выходы — к преобразователю, код — число импульсов, подключенному к сигнальному входу реверсивного счетчика, знаковый вход которого подсоединен к знаковому выходу сумматора, старшие разряды реверсивно1

ro счетчика подключены к вторым входам обоих блоков сравнения, а млад:шие разряды — поразрядно к управляю цим входам линии задержки, вход кото,рой соединен с выходом триггера, а выход -с выходной клеммой устройства и с вторым входом фазометра. источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 518863, кл. Н 03 К 5/13у 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

9 526068, кл. Н 03 К 5/13, 1974 °

998973

Тираж 708 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и .открытий

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

Закаэ 1149/68

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

Составитель П. Скулаков

Редактор С. Патрушева . Техред К.Мыцьо Корректор М. Демчик