Способ индикации синхронизма в системах фазовой автоподстройки частоты (фапч)

Способ индикации синхронизма в системах фазовой автоподстройки частоты (фапч)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - расширение рабочего диапазона индикации синхронизма. Поставленная цель достигается тем, что в кольцо ФАПЧ, образованное первым фазовым детектором 1, петлевым фильтром 2 и подстраиваемым генератором 3 с индикатором синхронизма, включающим второй фазовый детектор 4, фазовращатель 5, фильтр 6 нижних частот и компаратор 7, добавлены элемент ИЛИ 8 и цепи индикации 9 и 10. Каждая цепь индикации включает дополнительные фазовращатель 14, фазовый детектор 15, фильтр 11 нижних частот и компаратор 12. Вместо дополнительных фазовращателя 14 и фазового детектора 15 может использоваться весовой сумматор. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (21) (22) (46) (72) шев (53) (56) ин ка, фи 8. !

4446392/24-09; 4446769/24-09

24.06.88

23,11.90. Бюл. N. 43

С.А,Даниэлян, Ю.С.Щедров и Г.В.Ярокий

21.396,666 (088.8)

Коннели, Прескотт. Система ФАПЧ с кацией захвата частоты. — Электрони974. т. 47, N8,,с. 61, рис. 1. (54) СПОСОБ ИНДИКАЦИИ СИНХРОНИЗМА СИСТЕМАХ ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТР0 КИ ЧАСТОТЫ (ФАПЧ) (57) зобретение относится к радиотехнике.

Цел изобретения — расширение рабочего

0 !

1 диапазона индикации синхронизма. Поставленная цель достигается тем, что в кольцо ФАПЧ, образованное первым фазовым детектором 1, петлевым фильтром 2 и подстаиваемым генератором 3 с индикатором синхронизма, включающим второй фазовый детектор 4, фазовращатель 5, фильтр 6 нижних частот и компаратор 7, добавлены элемент ИЛ И 8 и цепи индикации 9 и 10. Каждая цепь индикации включает дополнительные фазовращатель 14, фазовый детектор 15. фильтр 11 нижних частот и компаратор 12.

Вместо дополнительных фазовращателя 14 и фазового детектора 15 может использоваться весовой сумматор. 4 ил.

1608794

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в приемниках радиосигналов, синтезаторах и других устройствах, Целью изобретения является расширение рабочего диапазона индикации синхронизма, На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема устройства, реализующего предлагаемый способ, у которого цепь индикации выполнена на основе дополнительных фазовращателя и фазового детектора; на фиг. 2 — структурная электрическая схема устройства, у которого цепь индикации выполнена на основе весового сумматора; на фиг. 3 — принципиальные электрические схемы весовых сумматоров каждой цепи индикации; на фиг. 4 — зависимости напряжений на входах каждого компаратора в режиме синхронизма от сдвига фэз опорного сигнала и колебаний подстраиваемого генератора.

Устройство, реализующее способ индикации синхронизма, содержит первый фазовый детектор 1, петлевой фильтр 2, подстраиваемый генератор (ПГ) 3, второй фазовый детектор 4, фазовращатель 5, фильтр 6 нижних частот, компаратор 7, элемент ИЛИ 8, первую 9 и вторую 10 цепи индикации, каждая из которых содержитдополнительный фильтр 11 нижних частот и дополнительный компаратор 12, а также весовой сумматор 13, дополнительный фазовращатель 14 и дополнительный фазовый детектор 15.

Устройство работает следующим образом.

На выходах первого, второго дополнительных фазовых детекторов (ФД) 14 и 15 напряжения в любом режиме определяются разностью фаз p (t) между опорным сигналом и колебанием подстраиваемого генератора 3, Для косинусоидальных характеристик всех детекторов они равны

01= К cos p(t);

05 = К sin p (t); (1)

0g = К 31п (p(t) + Л 01);

Uю= К sin (p(t)+ h,рг), где р(t) — текущая разность фаз, Л р = 90 - (45 ... 30)о;

Лф2 = 90 - (135...150);

К вЂ” коэффициент преобразования фазового детектора (без ограничения общности полагают, что характеристики всех ФД идентичны).

В режиме вхождения в слежение ни один из компараторов 7 и 12 не должен сраба1ывать от этих постоянных составляющих. Это происходит, если порог срабаты20 вания компаратора выбрать примерно на уровне 0,5Uma., а уровчи срабатывания дополнительных компараторов 12 выбрать несколько большими, чтобы не было ложных

5 срабатываний этих компараторов в режиме захвата. Тогда во всем диапазоне начальных частотных расстроек, соответствующих полосе захвата, при наличии биений на выходах компараторов 7 и 12 соответственно

10 на выходах элемета ИЛИ 8 имеются напряжения логического "0", соответствующие отсутствию синхронизмэ.

В режиме синхронизма (слежения) в системе ФАПЧ устанавливается фазовый

15 сдвиг между входным сигналом и сигналом на выходе ПГ. равный кроо, соответствующий начальной частотной расстройке, и соотношения (1) преобразуются к виду:

U>oo = К cos goo;

Uqoo = К sin goo; (2)

Ugoo = K sin ((poo + Лф1);

01оОО = К э!п (goo + Ада) .

На фиг. 4 показаны зависимости этих

25 напряжений от роо для Л р = 90 - 45 = 45, Apl = 90 - 135 =-45О, при Uoo соответствует первому фазовому детектору 1.

При косинусоидальной и треугольной характеристиках всех фазовых детекторов устойчивость системы ФАПЧ обеспечивается только на участке характеристики фазового детектора от 0 до 180О, следовательно,. фсодолжна находиться в этих пределах, где необходимо обеспечивать надежную инди35 кацию синхронизма. Всеь этот диапазон перекрывается работой фазовых детекторов

4 и 15 с соответствующими компараторами

7 и 12, Так, если согласно фиг. 3 U» =

=0,500max, то второй фазовый детектор 4 и

40 компаратор 7 индицируют синхронизм при

30 choo <150О, а в зонах 0 choo <30 и

150 (goo 180 индицируется отсутствие захвата, что неверно. Поэтому в зоне

0 осо 30 сигнал индикации синхронизма вырабатывается в цепи 9 индикации, а в зоне 150 рсо 180 — в цепи 10 индикации, если пороги дополнительных компараторов 12 установить равными 0 = =

0лз= 0,70Umax Следовательно, во всей зоне

0 < goo < 180 срабатывают один-два компаратора, на выходах которых появляются напряжения логической "1", Эти напряжения проходят на выход элемента ИЛИ, индицируя наличие синхронизма.

Срабатывание. дополнительных компараторов 12 вне зоны 0 «poo 180 не опасно, так как выход рао за пределы этой зоны означает мгновенный переход системы ФАПЧ из режима слежения в оежим би1608794 ени ста ком эти быт

5, в ком нес . над цеп ств вы это тел вая

150 деж лос дол сос де с изо

0яи нит дет (фиг

1и дей

Pg = к cos rp(t) + — Кsin p(t) =

2 2, а в режиме биений постоянные соляющие напряжений на входах всех парэторов ниже порогов срабатывания компараторов.

Индикация синхронизма (фиг. 4) может обеспечена и без цепи: фазовращатель арой фазовый детектор 4, фильтр 6 и аратор 7, если пороги 0,г, Un3 выбрать олька ниже (0,65 — 0,75)Umax Однако жность индикации выше с упомянутой чкой. В случае, когда эта цепочка сущеет, пороги Uttz, 0лз целесообразно поать до уровня (0,7 — 0,75)0max, но при фазовые сдвиги, вносимые дополниными фазовращателями 14, устанавлиь соответственно на уровне 30 и минус, что позволяет обеспечить более наую индикацию захвата на границах поудержания. Во всех случаях пороги ны выбираться с учетом постоянной эвляющей напряжения биений на выхоответствующих фазовых детекторов. аким образом работает и устройство, раженное на фиг. 2. Здесь напряжения

0 о формируются не с помощью дополл ьн ых. фазовращателя 14 и фазового ктора 15, а весовыми сумматорами 13

3) из напряжений нэ выходах первого торого 4 фазовых детекторов (1):

9 = й1 01 + 04 04

1О = a> U1 + СЦ 04, (3)

1 ри a> = а2 = — и Лр = — Л щ = 45 2 твительно получают, что (3) совпадает с

К sin (p (t) + 45О);

1 1

Uio = — Кcos p(t) — — Ksinp(t) =

У2 2

5 = Кsin(у(Е) — 45 );

Далее работа устройства, выполненного согласно фиг. 2, полностью аналогична работе рассмотренного устройства, 10 Формула изобретения

Способ индикации синхронизма в системах фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), заключающийся в измерении разности фаз, находящейся в квадратуре к раз15 ности фаз, измеряемой в кольце ФАПЧ, преобразовании этой разности фаз в напряжение и фиксации синхронизма по превышению напряжением заданного порога, о тл и ч а ю шийся тем, что. с целью расши20 рения рабочего диапазона индикации синхронизма, измеряют не менее одной пары дополнительных разностей фаз между опорным и подстраиваемым генераторами. симметричных относительно разности фаз, 25 находящейся в квадратуре к разности фаз, измеряемой вкольце ФАПЧ,,каждую из которых преобразуют в напряжение,. а фиксацию синхронизма осуществляют по превышению заданного порога хотя бы од30 ним из напряжений, причем величина заданного порога не превышает значел н ия E (х) I — — Лф, где F(x) — харэктеристи2 ка фазового детектора системы ФАПЧ, э

35 .Лр — добавочный сдвиг фазы при измерении дополнительных разностей фаз.

1608794

R/c" 7!

608794

Составитель В.Козлов

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор В.Гирняк

Реда тор М,Бланар

Тираж 656 Подписное венного комитега по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 нно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101