Устройство для фазовой автоподстройки частоты

Устройство для фазовой автоподстройки частоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Ii 11 63014О

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик е мф =:

Ф

1.„: Х (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 30.03.77 (21) 2471518/18-08 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.08.79. Бюллетень № 30 (45) Дата опубликования описания 1 5.08.79 (51) М. Кл.в

Н ОЗВ 3/04 ЯР (с>

Государствениый комитет (53) УДК 621 396 662 (088.8) ло делам изооретеиий и открытий (72) Авторы изобретения

В. В. Шкирятов, В. А. Kàáàíîâ и В. H. Лукин (71) Заявител ь (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКИ

ЧАСТОТЫ

il

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в радиолокации и радионавигации.

Известно устройство для фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), содержащее усилитель высокой частоты (УВЧ), смеситель, усилитель промежуточной частоты (УПЧ), фазовый дискриминатор, в котором преобразованный по частоте входной сигнал сравнивается по фазе с опорным сиг- 1р налом, причем сигнал рассогласования с выхода фазового дискриминатора через фильтр-экстраполятор управляет частотои и фазой перестраиваемого генератора, а выход перестраиваемого генератора подклю- 15 чен к гетеродинному входу смесителя (1J.

Однако в этом устроистве паразитныи фазовый сдвиг в тракте высокои частоты, обусловленный изменением частоты входного сигнала, и нестабильность фазочастотной характеристики узкополосного УПЧ приводят к ошибке оценки фазы входного сигнала.

Наиболее близким техническим решением является устройство для ФАПЧ, содержащее последовательно соединенные Уй Ч, смеситель, У11Ч и фазовый детектор, а также фильтр-экстраполятор, подключенный к управляющему входу подстраиваемого генератора, и блок опорных частот (2). 30

Однако за счет паразптных фазовых сдвигов гетеродпнного сигнала в УВЧ и преобразованного сигнала в УПЧ оценка фазы входного сигнала управляемого генератора отличается от фазы входного сигнала на величину, которая не позволяет ооеспечить высокую точность оценки фазы входного сигнала, а следовательно, II высокую "î÷íîñòü угловых измерении.

Целью изобретения является повышение точности.

Для этого в устройстве для ФАПЧ, содержащем последовательно соединенные усилитель высокои частоты, смсситель, усилитель промежуточнои частоты ll фазовый детектор, а также фильтр-экстраполятор, подключенныи к управляющему входу подстраиваемого генератора, и 0.101, опорных частот, между выходом опона опорных частот и другим входом фазового де1ектора включен делите.lь частоты, хlежду фазовым детектором и фильтром-экстраполятором включены последовате.ibHo пнвертор и первый коммутатор, второй вход которого подключен к входу инвертора, а вход управления к дополнительному выходу олока опорных частот, между выходом подстраиваемого генератора и другим входом усилителя высокой частоты включены последовательно дополнительный смесптсль, дополни680140

1:)

20 гс + «УВЧ(+ с+ УВЧ( сУВЧ

«Вг2 = «Ог« «00.

5:э

60 цикле, 1П(з + 1Ф+ г2увч ) 65

3 тельный фазовый детектор, другой вход которого подключен к выходу блока опорных частот, фильтр нижних частот, дополнительный подстраиваемый генератор и второй коммутатор, другой вход которого подключен к выходу подстраиваемого генератора, а управляющий вход — к дополнительному выходу блока опорных частот, при этом выход дополнительного подстраиваемого генератора подключен также к другому входу дополнительного смесителя.

На чертеже приведена структурная электрическая схема предложенного устройства.

Устройство для ФАПЧ содержит УВЧ 1, смеситель 2, УПЧ 3, фазовый детектор 4, инвертор 5, первый коммутатор 6, фильтрэкстраполятор 7, делитель частоты 8, блок опорных частот (БОЧ) 9, подстраиваемый генератор 10, дополнительные фазовый детектор 11, подстраиваемый генератор 12, смеситель 13, фильтр нижних частот (ФНЧ)

14, второй коммутатор 15.

Устройство работает следующим образом.

Работа устройства состоит из двух периодически повторяющихся циклов.

В первом цикле на вход УВЧ 1 через коммутатор 15 в качестве гетеродинного поступает сигнал подстраиваемого генератора

10, а выход фазового детектора 4 через коммутатор 6 включен на вход фильтра-экстраполятора 7. Во втором цикле гетеродинный сигнал через коммутатор 15 поступает с подстраиваемого генератора 12, а выход фазового детектора 4 через инвертор 5 и коммутатор 6 включен на вход фильтра-экстраполятора 7. Сигнал подстраиваемого генератора 12 с частотой «0,2 синхронизирован по фазе сигналом с частотой «0,«подстраиваемого генератора 10 с точностью до фазы сигнала БОЧ 9 с частотой «ОО. Синхронизация осуществляется кольцом ФАПЧ, в которое входят смеситель 13, фазовый детектор 11, ФНЧ 14 и подстраиваемый генератор 12. В режиме синхронизации генератора

12 имеем

Если усиление кольца ФАПЧ достаточно велико и начальную фазу сигнала БОЧ 9 условно принять равной нулю, то можно считать, что фазы сигналов подстраиваемых генераторов 10 и 12 равны между собой, тО ЕСТЬ «Ог, = «Ог, .

Представим сигналы на выходе УВЧ 1 в виде

81п(«О /+« +ьФ увч) — для входного сигнала, sin (,,t+y„+Ay„»„) — для гетеродин ного сигнала в первом

33

40 — для гетеродинного сигнала во втором цикле, ГДЕ «О„О„, СС„ — начальные фазы соответственно входного и гетеродинных сигналов, гсУВЧ г,УВЧ г,УВЧ вЂ” фазовый сдвиг в УВЧ 1 соответственно входного и гетеродинных сигналов, «О, — частота входного сигнала.

Тогда на выходе смесителя 2 имеем

З1П ((«О„— О,) 1+ для первого цикла и

si1I ((«О — О„) 1 — «1 „ для второго цикла, где УВЧ «г,УВЧ г УВЧ 1сУВЧ ° г,УВЧ

На входе фазового детектора 4 имеем в первом цикле

s111 ((«О «Ос) 8 + 0 Ос + Ьюувч + Ь«1)упч) и во втором цикле

В1п ((«Ос — "г,) + «гс — «Р„+ «гувч + « Ч уп4 где Лсрг- „— фазовый сдвиг в УПЧ 3.

В результате перемножения этих сигна° ">о лов с опорным сигн алом вида siII — t, по2 ступающим с делителя частоты 8, на выходе фазового детектора 4 выделяется управляющий сигнал, который, учитывая инвертирование во втором цикле инвертора 5, пропорционален «" = «г г, г с+ 1 уВЧ + «" уПЧ в первом цикле г, гс гУВЧ гУПЧ во втором цикле.

Частота коммутации Q, поступающая с другого выхода БОЧ 9 на коммутаторы 6 и

15, выбирается такой, чтобы время каждого цикла с одной стороны было больше постоянной времени УПЧ 3, а с другой стороны было меньше постоянной времени следящей схемы ФАПЧ приемника, в которую входят фазовый детектор 4, фильтрэкстраполятор 7 и подстраиваемый генератор 10.

При этих условиях после усреднения в фильтре-экстраполяторе 7, учитывая, что при линейной фазовой характеристике

УВЧ 1 Л« увч=Лфувч H что « г,: Vr, име ем управляющий сигнал на входе подстраиваемого генератора 10, пропорциональный усредненной разности фаз (») = (и +»") = (т„,, т ) — т„

680140 где г, те+ УВЧ + УПЧ тг, с УВЧ тУПЧ

Формула изобретения

Составитель Г. Теплова

Редактор Л. Гельфман Техред А. Камышникова

Корректор P. Беркович

Заказ 2107/1 Изд. (ч 535 Тираж 1060 Подпнс1 î"" (-(ПО «Г(оиск» Государственного .комитета СССР по делам изобретений и откргятнв

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

Типография, пр. Сапунова, 2 практически не зависящий от паразитных фазовых сдвигов в трактах высокой и промежуточных частот приемника.

Устройство для фазовой автоподстройки частоты, содержащее последовательно соединенные усилитель высокой частоты, смеситель, усилитель промежуточной частоты и фазовый детектор, а такхке фильтр-экстраполятор, подключенный к управляющему входу подстраиваемого генератора, и блок опорных частот, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, между выходом блока опорных частот и другим входом фазового детектора включен делитель частоты, между фазовым детектором и фильтром-экстраполятором включены последовательно инвертор и первый коммутатор, второй вход которого подключен к входу инвертора, а вход управления к дополнительному ни(ходу блока опор.(ых частот, между выходом подстрапваемого генератора и другим входом усилителя высокой «астоты включены последовательно дополнительный смесптель, дополнительный фазовый детектор, другой вход которого подключен к выходу блока опорных частот, фильтр нижних частот, дополнительный подстраивгемый генератор и второй коммутатор, другой вход которого подключен к выходу подстрапваемого генератора, à управляющий вход — к дополнительному вы15 ходу блока опорных частот, прп этом выход дополнительного подстраивасмого генератора подключен также к другому входу дополнительного смесителя.

Источники информации, 20 принятые во внимание при экспсртпnc

1. Космические радиотехнические комплексы. Под ред. С. Н. Бь((кова..Ч. «Сов. радио», 19б7, с. 110.

2. Патент СШЛ Хо 3419814, кл, 331 — 2, 25 1968.