Устройство для автоматической подстройки частоты

Устройство для автоматической подстройки частоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ti) S86250 (6l j Дополнительное к авт. свид-ву N 801262 (51)M. Кл. (22) Заявлено 25.01 80 (21) 2876722/18-09 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

Н ОЗ 1. 7/00 фщудврствеааый кеиатет

СССР ав делам азебретений и открытий

Опубликовано 0. 11. 81, Бюллетень № 44

Дата опубликования описания 30. 1 1 . 8 1 (53) УДК 621. 396. .662(088.8) В.В. Карпов, В.В. Лепников, Л.М,:". Овчйййт4ов ,1 и А. М. Рембовский

1

1

Ь

= (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОДСТРОЙКИ

ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в радиоприемных устройствах.

По основному авт.св. 1Р 801262 известно устройство для автоматической подстройки частоты (АПЧ), содержащее высокочастотный (ВЧ тракт, гетеродин, обнаружитель сигналов, частотный дискриминатор (ЧД), блок дифференцирования, выделитель экстрему10 мов, формирователь импульсов, управляемый генератор, компаратор, реверсивный счетчик, генератор, преобразователь код-напряжение, триггер, элемент ИЛИ, элемент И !1 .

Однако известное устройство обеспечивает малый уровень дисперсии управляющего напряжения, определяющего величину динамической ошибки при подстройке на сигнал только при настройке на частоты узкополосных сигналов. При настройке на частоты широкополосных, в частности речевьпс сигналов, увеличивается дисперсия выборочных значений выходного напряжения ЧД, при этом увеличивается дисперсия напряжения, управляющего частотой гетеродина,, что приводит к повышению динамической ошибки подстройки, вызывающей паразитную амплитудную и частотную модуляцию сигнала промежуточной частоты как в процессе настройки на сигнал, так и в процессе приема речевых сигналов.

Цель изобретения — устранение паразитных амплитудной и частотной модуляции речевых сигналов.

Для достижения поставленной цели в устройстве для АПЧ между выходом управляемого генератора и дополнительным входом элемента И включены последовательно nepal" дополнительный элемент И, второй вход которого подключен.к выходу формирователя импульсов, дополнительный реверсив- ный счетчик, дешифратор и дополнительный триггер, второй вход которого

Ф подключен к выходу обнаружителя

88625 о" 4 r i. где @" частота настройки ВЧ тракта ,11 сигнала, между выходом формирователя импульсов и вторым входом дополнитель. ного реверсивного счетчика включены последовательно второй дополнительный элемент И, другой вход которого объединен с третьим входом первого дополнительного элемента И и подключен к другому выходу триггера, делитель частоты, первый элемент задержки, выход которого также подключен к до- 1р . полнительному входу дешифратора, второй элемент задержки и третий дополнительный элемент И, второй вход которого подключен к выходу дополнительного триггера а третий — к выходу 15 обнаружителя сигнала.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — диаграммы напряжений в различных точках схемы.

Устройство дпя АПЧ содержит ВЧ тракт 1, гетеродин 2, обнаружитель

3 сигналов, ЧД 4, блок 5 дифференцирования, выделитель 6 экстремумов, формирователь 7 импульсов, управляе- д мый генератор 8, компаратор 9, реверсивный счетчик 10, генератор 11, преобразователь 12 код-напряжение, триггер 13, элемент ИЛИ 14, элементы И 15 и 16, реверсивный счетчик

17, дешифратор 18, триггер 19(. эле" мент И 20, делитель 21 частоты, элементь1 22 h 23 задержки, элемент И 24.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Выходное напряжение(U11b1 )×Ä 4 с помощью управляемого генератора 8 преобразуется в последовательность импульсов с частотой, мгновенные значения которой пропорциональны мгновенным значениям О,„ЧД 4. Последовательность импульсов с выхода управляемого генератора 8 поступает на вход сложения реверсивного счетчика

10 на вход вычитания которого постуЭ

43 пают импульсы от генератора 11 частота которого выбирается равной частоте управляемого генератора 8 при нулевом напряжении на его входе.

Реверсивный счетчик 1О перестраивается только при наличии положительноЯ го потенциала на его третьем входе.

Каждьй импульс, поступающий на вход сложения реверсивного счетчика, увеличивает, а каждый импульс, поступаю щий на его вход вычитания, уменьшает

М записанное в нем число на единицу.

При этом выходное напряжение преобразователя 12 (0>®,1в первом случае уве0 4 личивается, а во втором случае уменьшается на величину )AU, при этом аналогично изменяется частота гетеродина 2.

Цепь из последовательно соединенных блока 5, выделителя 6 и формирователя 7 выделяет временные интерва- лы, в течение которых значения первой производной выходного напряжения

ЧД 4 (фиг.2a) максимальны. С этой целью выделитель 6 определяет интервалы максимальных значений выходного сигнала блока 5, а формирователь 7 в указанных интервалах формирует прямоугольное напряжение (фиг.2ф

Компаратор 9 осуществляет сравнение частот импульсных сигналов на его первом и втором входах и при их совпадении формирует на своем выходе импульс (фиг. 28).

При наличии на выходе ВЧ тракта

1 напряжения, превышающего пороговый уровень обнаружителя 3, на выходе последнего формируется положительный потенциал, причем положительным скачком выходного напряжения обнаружителя 3 триггер 13 устанавливается в единичное состояние.

Импульс с выхода компаратора 9 устанавливает триггер 13 в нчлевое состояние (фиг.2ъ), и в этом случае на выход элемента ИЛИ 14 проходят только импульсы с выхода.формирователя 7 (фиг.23).

Цепь, состоящая из элемента И 16, реверсивного счетчика 17, дешифратора 18 и триггера 19 осуществляет вычисление в цифровом виде суммы щ выборочных значений выходного напряжения ЧД 4 в области малых расстроек и сравнение результата суммирования с пороговыми значениями за интервалы времени, формируемые цепью из последовательно соединенных элемента И 20, делителя 21, элементов 22 и 23 задержки и элемента И 24. Причем коэффициент деления делителя 21 выбирается равным Q . При отсутствиы потенциала на выходе обнаружителя 3 делитель 21 устанавливается в нулевое состояние ввиду нулевого потенциала на его втором входе.

В динамическом режиме, т.е. при работе в процессе настройки ВЧ тракта 1 на сигнал, предполагается, что

886250 частота сигнала, поступающего на вход устройства; йг — частота гетеродина 2.

При поступлении на вход устройства сигнала с частотой Ю -69 (где ЬЙ-ве- 5 личина расстройки) на выходе ЧД 4 появляется положительное напряжение, среднее значение которого пропорционально величине расстройки д

При этом если уровень сигнала на И выходе ВЧ тракта. 1 превышает некоторое пороговое значение для обнаружителя 3, то на выходе последнего появляется положительное напряжение, отпирающее по второму входу элемент 15

И 15 ° а положительным перепадом этого напряжения триггер 13 переводится в единичное состояние, при котором на его выходе присутствует положительный потенциал. При большой вели- ур. чине Ь даже минимальные значения напряжения на выходе ЧД 4 выше нулевого уровня, поэтому от управляемого генератора 8 поступает больше импульсов на вход сложения реверсивно- З5 го счетчика 10, чем на его вход вычитания, причем величина разности чисел пропорциональна величине расстройки. Следовательно,Upgp увеличивается, причем величина его приращения за некоторый интервал времени пропорциональна величине отклонения О ц

ЧД 4 от нулевого. уровня .в этом интервале времени. С увеличением напряжения на входе гетеродина 2 возрастает его частота, при этом снижается величина расстройки д, а следовательно и величина напряжения расстройки на выходе ЧД 4. В момент равенства нулю текущего значения выходного напряжения ЧД 4 разность частот управляемого генератора 8 и генератора 11 равна нулю, при этом.на выходе компа- . ратора 9 формируется импульс, устанавливающий триггер 13 в нулевое

45 состояние, и с этого момента времени перестройка реверсивного счетчика .10, а следовательно, и изменение Цр 1. осуществляется только в интервалы времени наличия напряжения на выходе формирователя 7 (фиг.28).

С помощью цепи из последовательно включенных блока 5, выделителя б и формирователя 7 производится определение временных интервалов, в течение которых текущие значения выходного э5 напряжения ЧД 4 близки к напряжению расстройки.. Следовательно, в области малых расстроек, перестройка реверсивного счетчика 10, а значит и подстройка частоты гетеродина 2, производится только в интервалы времени, совпадающие с максимальными значениями первой производной выходного напряжения ЧД 4.

При установке первого триггера

13 в нулевое состояние на его втором выходе появляется положительный потенциал, открывающий элемент И 16 по его третьему входу и элемент И 20 по его второму входу. При этом в моменты наличия импульсов на выходе формирователя 7 импульсы с выхода управляемого генератора 8 проходят через элемент И 16 на первый (счетный) вход реверсивного счетчика 17, осуществляющего суммирование в цифровом виде выборочных значений 0 Ы, ЧД 4 за заданный интервал времени.

Для формирования интервала суммирования импульсы с выхода формирователя 7 через открытый элемент И 20 поступают на первый вход делителя

21. При поступлении на вход делителя 21 m -ro импульса на .его . выходе появляется положительный импульс (фиг.2Ж), передний фронт которого совпадает с задним фронтом м -го импульса (c момента обнуления триггера 13) с выхода формирователя

7. При положительном перепаде напряжения на входе элемента 22 задержки на ее выходе формируется положительный импульс длительностью (фиг.23),.

При отрицательном перепаде напряжения на входе элемента задержки 23 на ее выходе формируется отрицательный импульс длительностью (фиг.2и).. ,В интервале времени при наличии полоЖительного импульса с выхода элемента 22 задержки на (и +1) -м входе дешифратора 18 осуществляется сравнение числа, записанного в реверсивном счетчике 17 и равного сумме m выборочных значений 0 1, <ЧД 4 за первый интервал оценки с порого" выми значениями.

Если результат суммирования лежит за пределами пороговых значений, что соответствует наличию расстройки выше допустимой в исследуемом интервале, то на выходе дешифратора

18 импульс отсутствует. По окончании интервала и с выхода элемента

23 задержки поступает отрицательный импульс на первый вход элемента

И 24, иа выходе которого формируется нулевой потенцИап при наличии

886250

Ъ

1$

2$

Формула изобретения нулевого потенциала хотя бы на одном из его входов. Отрицательным импульсом с выхода элемента И 24 реверсивный счетчик 17 устанавливается в нулевое состояние и, начиная с (en + Ц -ой выборки, осуществляется новый цикл оценки расстройки в интервале из н следующих выборок

0 1,дЧД 4, аналогичный предыдущему.

При поступлении 2 п -rо импульса на вход делителя 21 на его выходе формируется импульс и аналогично предыдущему на выходах элементов задержки 22 и 23 формируются импульсы в соответствии с фиг.2,14. Во втором интервале оценки при нали-. чии положительного импульса на выходе элемента 22 задержки осуществляется сравнение числа, записанного в счетчике 17 и равного сумме р выборочных значений 0,„ЧД 4 за второй интервал оценки, с пороговым значением.

Если результат суммирования лежит в пределах выбранных пороговых значений, что соответствует отсутствию или наличию в допустимых пределах расстройки в исследуемом интервале, то на выходе дешифратора 18 формируется импульс (фиг.2к), устанавливающий триггер 19 в единичное состояние (фиг,2л), При этом нф нулевом выходе триггера 19 формируется нулевой потенциал, запирающий элемент

И 15 по третьему входу, и перестройка реверсивного счетчика 10 прекращается.

Кроме того, нулевой потенциал с выхода триггера 19 поступает на второй вход элемента И 24, на выходе которого в этом случае формируется нулевой потенциал, удерживающий счетчик 17 в нулевом состоянии. В этом случае возможность перехода триггера

19 в нулевое состояние в интервале наличия сигнала отсутствует, поскольку отсутствует возможность появления импульса на выходе дешифратора .18, Следовательно, от момента принятия решения об отсутствии или допустимой величине расстройки до момента окончания сигнала оценки расстройки не производится, а реверсивный счетчик 10 не перестраивается и, следова тельно,Оррр не изменяется.

При поступлении на вход устройства сигнала с.частотой, при которой напряжение расстройки имеет отрицательный знак, частота управляемого генератора 8 ниже час8 тоты генератора 11 и реверсивный счетчик 10 работает на вычитание, снижая р0р, а следовательно, и частоту гетеродина 2, В области больших расстроек, т.е. от момента срабатывания обнаружителя 3 до момента первого совпадения частот генератора 1! и управляемого генератора 8 на выходе триггера

13, а следовательно, и на выходах элементов ИЛИ 14 и И 15, присутствует положительный потенциал, и реверсивный счетчик 10 перестраивается непрерывно.

В области малых расстроек перестройка реверсивного счетчика 1О осуществляется только в интервалы нали" чия положительного напряжения на выходе формирователя 7. При приеме сигналов после подстройки устраняются наразитные амплитудная и частотная модуляции, определяемые дисперсией

Upgf управляющего частотой гетеродина 2.

Таким образом, по сравнению с известным, предлагаемое устройство при эквивалентном быстродействии процесса настройки позволяет устранить динамическую ошибку подстройки, вызывающую паразитные амплитудную и частотную модуляции сигнала промежуточной частоты после настройки тракта приема на сигнал. Применение . предлагаемого устройства в радиоприемниках позволяет повысить качест- во приема сигналов.

Устройство для автоматической

40 подстройки частоты по авт.св.

- 801262, отличающееся тем, что, с целью устранения паразитных амплитудной и частотной модуляций речевых сигналов, между выходом управляемого генератора и дополнительным входом элемента И включены последовательно первый дополнительный элемент И, второй вход которого подключен к выходу формирователя импульсов, дополнительный реверсивный счетчик, дешифратор и дополнительный триггер, второй вход которого подключен к выходу обнаружителя сигнала, между выходом формирователя импульсов и вторым входом дополнительного

I реверсивного счетчика включены последовательно второй дополнительный элемент И, другой вход которого обье886250 динен с третьим входом первого дополнительного элемента И и подключен к другому выходу триггера, делитель частоты, первый элемент задержки, выход которого подключен также к до- j полнительному входу дешифратора, второй элемент задержки и третий дополнительный элемент И, второй вход которого подключен к выходу дополнительного триггера, а третий — к выходу обнаружителя сигнапа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 801262, кл. Н 03 В 3/04, 1978 (прототип) .

88б250 ц ф Е Фр

ВНИИПИ

Я

Заказ 10570/83 1ираж 991 Подписное

° ВФЬ ЙВЮМВ ФОФВЮЮЮФЮЮЭИВВЮ НВ4 4Ф ЮФ »

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