SU1363432A1 - Частотно-фазовый дискриминатор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиотехнике и повьшает помехоустойчивость . Устр-во содержит входы 1 и 2, четыре одновибратора 3 и 4, 14 и 20, шесть эл-тов И-НЕ 5,6, 15,16, 21 и 22, инверторы 7 и 8, четыре триггера 9, 10, 17 и 18, четыре эл-та И 11-13 и 19, выходы 23 и 24. Устр-во имеет два режима работы: режим сравнени  частот и режим сравнени  фаз. Переход от 1-го режима к 2-му режиму происходит автоматически при сближении частот входных последовательностей. 3 ил. (Л иг. 1

Description

Изобретение относитс  к радиотехнике и может быть использовано в устройствах автоподстройки частоты и фазы.

Цель изобретени  - повьшение помехоустойчивости .

На фиг,1 представлена электрическа  структурна  схема частотно-фазового дискриминатора , на фиг.2 - зависимость коэффициентов заполнени  по первому и второму выходам; на фиг.3 - движение рабочей точки по статической фазовой характеристике.

Частотно-Фазовый дискриминатор со- 5 го и четвертого триггеров 9 и 10, держит первый и второй входы 1 и 2, чем обеспечиваетс  высока  точность первый и второй одновибраторы 3 и 4, первый и третий элементы И-НЕ 5 и 6, первый и второй инверторы 7 и 8, треработы в зоне малых фазовых рассогласований и исключаютс  сбои, когд в нулевое состо ние установлен лишь один из этих триггеров, а на выходе другого из них будет существовать ложна  информаци  в течение целого периода 21Г.

тий и четвертый триггеры 9 и 10, первьй, второй и третий элементы И 11 - 13, третий одновибратор 14, п тый и шестой элементы И-НЕ 15 и 16, первый и второй триггеры 17 и 18, четвертый элемент И 19, четвертый одновибратор 20, второй и четвертьш элементы И-НЕ 21 и 22, первьш и второй выходы 23 и 24.

Частотно-фазовьй дискриминатор работает следующим образом.

Частотно-фазовьй дискриминатор имеет два режима работы: режим срав- ..нени  частот и режим сравнени  фаз. Переход от режима сравнени  частот к режиму сравнени  фаз происходит автоматически при сближении частот входных импульсных последовательностей .

В исходном состо нии все триггеры наход тс  в нулевом состо нии. Пред- , положим, что импульсна  последова- . тельность по входу 1 опережает импульсную последовательность по входу 2. Импульс со входа 1, сформированный первым одновибратором 3, задним фронтом через первьй инвертор 7 устанавливает третий триггер 9 в единичное состо ние и высокий потенциал с его пр мого выхода через первьй элемент И 11 подготавливает третий одновибратор 14 к запуску и поступает на первьй выход 23 частотно-фазового дискриминатора через п тьй и второй элементы И-НЕ 15 и 21, Импуль со входа 2, сформированньй вторым одновибратором 4s задним фронтом через второй инвертор В устанавливает четвертьй триггер 10 также в единичное состо ние и высокий потенциал с

его пр мого выхода через первьм элемент И 11 запускает третий одновиб- ратор 14, формирующий короткий, им-, пульс, который блокирует поступление высокого потенциала с пр мого выхода четвертого триггера 10 через третий элемент И 13 и прерывает поступление высокого потенциала с пр мого выхода третьего триггера 9 через второй элемент И 12 на первый выход дискримийа- тора. Одновременно с этим импульс третьего одновибратора 14, действующий по входам установки нул  третье5 го и четвертого триггеров 9 и 10, чем обеспечиваетс  высока  точность

0

5

0

работы в зоне малых фазовых рассо ; гласований и исключаютс  сбои, когда в нулевое состо ние установлен лишь один из этих триггеров, а на выходе другого из них будет существовать ложна  информаци  в течение целого периода 21Г.

По окончании импульса на выходе третьего одновибратора 14 со второго и третьего элементов И 12 и 13 снимаетс  запрет на прохождение сигналов с основных выходов третьего и четвертого триггеров 9 и 10 на первьй и второй выходы 23 и 24 и частотно-фазовый дискриминатор готов к измерению фазового рассогласовани  следующей пары входных импзшьсов.

В результате на первом выходе 23 частотно-фазового дискриминатора существует последовательность поло си- тельных импульсов, длительность которых точно соответствует фазовому рассогласованию между импульсными

Q последовательност ми, поступающими на первьй и второй входы 1 и 2 частотно-фазового дискриминатора. Это соответствует зависимости коэффициента заполнени  периода импульсной J Последовательности К по-первому вы ходу 23 частотно-фазового дискрими-т натора в диапазоне фазовых рассогласований по входам 2 i (или в общем виде n2T-ig (п+1)2Т, где п 0, ±1, ±2, ... (фиг.2).

5

0

5

Если импульсна  последовательность по первому входу 1 отстает от импульсной последовательности по второму входу 2, то первым будет срабатывать четвертьй триггер 10, а возвращатьс  в исходное состо ние после срабатывани  третьего триггера 9. В результате На втором выходе 24 будет последовательность положительных импуль31

сов, длительность которых точно соответствует фазовому рассогласованию между импульсными последовательност ми , поступающими на второй и первый входы 2 и 1 частотно-фазового дискрИ минатора. На фиг.2 это соответствует зависимости коэффициента заполнени  периода импульсной последовательности по второму выходу 24 частотно-фа зового дискриминатора в диапазоне фазовых рассогласований по входам О S (-Р 2 и (или в общем виде п2 i ср (n-1)2 ir, где , +1, +2, + ,..).. В случае повышени  частоты следовани  импульсов, поступающих на первый вход 1, на инверсном вьгходе первого триггера 17 устанавливаетс  уровень логического нул , который через второй элемент И-НЕ 21 устанавливает уровень логической единицы на первом выходе 23 и через четвертый и шестой элементы И-НЕ 22 и 16 устанавливает уровень логического нул  на втором выходе 24, что соответствует режиму насьпцени  дискриминатора по его первому выходу 23. Аналогично , в случае повышени  частоты импульсов, поступающих на второй вход 2, на инверсном выходе второго триггера 18 устанавливаетс  уровень логического нул , который через четвертый элемент И-НЕ 22 устанавливает уровень логической единицы на втором вьгходе 24 и через п тьй и четвертый элементы И-НЕ 15 и 22 устанавливает уровень логического нул  на первом вьгходе 23, что соответствует режиму насыщени  дискриминатора по его второму выходу 24. В обоих случа х осуществл етс  переход к режиму сравнени .

В случае повьшенной частоты следовани  импульсов по первому входу 1 над частотой следовани  ш.тульсов по второму входу 2 об зательно возникает состо ние, при котором между двум  импульсами по второму входу 2 присутствуют два импульса по первому входу 1.- Первый импульс по первому входу 1, сформированный первым одно- вибратором 3, через первый инвертор- 7 устанавливает третий триггер 9 в единичное состо ние, что разрешает i прохождение второго импульса первого одновибратора 3 через первьй элемент И-НЕ 5. Второй импульс по первому- входу 1, сформированный первым одно- вибратором 3, передним фронтом через

634324

первый элемент И-НЕ 5 устанавливает первьш триггер 17 в единичное состо ние , что приводит к по влению уровн  логической едини1ц на первом выходе 23 и уровн  логического нул  на втором вьгходе 24, а через четвертьй элемент И 19 подготавливает к запуску четвертый одновибратор 20. В ре- 10 зультате первьй и второй выходы 23 и 24 станов тс  нечувствительными к изменени м состо ни  третьего и четвертого триггеров 9 и 10, При смене знака частотной расстройки, т.е. ког15 да частота следовани  импульсов по второму входу 2 становитс  выше частоты следовани  импульсов по первому входу 1, между двум  импульсами по первому входу 1 по вл ютс  два им20 пульса по второму входу 2. Первьй импульс по второму входу 2, сформированный BTopbiM одновибратором 4, защ- ним фронтом устанавлршает четвертый триггер 10 в единичное состо ние,

25 что разрешает прохождение вггорого импульса второго одновибратора 4 через третий элемент И-НЕ 6. Второй импульс по второму входу 2, сформированньй вторьм одновибратором 4, через тре30 тий элемент .И-НЕ 6 передним фронтом устанавливает второй триггер 18 в единичное состо ние, которое через четвертый элемент И 19 вызывает по вление короткого импульса на выходе четвертого одновибратора 20 и обнуление первого и второго триггеров 17 и 18. На их инверсных выходах по вл ютс  уровни логической единицы, которые перевод т частотно-фазовьй дискриминатор из зоны насыщени  в режим сравнени  фаз.

Аналогично дискриминатор работает и при насыщении по второму выходу 24.

Фазовьй режим характеризуетс -на- 45 личием на инверсных выходах первого и второго триггеров 17 и 18 уровней логической единицы. При равенстве фаз импульсных последовательностей по первому и второму входам 1 и 2, gQ третий и четвертьй триггеры 9 и 10 одновременно устанавливаютс  в единичное состо ние, третий одновибратор 14 вырабатывает короткий импульс, который блокирует через второй и тре- gg тий элементы И 12 и 13 прохождение высоких потенциалов с пр мых выходов третьегЪ и четвертого триггеров 9 и 10 на первьй и второй выходы 23 и 24 и одновременно с этим устанавливает

35

40

третий и четвертьй триггеры 9 и 10 в нулевое состо ние. В результате на первом и втором выходах 23 и 24 сигналы будут отсутствовать, что н соответствует нулевому фазовому рассогласованию входных импульсньк последовательностей .

Описанные режимы работы частотно- фазового дискриминатора соответствуют движению рабочей точки по статической фазовой характеристике, приведенной на фиг.З, где частотно-фазовьй дискриминатор входит в насыщение по первому выходу 23 в точке А, доходит до точки Б и выходит из зоны насыщени  не в точку О через точку А, как это обычно ПРОИСХОДИТ) а в ближай- щую точку п2 1, где , i1, ±2, + .. . минимального фазового рассогласовани . В данном случае это точка 2п1| . Это увеличивает быстродействие дискриминатора. Высока  точность работы в зоне малых фазовых рассогласований , т.е. в точках П 2 ir, где п 0, +1, +2, + ... и исключение сбоев когда в нулевое состо ние установлен лишь один фазовый триггер достигаетс  использованием третьего одновиб- ратора 14 в цепи обнулени  и четвертого триггеров 9 и 10.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Частотнотфазов ый дискриминатор, содержащий последовательно соединенные первый одновибратОр, вход которого  вл етс  первым входом частотно- фазового дискриминатора, и первьй элемент И-НЕ., первый триггер, вход установки в единичное состо ние которого соединен с выходом первого элемента И-НЕ, и второй элемент И-НЕ, первый вход которого соединен с инверсным входом первого триггера, последовательно соединенные второй од- новибратор, вход которого  вл етс  вторым входом частотно-фазового дискриминатора , и третий элемент И-НЕ, второй триггер, вход установки в единичное состо ние которого соединен с выходом третьего элемента И-НЕ, и четвертый элемент И-НЕ, первый вход которого соединен с инверсным выхо

   5

   0

   5

   0

   5

   0

   5

   0

   дом второго триггера, отличающийс  тем, что, с целью повышени  помехоустойчивости, введены по.- следовательно соединенные первый элемент И и третий одновибратор, последовательно соединенные второй элемент И, первый вход которого соединен с инверсным вьгходом третьего од- новибратора, и п тый элемент И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И-НЕ, выход которого  вл етс  первым выходом частотно-фазового дискриминатора, последовательно соединенные третий элемент И, первый вход которого соединен с инверсным выходом третьего одновибратора, и шестой элемент И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И-НЕ, выход которого  вл етс  вторым выходом частотно-фазового дискриминатора, последовательно соединенные четвертьй элемент И, первьй и второй входы которого соединены с пр мыми выходами соответственно, первого и второго триггеров, и четвертьй одновибратор, инверсньй выход которого соединен с входами установки в нулевое состо ние первого и второго триггеров, а также первьй и второй инверторы и третий и четвертьй триггеры, при этом вход первого инвертора соединен с выходом первого одновибратора, а выход - со счетньм входом третьего триггера, выход которого соединен с первым входом первого элемента И и с другим входом второго элемента И, выход которого соединен с другим входом первого элемента И-НЕ, вход второго инвертора соединен с вькодом второго одновибратора, а выход - со счетным входом четвертого триггера, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И и вторым входом третьего элемента И, выход котррого подключен к второму входу установки третьего элемента И-НЕ, при этом входы установки третьего и четвертого триггеров подключены к инверсному выходу третьего одновибратора , а вторые входы п того и шесто- , го элементов И-НЕ подключены к инверсным , выходам второго и первого триггеров соответственно.

   tt

   ii -2jr

   i

   /r,

   Фиг.З

   Редактор И.Сегл ник

   Составитель Э.Борисов

   Техред М.Ходанич Корректор А.Обручар

   Заказ 6378/52Тираж 900Подписное

   БНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна ,4