Частотно-фазовый детектор

 

ЧАСТОТНО-ФАЗОВЫЙ ДЕТЕКТОР по авт. св. № 936376, о т л и ч а ющ и и с я тед1, что, с целью повышения точности, бьютродействия и расширения динамического диапазона выходного сигнала, в него введены последовательно соединенные сумматор , фильтр нижних частот, повторитель напряжения и блрк положительной обратной связиJвыход которого подключен к первому входу сумматора и первому выводу введенного инте грирующего конденсатора, второй вывод которого подключен к общей шине, и два ключа, входы которых подключены к выходам первого и второго Дк-триггеров, а выходы - к первому входу сумма тора, второй вход о которого подключен к инверсному выходу третьего Jk-триггера. ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАН ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (51)4 Н u3 D 00 (61) 936376 (21) 3460317/24-09 (22). 01.07.82 (46) 07.08.85. Бюл. У 29 (72) А.А. Завражнов (53) 621.376.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 985929, кл. Н 03 D 13/00, Н 04 L 7/00, 08.10.80.

Авторское свидетельство СССР

Ф 936376, кл. Н 03 D 13/00, 17.11.80 (54)(57) ЧАСТОТНО-ФАЗОВЫЙ ДЕТЕКТОР по авт. св . 11 936376., о т л и ч а юшийся т р, что, с целью повышения точности, быстродействия и

„„Я0„„1171969 A расширения динамического диапазона выходного сигнала, в него введены последовательно соединенные сумматор, фильтр нижних частот, повторитель напряжения и блок положительной обратной связи выход которого подключен к первому входу сумматора и первому выводу введенного интегрирующего конденсатора, второй вывод которого подключен к общей шине, и два ключа, входы которых подключены к выходам первого и второго JK-триггеров, а выходы - к первому входу сумматора, второй вход

Ф которого подключен к инверсному выхо» 9 ду третьего ЗК-триггера.

1171969 сигнала.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема частотно-фаэо- 10 вого детектора; на фиг. 2 — эпюра напряжения на интегрирующем конденсаторе; на фиг. 3 — статическая частотная характеристика в частотном режиме; на фиг. 4 — статическая 15 фазовая характеристика частотно-фазового детектора.

Частотно-фазовый детектор содержит частотно-фазовый дискриминатор

1, два ключа 2 и 3, интегрирующий 20 конденсатор 4, сумматор 5, фильтр 6 нижних частот (ФНЧ), повторитель

7 напряжения и блок 8 положительной обратной связи.

Детектор работает следующим 25 образом.

Частотно-фазовый детектор имеет два режима работы: частотный режим для случая, если выходные частоты f< и jZ не Равны межДУ собой, т.е. f 4 fZ g0 и фазовый режим для случая, если

В частотном режиме в зависи- мости от соотношения входных частот и 1 цйфровой частотно-фазо2 вый дискриминатор 1 выдает последовательность импульсов, следующих с разностной частотой 5f= Eq fz или

Если f 1 7 2 импульсы поступаю на ключ 2 и открывают его. При этом происходит увеличение напряжения на 40 интегрирующем конденсаторе 4 до напряжения источника питания Е (фиг. 2) . Если f с f 2, то импульсы поступают на ключ 3. В результате напряжение на интегрирующем конден-. 45 саторе 4 уменьшается до нуля. Напряжение с интегрирующего конденсатора

4 родается на сумматор 5, где суммируется с импульсами, поступающими с третьего выхода цифрового частотно-фазового дискриминатора 1, Суммарное напряжение через фильтр

6 нижних частот подается на повторитель 7 напряжения . С повторителя

7 напряжения снимается выходное íà- $5 пряжение, которое больше напряжения на интегрирующем конденсаторе 4 на величину, равную постоянной сос50

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в радиоизмерительной аппаратуре, радиосвязи и r.n.

Цель изобретения — повышение точ- 5 ности, быстродействия и расширение динамического диапазона выходного тавляющей импульсов, поступающих на сумматор 5 (фиг. 3) .

В фазовом режиме при равенстве частот Е„= fz импульсы на ключи 2 и 3 не поступают и, следовательно, они закрыты. Информация о фазовом рассогласовании частот „и „содержится в импульсах, поступающих с цифрового частотно-фазового дискриминатора 1 на сумматор 5, где происходит суммирование напряжения импульсов с напряжением интегрирующего конденсатора 4. Как и в частотном режиме, суммарное напряжение фильтруется фильтром 6 нижних частот и через повторитель 7 напряжения поступает на выход. Выходное напряжение U>< „ с помощью блока

8 положительной обратной связи подается на интегрирующий конденсатор 4.

В зависимости от фазового рассогласования частот Е„ и fZ меняется напряжение постоянной составляющей д0 от О до амплитудного значения напряжения поступающих импульсов. Положительная обратная связь может быть выбрана, например, такой, что при напряжении постоянной составляющей Ь О, равном половине амплитуды поступающих импульсов, ток через блок 8 положительной обратной связи отсутствует и напряжение на интегрирующем конденсаторе 4 остается неизменным. Если напряжение постоянной составляющей больше половины амплитуды поступающих импульсов, то через блок 8 положительной обратной связи течет ток, увеличивающий напряжение на интегрирующем конденсаторе 4, а следовательно, и выходное напряжение частотнофазового детектора. И наоборот, если напряжение постоянной составляющей меньше половины амплитуды поступающих импульсов, то через блок 8 положительной обратной связи потечет ток, уменьшающий напряжение на интегрирующем конденсаторе 4, а следователь-. но, и выходное напряжение частотнофаэового детектора (фиг. 5).

Изменением коэффициента передачи и введением некоторого постоянного смещения напряжения в блоке 8 поло-. жительной обратной связи можно изменять крутизну фазовой характеристики и сдвигать положение наклонного з 1i 71 участка в обе стороны по оси фазового рассогласования.

Кроме увеличения крутизны фазовой характеристики, в предлагаемом частотно-фазовом детекторе легко осу- ществляется увеличение динамического. диапазона выходного напряжения. Для этого необходимо лишь увеличить до требуемого значения напряжение источника питания Е. Кроме повтори- >р теля напряжения, схема не содержит усилительных каскадов. Поэтому при увеличении напряжения источника питания Е дополнительного увеличения уровня шумовых составляющих и уровня пульсаций выходного напряжения

969 4 не происходит. Увеличение крутизны фазовой характеристики и динамического диапазона выходного напряжения достигается без увеличения амплитуды импу. ьсов. В фазовом режиме схема имеет высокую экономичность.

В частотном режиме схема частотнофазового детектора не имеет гистерезиса. Применение предлагаемого частотно"фазового детектора наиболее целесообразно в системах фазовой автоподстройки частоты. В этом случае в системе полоса захвата равна полосе удержания и равна полосе перестраиваемых частот управляемого генератора.