Частотно-фазовый дискриминатор

 

Изобретение относится 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 сравнения частот и режим сравнения фаз. Переход от 1-го режима к 2-му режиму происходит автоматически при сближении частот входных последовательностей. 3 ил. (Л иг. 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) О1) 1) 4 Н 03 0 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

C е

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4101632/24-09 (22) 30.05.86 (46) 30.12.87. Вюл. Ф 48 (72) Ю.Н.Гривва и В.С.Диордица (53) 621.376.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

)) 936376, кл. Н 03 D 13/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

У 566301, кл. Н 03 D 13/00, 1972. (54) ЧАСТОТНО-ФАЗОВЫЙ ДИСКРИМИНАТОР (57) Изобретение относится к радиотехнике и повышает 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 сравнения частот и режим сравнения фаз. Переход от 1-ro режима к 2-му режиму происходит автоматически при сближении частот входных последовательностей.

3 ил.

1363432

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

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости.

На фиг.1 представлена электрическая структурная схема частотно-фазового дискриминатора; на фиг.2 — зави- 10 .симость коэффициентов заполнения по первому и второму выходам; на фиг.3 движение рабочей точки по статической фазовой характеристике.

Частотно-фазовый дискриминатор со- 1 держит первый и второй входы 1 и 2, первый и второй одновибраторы 3 и 4, первый и третий элементы И-НЕ 5 и 6, первый и второй инверторы 7 и 8, третий и четвертый триггеры 9 и 10, первый, второй и третий элементы И

11 — 13, третий одновибратор 14, пятый и шестой элементы И-НЕ 15 и 16, первый и второй триггеры 17 и t8, четвертый элемент И 19, четвертый 25 одновибратор 20, второй и четвертый элементы И-НЕ 21 и 22, первый и второй выходы 23 и 24.

Частотно-фазовый дискриминатор работает следующим образом.

Частотно-фазовый дискриминатор имеет два режима работы: режим срав„нения частот и режим сравнения фаз.

Переход от режима сравнения частот к режиму сравнения фаэ происходит автоматически при сближении частот

35 входных импульсных последовательностей.

В исходном состоянии все триггеры находятся в нулевом состоянии. Пред- 40 положим, что импульсная последовательность по входу 1 опережает импульсную последовательность по входу

2. Импульс со входа 1, сформированный первым одновибратором 3, задним 45 фронтом через первый инвертор 7 устанавливает третий триггер 9 в единичное состояние и высокий потенциал с его прямого выхода через первый элемент И 11 подготавливает третий gp одновибратор 14 к запуску и поступает на первый выход 23 частотно-фазового дискриминатора через пятый и второй элементы И-НЕ 15 и 21. Импульс со входа 2, сформированный вторым одновибратором 4; задним фронтом через второй инвертор 8 устанавливает четвертый триггер 10 также в единичное состояние и высокий потенциал с его прямого выхода через первый элемент И 11 запускает третий одновибратор 14, формирующий короткий.им-. пульс, который блокирует поступление высокого потенциала с прямого выхода четвертого триггера 10 через третий элемент И 13 и прерывает поступление высокого потенциала с прямого выхода третьего триггера 9 через второй элемент И 12 на первый выход дискриминатора. Одновременно с этим импульс третьего одновибратора 14, действующий по входам установки нуля третьего и четвертого триггеров 9 и 10, чем обеспечивается высокая точность работы в зоне малых фазовых рассогласований и исключаются сбои, когда в нулевое состояние установлен лишь один из этих триггеров, а на выходе другого из них будет существовать ложная информация в течение целого периода 2Т.

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

В результате на первом выходе 23 частотно-фазового дискриминатора существует последовательность положительных импульсов, длительность которых точно соответствует фазовому рассогласованию между импульсными последовательностями, поступающими на первый и второй входы 1 и 2 частотно-фазового дискриминатора. Это соответствует зависимости коэффициента заполнения периода импульсной последовательности К, по первому выходу 23 частотно-фазового дискрими- 1 натора в диапазоне фазовых рассогласований по входам 0 » g -2 i (или в общем виде п2 и ++< (и+1)2Т, где n=

=О, +1, +2, ... (фиг.2) .

Если импульсная последовательность по первому входу 1 отстает от импульсной последовательности по второму входу 2, то первым будет срабатывать четвертый триггер 10, а возвращаться в исходное состояние после срабатывания третьего триггера 9. В результате на втором выходе 24 будет последовательность положительных импуль"

1363432 сов, длительность которых точно соответствует фазовому рассогласованию между имггульсными последовательностями, поступающими на второй и первый входы 2 и 1 частотно-фазового дискриминатора. На фиг,2 это соответствует зависимости коэффициента заполнения периода импульсной последовательности по второму вьгходу 24 частотно-фа- 10 зового дискриминатора в диапазоне фазовых рассогласований по входам

0 P >- 2 Т (или в общем виде n2 g >

) (n-1)2Т, где n=0, +1, +2, + ...), В случае повышения частоты следования импульсов, .поступающих на первый вход 1, на инверсном выходе первого триггера 17 устанавливается уровень логического нуля, который через второй элемент И-HE 21 устанавливает уровень логической единицы на первом выходе 23 и через четвертьй и шестой элементы И-НЕ 22 и 16 устанавливает уровень логического нуля на втором выходе 24, что соответ- 25 ствует режиму насьпцения дискриминатора по его первому вьгходу 23. Аналогично, в случае повышения частоты

I импульсов, поступающих на второй вход

2, на инверсном выходе второго триггера 18 устанавливается уровень логического нуля, который через четвертый элемент И-НЕ 22 устанавливает уровень логической единицы на втором выходе 24 и через пятый и четвертый элементы И-HE 15 и 22 устанавливает уровень логического нуля на первом выходе 23, что соответствует режиму насыщения дискриминатора по его второму выходу 24. В обоих случаях осуществляется переход к режиму сравнения, В случае повышенной частоты следования импульсов по первому входу 1 над частотой следования импульсов по 45 второму входу 2 обязательно возникает состояние, при котором между двумя импульсами по второму входу 2 присутствуют два импульса по первому входу 1. Первый импульс по первому 50 входу 1, сформированный первым одновибратором 3, через первый инвертор -

7 устанавливает третий триггер 9 в единичное состояние, что разрешает прохождение второго импульса первого одновибратора 3 через первый элемент

И-НЕ 5. Второй импульс по первомувходу 1, сформированньй первым одновибратором 3, передним фронтом через первый элемент И-НЕ 5 устанавливает первьй триггер 17 в единичное состояние, что приводит к появлению уровня логической единицы HB первом выходе 23 и уровня логического нуля на втором выходе 24, а через четвертый элемент И 19 подготавливает к запуску четвертый одновибратор 20. В результате первый и второй выходы 23 и 24 становятся нечувствительными к изменениям состояния третьего и четвертого триггеров 9 и 10. При смене знака частотной расстройки, т.е. когда частота следования импульсов по второму входу 2 становится выше час,oTbI следования импульсов по первому входу 1, между двумя импульсами по первому входу 1 появляются два импульса по второму входу 2. Первьй импульс по второму входу 2, сформированньй вторым одновибратором 4, задним фронтом устанавливает четвертый триггер 10 в единичное состояние, что разрешает прохождение второго импульса второго одновибратора 4 через третий элемент И-НЕ 6. Второй импульс по второму входу 2, сформированный вторыгг одновибратором 4, через третий элемент И-HE 6 передним фронтом устанавливает второй триггер 18 в единичное состояние, которое через четвертьй элемент И 19 вызывает появление короткого импульса на выходе четвертого одновибратора 20 и обнуление первого и второго триггеров 17 и 18. На их инверсных выходах появляются уровни логической единицы, которые переводят частотно-фазовый дискриминатор из зоны насыщения в режим сравнения фаз.

Аналогично дискриминатор работает и при насыщении по второму выходу 24.

Фазовый режим характеризуется наличием 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, третий и четвертый триггеры 9 и 10 одновременно устанавливаются в единичное состояние, третий одновибратор 14 вырабатывает короткий импульс, который блокирует через второй и третий элементы И 12 и 13 прохождение высоких потенциалов с прямьгх выходов третьего и четвертого триггеров 9 и

10 на первьй и второй выходы 23 и 24 и одновременно с этим устанавливает

1363432 третий и четвертый триггеры 9 и 10 в нулевое состояние. В результате на первом и втором выходах 23 и 24 сигналы будут отсутствовать, что и соответствует нулевому фазовому рассогласованию входных импульсных последовательностей.

Описанные режимы работы частотнофазового дискриминатора соответствуют движению рабочей точки по статической фазовой характеристике, приведенной на фиг.З, где частотно-фазовый дискриминатор входит в насьпцение по первому выходу 23 в точке А, доходит до точки Б и выходит из зоны насьпцения не в точку О через точку А, как это обычно происходит, а в ближайщую точку п2», где п=О, +1, +2, + ... минимального фазового рассогласования. В данном случае это точка

2пп. Это увеличивает быстродействие дискриминатора. Высокая точность работы в зоне малых фазовых рассогласований, т.е. в точках и 2п, где .и=

=0, +1, +2, + ... и исключение сбоев, когда в нулевое состояние установлен лишь один фазовый триггер достигается использованием третьего одновибратора 14 в цепи обнуления и четвертого триггеров 9 и 10.

Формула изобретения

Частотно-.фазовый дискриминатор, содержащий последовательно соединенные первый одновибратор, вход которого является первым входом частотнофазового дискриминатора, и первый элемент И-НЕ., первый триггер, вход установки в единичное состояние 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 одновибратор, вход которого является вторым входом частотно-фазового дискриминатора, и третий элемент И-НЕ, второй триггер, вход установки в единичное состояние которого соединен с выходом третьего элемента И-НЕ, и четвертый элемент И-НЕ, первый вход которого соединен с инверсным выходом второго триггера, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, введены по,следовательно соединенные первый элемент И и третий одновибратор, последовательно соединенные второй элемент И, первый вход которого соединен с инверсным выходом третьего од1Q новибратора, и пятый элемент И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И-НЕ, выход которого является 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-HF, выход которого является вторым выходом частотно-фазового дискриминатора, последовательно соединенные четвертьп4 элемент И, первый и второй входы

25 которого соединены с прямыми выходами соответственно. первого и второго триггеров, и четвертый одновибратор, инверсный выход которого соединен с входами установки в нулевое состояние первого и второго триггеров, а также первый и второй инверторы и третий и четвертый триггеры, при этом вход первого инвертора соединен с выходом первого одновибратора, а выход — со счетным 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

40 второго инвертора соединен с выходом второго одновибратора, а выход — со счетным входом четвертого триггера, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И и вторым

45 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 пятого и шестого элементов И-НЕ подключены к инверсным выходам второго и первого триггеров соответственно.

1363432

Составитель Э.Борисов

Техред М.Ходанич

Корректор А.Обручар

Редактор И.Сегляник

Тираж 900

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6378/52

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðîä, ул.Проектная,4