Устройство для синхронизации воспроизведения цифровой информации

 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для синхронизации воспроизведения цифровой информации. Цель изобретения - повышение быстродействия за счет уменьшения времени вхождения в синхронизм. Сущность изобретения: устройство содержит 1 головку (1) воспроизведения, 1 усилитель (2) воспроизведения, 1 фазовый дискриминатор (3), 1 фильтр (4) нижних частот, 1 сумматор (5), 1 управляемый генератор (6), 1 преобразователь (7) периода следования импульсов в постоянное напряжение, 1 нелинейный блок (8) и 1 интегратор (9). 1 - 2 -3-4-5-6-7-8-9-5, 6-3. Зил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s G 11 В 27/10 (21) 4882384/10 (22) 16.11.90 (46) 23,09.92. Бюл. ¹ 35 (71) Таганрогский научно-исследовательский институт связи (72) И.Г.Дорух, А.П.Дорух, А,В.Маргелов и

Ю.И.Сакович (56) Авторское свидетельство СССР

М 907580, МКИ G 11 В 27/10, 1980.

Авторское свидетельство СССР

N- 1377905, МКИ G 11 В 27/10, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИНХРОНИЗАЦИИ

ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЦИФРОВОЙ ИНФОРМАЦИИ Ы 1764085 А1 (57) Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для синхронизации воспроизведения цифровой информации. Цель изобретения — повышение быстродействия за счет уменьшения времени вхождения в синхронизм, Сущность изобретения: устройство содержит 1 головку (1) воспроизведения, 1 усилитель (2) воспроизведения, 1 фазовый дискриминатор (3), 1 фильтр (4) нижних частот, 1 сумматор (5), 1 управляемый генератор (6), 1 преобразователь (7) периода следования импульсов в постоянное напряжение, 1 нелинейный блок (8) и 1 интегратор (9). 1 — 2 — 3 — 4 — 5 — 6 — 7 — 8 — 9 — 5, 6 — 3. Зил.

1764085

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для синхронизации воспроизведения цифровой информации, Известно устройство для воспроизведения цифровой информации, содержащее последовательно соединенные головку воспроизведенияя, усилитель, воспроизведения, фазовый дискриминатор, фильтр нижних частот, сумматор и управляемый генератор, выход которого подключен ко второму входу фазового дискриминатора, счетчик импульсов, счетный вход которого соединен с выходом управляемого генератора, генератор эталонной частоты, выход которого соединен с управляющим входом счетчика импульсов, первый и второй триггеры, синхронизующие входы которых подключены к. выходу генератора эталонной частоты, и первый и второй интеграторы, соединенные своими входами с инверсным выходом первого триггера и прямым выходом второго триггера соответственно, а выходами — с входами сумматора /1/.

Недостатком этого устройства является низкая устойчивость синхронизации, обусловленная возможностью сбоя синхронизации при частоте управляемого генератора, превышающей верхнюю границу зоны контура фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для воспроизведения цифровой информации, содержащее последовательно соединенные головку воспроизведения, усилитель воспроизведения, фазовый дискриминатор, фильтр нижних частот, сумматор и управляемый генератор, выход которого подключен к второму входу фазового дискриминатора, первый и второй программируемые счетчики импульсов, счетные входы которых соединены с выходами управляемого генератора, генератор эталонной частоты, выход которого соединен с управляющими входами программируемых счетчиков импульсов, первый и второй триггеры, синхронизирующие входы которых соединены с выходом генератора эталонной частоты, а информационные входы — с выходами соответственно первого и второго счетчиков импульсов, первый и второй интеграторы, входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго триггеров. а выходы — с входами сумматора /2/, Недостатком этого устройства является большое время вхождения в синхронизм, обусловленное большим временем определения знака рассогласования синхронизи10

20

25 периода следования импульсов в постоянное напряжение, а выход — с входом интег30

40

55 руемой частоты относительно зоны устойчивого захвата и независимостью скорости вхождения в синхронизм от величины этого рассогласования.

Цель изобретения — повышение быстродействия за счет уменьшения времени вхождения в синхронизм, Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство для синхронизации воспроизведения цифровой информации, содержащее последовательно соединенные головку воспроизведения, усилитель воспроизведения, фазовый дискриминатор, фильтр нижних частот, сумматор и управляемый генератор, выход которого является выходом устройства и подключен ко второму входу фазового дискриминатора, и интегратор, выход которого подключен ко второму входу сумматора. введены преобразователь периода следования импульсов в постоянное напряжение, вход которого соединен с выходом управляемого генератора, и нелинейный блок, вход которого соединен с выходом преобразователя ратора, Совокупность вновь введенных элементов и связей не является самостоятельным устройством. Вместе с остальными элементами и связями устройства она обеспечивает достижение положительного эффекта— повышение быстродействия за счет уменьшения времени вхождения устройства в синхронизм. Поэтому предлагаемое устройство следует считать новым и удовлетворяющим критерию "существенные отличия".

На фиг.1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2- характеристика нелинейного блока; на фиг.3— структурная схема нелинейного блока.

Устройство для синхронизации воспроизведения цифровой информации содержит последовательно соединенные головку 1 воспроизведения, усилитель 2 воспроизведения, фазовый дискриминатор 3, фильтр 4 нижних частот, сумматор 5 и управляемый генератор 6, выход которого соединен с вторым входом дискриминатора 3, а также последовательно соединенные с выходом генератора 6 преобразователь 7 периода следования импульсов в постоянное напряжение, нелинейный блок 8 и интегратор 9, выход которого соединен с вторым входом сумматора 5.

Устройство работает следующим образом.

С выхода головки 1 через усилитель 2 цифровая информация посредством контура

ФАПЧ, состоящего из соединенных в коль1764085

Ув= цо генератора 6, дискриминатора 3, фильтра 4 и сумматора 5, управляет частотой и фазовым сдвигом вырабатываемых генератором 6 импульсов.

Схема, состоящая из преобразователя 7 и блока 8, осуществляет проверку соответствия частоты импульсов генератора 6 в зоне устойчивого захвата контура ФАПЧ.

Преобразователь 7 формирует постоянное напряжение, уровень Ут которого пропорционален периоду следования импульсов генератора 6. Сигнал уровня Ут с выхода преобразователя 7 поступает на вход блока

8. Характеристика блока 8 (зависимость уровня У, выходного напряжения от уровня

У входного) имеет вид (фиг.2):

О, при У<Утаи.ув, Yн ."+ Y7

К(Ут ), при Ут> У> и Ут<уц где У и У вЂ” уровни напряжения на выходе преобразователя 7, соответствующие нижней и верхней границам частотной зоны устойчивой работы контура ФАПЧ, К вЂ” постоянный коэффициент (крутизна характеристики).

Если частота генератора 6 меньше нижней границы зоны устойчивого захвата контура ФАПЧ, то формируемое преобразователем 7 напряжение превышает уровень У„, на выходе блока 8 появляется сигнал положительной полярности, причем уровень этого сигнала тем больше, чем больше отклонение частоты генератора 6 от нижней границы зоны устойчивого захвата контура ФАПЧ. Сигнал с выхода блока 8 интегрируется интегратором 9, и результат интегрирования поступает на второй вход сумматора 5. В этих условиях сигнал на выходе интегратора 9 и на втором входе сумматоре 5 увеличивается, а следовательно, увеличиваются уровень сигнала на выходе сумматора 5 и частота генератора 6. Этот процесс продолжается до тех пор, пока частота генератора 6 не увеличится настолько, что контур ФАПЧ войдет в зону устойчивого захвата, уровень Ут напряжения на выходе преобразователя 7 окажется в пределах У вЂ” У, уровень сигнала на выходе блока 8 станет равным нулю, а напряжение на выходе интегратора 9 и втором входе сумматора

5 перестанет изменяться, Если частота генератора 6 больше верхней границы зоны устойчивого захвата контура ФАПЧ, то формируемое преобразователей 7 напряжение становится меньше уровня У, на выходе блока 8 появляется сигнал отрицательной полярности, причем уровень этого сигнала тем больше, чем

55 больше отклонение частоты генератора 6 от верхней границы зоны устойчивого захвата контура ФАПЧ. В этих условиях сигнал на выходе интегратора 9 и на втором входе сумматора 5 уменьшается, а следовательно, уменьшаются уровень сигнала на выходе сумматора 5 и частота генератора 6. Этот процесс продолжается до тех пор, пока частота генератора 6 не уменьшится настолько, что контур ФАПЧ войдет в зону устойчивого захвата, уровень Ут напряжения на выходе преобразователя 7 окажется в пределах Y> — У„, уровень сигнала на выходе блока 8 станет равным нулю, а напряжение на выходе интегратора 9 и втором входе сумматора 5 перестанет изменяться.

На фиг.3 приведена структурная схема нелинейного блока 8. Нелинейный блок содержит компараторы 10 и 11, элемент 12

ИЛИ, переключатель 13, блок 14 вычитания, масштабный блок 15 и источник опорных напряжений 16. Первые входы первого и второго компараторов 10 и 11 соединены с суммирующим входом блока 14 вычитания и являются входом нелинейного блока, вторые входы компараторов соединены с первым и вторым выходами источника опорных напряжений соответственно. Выходы компараторов соединены с соответствующими входами элемента 12 ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу переключателя 13. Вычитающий вход блока 14 соединен с третьим выходом источника опорных напряжений 16, его выход через масштабный блок 15 подключен к одному из сигнальных входов переключателя 13, другой сигнальный вход которого подключен к нулевой шине, а выход является выходом нелинейного блока.

Нелинейный блок работает следующим образом.

Если формируемое преобразователем 7 напряжение Ут превышает уровень У или является более низким, чем У, то на выходах компараторов 10 и 11 соответственно появляется потенциал, соответствующий логической "1", а на выходе элемента 12

ИЛИ и управляющем входе переключателя

13 появляется разрешающий потенциал, изменяющий положение переключателя 13.

Из величины уровня Ут в блоке 14 вычитается уровень (Ун + Ys)/2, а их разность масштабируется в блоке 15, на выходе которого

+ появляется уровень К(У7- "2 ). Если уровень Ут лежит между уровнями У, и У, то есть Ys> Ут > У, то сигнал на управляющем входе блока 13 отсутствует, переключатель 13 находится в исходном состоянии

1764085 (показанном на фиг.3) и нулевой потенциал с первого входа переключателя 13 передается на его выход. Если выполняется одно из неравенств У7 > У, или У7 < Ув, то перекл ючател ь 13 изменяет положение сигналов по управляющему входу и уровень КЯУв +Ун

) передается со второго входа на выход переключателя 13, В зависимости от

Ув +Ун соотношения уровней Ут и 2 сигнал на выходе нелинейного блока может иметь различную величину и полярность, которые управляют через блоки 9 и 5 частотой генератора 6. Из изложенного следует, что для правильного функционирования нелинейного блока источник опорных напряжений должен формировать на первом, втором и третьем выходах напряжения с

Ун +Ув уровнями соответственно Ун, Ув и

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает синхронизацию воспроизведения цифровой информации, в каком бы направлении от зоны устойчивого захвата не оказалась частота генератора.

В предлагаемом устройстве определение направления отклонения частоты управляемого генератора относительно зоны устойчивого захвата осуществляется с помощью преобразователя 7 и блока 8. Эта операция осуществляется значительно быстрее, чем такая же операция в устройствепрототипе, осуществляемая с помощью генератора эталонной частоты, программируемых счетчиков импульсов и триггеров. В предлагаемом устройстве преобразователь

7 формирует напряжение, пропорциональное периоду следования импульсов генератора 6 в течение одного периода следования этих импульсов, а блок 8 является практически безынерционным элементом. В устройстве-прототипе определение наличия рассогласования частоты управляемого генератора относительно зоны устойчивого захвата осуществляется в течение одного периода генератора эталонной частоты, то есть в течение нескольких периодов управляемого генератора. Кроме того, в предлага5

50 емом устройстве в отличие от устройствапрототипа уровень сигнала на входе интегратора зависит от величины рассогласования частоты генератора 6 относительно зоны устойчивого захвата, при этом с ростом величины рассогласования скорость его отработки возрастает. Указанные обстоятельства обеспечивают предлагаемому устройству меньшее по сравнению с устройством-прототипом время вхождения в синхронизм.

Формула изобретения

1. Устройство для синхронизации воспроизведения цифровой информации, содержащее последовательно соединенные головку воспроизведения, усилитель воспроизведения, фазовый дискриминатор, фильтр нижних частот, сумматор и управляемый генератор, выход которого подключен к второму входу фазового дискриминатора и является выходом устройства, и интегратор, выход которого соединен с вторым входом сумматора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия зэ счет уменьшения времени вхождения в синхронизм, в него введены последовательно включенные между выходом управляемого генератора и входом интегратора преобразователь периода следования импульсов в постоянное напряжение и нелинейный блок.

2. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что нелинейный блок выполнен в виде двух компараторов, источника опорных напряжений, элемента ИЛИ, переключателя, блок вычитания и блока масштабирования, при этом первые входы двух компараторов и блока вычитания подключены к соответствующим выходам источника опорных напряжений, вторые входы соединены между собой и являются входом нелинейного блока, выходы двух компараторов соединены через элемент

ИЛИ с управляющим входом переключателя, выход блока вычитания подключен через блок масштабирования к одному сигнальному входу переключателя, другой сигнальный вход которого соединен с общей шиной, а выход является выходом нелинейного блока.

1764085

Составитель Ю.Сакович

Техред М.Моргентал Корректор И.Муска

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 3459 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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