Цифровой фазовый детектор
СПИ АРЙЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДНЕЛЬСТВУ
481129
Союз Советских
Социалистических
Реслублик (61) Дополнительное к авт. свпд-ву— (22) Заявлено 02.04.73 (21) 1904862/26-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—
Опубликовано 15.08.75. Бюллетень № 30
Дата опубликования описания 12.03.76 (51) М. Кл. Н 03k 13/02
Государственный комитет
Соввта Министров СССР по делам иэаоретений и открытий (53) УДК 681.325(088.8) (72) Авторы изобретения
М. Я. Минц, В. Н. Чинков и А. А. Горлач (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ФАЗОВЫЙ ДЕТЕКТОР
Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в системах автоматического регулирования и управления.
Известные фазовые детекторы, содержащие двухпозиционный переключатель, два фильтра, два усилителя, два нуль-органа, блок управления, счетчик циклов, электронный ключ, генератор импульсов, реверсивный счетчик фазы, причем входы двухпозиционного переключателя соединены с источниками входных сигналов, а его выход через первый фильтр, первый усилитель и первый нуль-орган соединен с блоком управления, вход второго фильтра соединен с первым источником входного сигнала, а его выход через второй усилитель и второй нуль-орган соединен с блоком управления, первый выход которого соединен с двухпозиционным переключателем, а второй через электронный ключ, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, — с первым входом реверсивного счетчика фазы, второй вход которого подключен к третьему выходу блока управления, не обеспечивают возможности использования их в системах с фазомодулированными сигналами, особенно, когда мгновенные значения фазовых сдвигов превышают 2=.
Целью изобретения является расширение функциональных возможностей детектора.
Это достигается тем, что в предлагаемый цифровой фазовьш детектор введены преобра"-оватсль код-напряжение, регистр фазы, первая схема «ИЛИ», две схемы переноса, первая схема «И», триггер знака, вторая схема
«ИЛИ», второй электронный ключ, сумматор, триггер реверса, третья схема переноса и цифровой фазоуказатель, состоящий из третьей схемы «ИЛИ», двух триггеров и трех
10 схем «И», причем зходы третьей схемы
«ИЛИ» и первого трпггера соединены с вы..одами нуль-органов, а выход третьей схемы
«ИЛИ» соединен со вторым триггером, выходы которого соединены с первыми входамп трек схем «И», вторые входы которых подкгпо .ены к выходу первого триггера; вход преобразователя код 1!апря кение через реги" стр фазы, первую схему «ИЛИ», первую схему Ilpp01IOcB, один вход которой соединен с выходом счетчика циклов, триггер знака, второй выход которого подключен ко второй схеме переноса, и первую схему
«И» подключен к первому выходу реверсивного счетчика фа ы, гторой выход ко25 торого через вторую схему переноса подключен к первой схеме <ИЛИ». третий вход реверсивного счетчш а фазы через третью схему переноса, сумматор, триггер реверса и второй электроппьш ключ соединен со схемой
30 «И» цифрового фазоуказатсля.
481129
-IH сриг. 1 представлепа структурная схема предлагаемого детектора; па фиг. 2 — временпые диаграммы, поясняющие принцип его действия.
Цифровой фазовый детектор содержит двухпозициопиый переключатель 1, фильтры
2 и 3, усилители 4 и 5, нуль-органы 6 и 7, блок управления 8, счетчик циклов 9, электронный ключ 10, геператор импульсов 11, реверсивпый счетчик фазы 12, схему «И» 13, триггер знака 14, схемы переноса 15 и 16, схему «ИЛИ» 17, регистр фазы 18, преобразователь код-напряжение 19, цифровой фазоуказатель 20, содержащий схему «ИЛИ» 21, триггеры 22 и 23 и три схемы «И» 24, 25, 26, схему «ИЛИ» 27, электронный ключ 28, сумматор 29, триггер реверса 30 и схему перепоса 31.
Предлагаемый детектор работает следующим образом.
Пусть мгповсппые зпH Первый из этих сигпалов проходит через фильтр 2, усилитель 4 и поступает пя пульорган 6. Второй сип(ал проходит через фплbTp 3, !!CH;111TC;Ih 5 !I ((OCTA it
0 p l Я и 7. 1> ь(х од и Ь! ес I I > t I (C 1 h C I> J 1 ><11 h - О )) Г H f I O F> 6 И / ПОСТ>> П, J!PHB.(PIJ!JFJ <", il< ВЫ. О,(пые импульсы пуль-оргctllfl 6, кроме того,-1!> ЛЬ-Ор! яНя 6 СЧИТЯТ1> Опор((В(.,I, TO б 101< 3 t t j) < П 0 3 T O. > I V С J I I I I ri Ë!, 0 l < () Bl I > H! С Т Э Л С КТ Р О Н П! >t l t клlоч 10 ll п.йп3 ЛЬСЫ 0()j)23ii0<1()l! !<1CTOÒ«l с Г(ператоря 1) прохо(я! Па счет<:i;K ())язы )2. I j<) сип;алу пуль-оргяпя 7 блок упраьления 8 32KpbIBHcT K. !!0 10, прск«ян(ЯЯ ИОст>, и/1(ни(. нмпульсоп с ге
cx0t3Iя работает и тсчсппс и циклов, п«п(см и Выбирается из условия /2 = /И/2, I> где и = — — кратi!OcTI> Несущей частоты <) н О OCkjOBIfOIf CrtÐÌÎÏ!(K!I " XI01 < I jt))>, Юil(<. li ты; иг — положительное целое и. ело, ьыбиряемос в зависимости от спектряльпого состава помех, присутс.гвуюп!Их во Входш>, сигнала:.. Если объем . Счетчш<а ф23ь(12 Выбрать равным Л = и,- . 360,, -. — число импульсов па 1 ), то к моменту окончания и циклог измерепня в J!0;; будет "-яфиксировапо /"3/,. = Х,. + Л,3,> где Л,. — код, пропорциональный постояппой составляющей ф; ",; Х(„. — — кo,(, пропорЦИОПЯ lbllbllf фЯЗОВОЙ >;0>,.".. Н!НОСТИ D > ВЫЗЫваемой и«идентичностью харякзсристик фильтров, усилителей и пу.!ь-ор! H!IÎB. 1 осле этого на Выходе счетчик;; циклов появляется импульс переполпеш я, который поступает в блок уп«яьлспия 8,; тот, B свою очередь, пе> реводит переключатель 1 B режим коррекции, когда па фильгры 2 и 3 пос Г)пает один и тот жс сигнал u: (г), и уста;(ав iB!320T счетчик фазы 12 в режим иычитяпия. Следующие и циклов схема работает апалогичпо, и усредпеппос число импульсов, поступающих в счетчик фазы 12, равно Х,3... Число импульсов Л (, (о«тупяет В счет шк 12 на вычитание, и 13 р<.з.льтате !3 псм останется чис;и импульсов Х, Если окaiKCT«H, что 3,„(/2;). 180, сип(ял на Выходе схемы «И» 13:(0 формируcTcH и триГГс«ЗF!;11<I cocToH! I1Iil. Если )кс Окяжется, (то 3 <> ) и),). 180*> пя выходе схемы «И» 13 (1)ормируется сигнал, опрокидывающий триггер знака )4. В 3;(Виспмос)1(от состояния триггера знака 14 к ряоотс подготавлпг>астся либо схемы перенос;l 15, по1ключе(п;ая к одним выходам триг! CpOB C!ICTIitKH фазы 12> IF(00 CXC)JH ijP. )0!!OC;l 16, IIQ;II< 110201!B !51 к д))м! Iiil 131>i 0123(Tplll i ров счстчш:я <разы 12. При пост,плснпи на СХЕМЫ 1(Ере:fOCH 15) П 16 С ГЫ Л:(2 С.CTrlÈÊH циклог. 9 CFJBJ;H;J;t. соотвстствм(ощсго 01<0!;!iHнию цикла коррекции, прямоjl или дополни<)3 тельный ко.(Л „, It3 с цт н(кя ());(зь()2 чсрсз схсъ(!>(Нс«(. посв 1 5 и«iil 1 6 i> 32 tlffc Ji )fo«TII 0 1«- "(1(и((ь(5<, (/ =о )80" илп;О« «ИЛИ» 17 Вводится в рс(пст)) фазы I8 . Ь; «с1 < и!стp3 B)<13hl 18 !!Одкл(0 (сп ())Ор/< l!j)c!<)<ИНЙ 1(:!пряж«:(пс., пропорционя,-ы ос <0.(у ..., я слсQ „/(О В ) ТСЛ Ы1 О, П (j) cl:10130. С 3 СД13! f i 3 ;. II«000 P 19 опрсдс,IHICT05(т)и Зверьем )>4. Если > нроцсс«О пзмерсш!я имс(0(l("(ГО jip(>«ыщс;!Пя )!ГЕ(э(!СЕ(и .>! >11(3,Па<(Сипя:>l!(ф язв(1)СЛ(! rJIJ Jl! I 2:, ТО ВСТ3 l1«!С 1 13 p cl()OTI !((I(J)pO! ОЙ (j) <13>0< Кя: i 1 T< Ë!> )О, QIIp0, <0, 151101ц>еи > п«.<0 1 я ких llj)i :н>!И(с (1 ИН, 13 cooTi3PTcT;3i(",i с KoTop tJ>J.,! it c ll>T!.".! K ф;1:1!>l I 2 13(30;I(TC5((ООТ!)С!CÒ Г !0(Ц!1 Я 110!I",) Я!31<<1. Hit i! ) (мепнои .(На () IIO (clJOTCSl I()P3 CX<>)(" «И„"1 <» 1(2 « (СТНЫИ l3X0д T;)Ill I < (),! 22 ) I 112 t)2 3 (<,(Ь(п,l «;О ((,> Tpjl!— гера 23. При послед<3«ятсльном (юс!Тпг!«Пип .(13> )< 11)(П(, I!>«0«С . !>1 .0 (и О I НО (О 11 ТОI 0 жr> ((3TIhОРГ 1t H . и > ПРИ 3(CP (У -„1! (. c !3BJ JI! 1=-ОРГHIJЯ, ВТО!)ОИ .<3 =ТП ПМПМЛЬСО!3 /В 12 f1(10:,1 случае T )>(п cp0i: 22 и 23 !.-ыбпрястся тяK!i»!, Иго 1;;i схез(< 55 <<И>> 24 пост !2!От О,ИНЯковыс ijo . ГOBjí!0 си(НЯЛЫ П 112 С 0 (lhIXÎ > 0 П >>ССTC51 Н 1! cl< 1, ci !1 <>POBiIiO (НГНЯ > >I 1(.fcl 1(Х ВЬ!ХО.(я «11! ПЯ fl>1 OT (" "!ст!3 > ют. В 3 я Виси >.О«TJ! О! Q пl!Я фя;30ВОГО дCTC".ТО .я !:0:> .IохIC) СТРОЙСТВО )ЯО )TH "Т, <0..(2 ПСР!3Ь!»(И 110!3TOPFIiO!СЯ ИЪIПУ;lh(.Ы С ВЫХОДЯ oIIopFIot 0 и ) .(ь-ОрГHBil 6. ОГдя с !(риходо.» п)(В5 и 3 льса Ut> НОЯВ 15!c ck! с ГI! "а ВыхоД" "..с481129 мы «И» 25 и с некоторым запаздыванием, с приходом импульса Uq> — сигнал на выходе схемы «И» 26. Опережающий сигнал схемы «И» 25, во-первых, через схему «ИЛИ» 27 закрывает ключ 28 и запрещает прохождение сигнала схемы «И» 26 на сумматор 29, и вовторых, записывается в сумматор 29 на суммирование. В дальнейшем с приходом каждого импульса из числа Уд, ..., U ; на выходе схемы «И» 25 формируется сигнал, фиксируемый сумматором 29. С приходом импульса Uz, согласованная ра,1ота триггеров 22 и 23 нарушается, и сигналы на выходе схемы «И» 25 не формируются. Число импульсов, зафиксированное в сумматоре 29, равно l. Для рассматриваемого случая l = — 3. В другом режиме фазоуказатель 20 работает, когда первыми появляются импульсы с нуль-органа 7, т. е. когда измерения начинаются в промежутке между импульсами Уд и U> В этом случае количество ошибочных измерений равно l = и — 1, где l — число ицклов измерений, прошедших до момента появления импульса U„-; l — число циклов измерений прошедших после появления импульса Uq . В этом режиме первым появляется сигнал на выходе схемы «И» 26 в момент поступления импульса U,. Этот сигнал через открытый в исходном состоянии ключ 28 вводит в сумматор 29 число и и устанавливает его посредством триггера реверса 30 на вычитание. Этим жс импульсом посредством схемы «ИЛИ» 27 электронный ключ 28 закрывается. Импульсы, формируемые после этого на выходе схемы «И» 25 в моменты поступления с нуль-органа 6 импульсов У и.н, ..., Ui,записываются в сумматор 29 на вычитание. После выполнения и циклов измерения в сумматоре будет .",яппсяно число 1 = n — 1, в соответствии с которым в счетчик фазы 12 необходимо ввести поправку l 360 . Ввод поправки осуществляется с помощью схем переноса 31, соединяющих поразрядно сумматор 29 со счетчиком фазы 12. Причем ввод показаний 1 сумматора 29 в счетчик 12 осуществляется со сдвигом 360 . Этот ввод производится по сигналу, поступающему со счетчика циклов 9 на импульсные входы схем переноса 31. Для возвращения в исходное состояние сумматора 29 и ключа 28 служит схема «И» 24, сигнал на выходе которой формируется при правильном измерении фазовых сдвигов. Этот сигнал устанавливает сумматор 29 в режим г 35 и 50 суммирования и электронный ключ 28 в открытое состояние. Предмет изобретения Цифровой фазовый детектор, содержащий двухпозиционный переключатель, два фильтра, два усилителя, два нуль-органа, блок управления, счетчик циклов, электронный ключ, генератор импульсов, реверсивный счетчик фазы, причем входы двухпозиционного переключателя соединены с источниками входных сигналов, а его выход через первый фильтр, первый усилитель и первый нуль-орган соединен с блоком управления, вход второго фильтра соединен с первым источником входного сигнала, а его выход через второй усилитель и второй нуль-орган соединен с блоком управления, первый выход которого соединен с двухпозиционным переключателем, а второй — через электронный ключ, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, — с первым входом реверсивного счетчика фазы, второй вход которого подключен к третьему выходу блока управления, отлича ощийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей детектора, в него введены преобразователь код-напряжение, регистр фазы, первая схема «ИЛИ», две схемы переноса, первая схема «И», триггер знака, вторая схема «ИЛИ», второй электронный ключ, сумматор, триггер реверса, третья схема переноса и цифровой фазоуказатель, состоящий из третьей схемы «ИЛИ», двух триггеров и трех схем «И», причем входы третьей схемы «ИЛИ» и первого триггера соединены с выходами нуль-органов, а выход третьей схемы «ИЛИ» соединен со вторым триггером, выходы которого соединены с первыми входами трех схем «И», вторые входы которых подключены к выходу первого триггера; вход преобразователя кодпапряжение через регистр фазы, первую схему «ИЛИ», первую схему переноса, один вход которой соединен с выходом счетчика циклов, триггер знака, второй выход которого подключен ко второй схеме переноса, и первую схему «И» подключен к первому выходу реверсивного счетчика фазы, второй выход которого через вторую схему переноса подключен к первой схеме «ИЛИ», третий вход реверсивного счетчика фазы через третью схему переноса, сумматор, триггер реверса и второи электронный ключ соединен со схемой «И» цифрового фазоуказателя. >о!>оо г » f (>> »Г л P УЛ //77 и „Ф- Уа > 7 » (.:ос!книпс и, .. 1 >>!1к>ои Редактор И. Шубина Теарс;-, Л. >!,аза!и:оаа 1,г>>>- ..:!!; !.! О. ".глина и . .. (. :си!!иоки Заказ 7 38 1,1з; „ ";731 ". и1..; и, 3!32 I;: I IHEII II IN Гос .:!асс>f "..:f! . -.!и, с, Сии,; f! I -, .-,.-сЗ > 113035, >!1!си кис, Ж-.:. >,;:.I-nf . f 1срспоис>!из.! .I !, ".;,I :!,и:!>! !ии!ии; 8ыхп У ,!>уд — npZZ+>> (, Е -(Л Г 4 
