Частотно-фазовый компаратор

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБPETEН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соаетсннк

Социалмстмчвсинк

Реснубнми (ii>983978 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 27.07.81 (21) 3325045/18 21 (5I)M. Кл.

Н 03В 13/00 с присоединением ааявкн М—. 9кударетюавй квинтет

СССР аа ламам кзобрвтеккй и вткрнтвй (23) Прнорнтет— (53) УДК621,374. .5 (088.8) Опубликовано, 23.12.82. Бюллетень % 47

Дата опубликования описания 03.01,83 (72-) Автор изобретения В. А. Чулков

j"д".; .,с:

} < };.tee e" e". (7l ) Заявитель (54) ЧАСТОТНОФАЗОВЫЙ КОМ ПАРАТОР

Изобретение относится к технике сравнения частот и фаэ импульсных сигналов и может быть использовано в качестве датчика рассогласования в системах фазовой синхронизации при передаче двоичS ной информации, s частности в каналах воспроизведения аппаратуры цифровой маг

1*чтной записи.

Наиболее близок к предлагаемому час» тотно-фазовый компаратор, построенныйна базе двух триггеров, который имеет линейную дискриминационную характеристику и диапазоне 360 . При исполы}ова нии в качестве датчика рассогласования астатической системы фазовой синхронизации -такой компаратор обеспечивает.полосу захвата системы, равную полосе удержания, а также синфаэность cpassaваемых сигналов в установившемся режиме Г11 . 20

Вместе с тем, данный компаратор способен работать только с регулярными сравниваемыми сигналами, т. е. не может быть использован для фазового срав.2 нения нри работе со случайными ннформа= ционными сигналами. Таким образом, его функциональные возможности ограничены.

Бель изобретения - расширение функ-; циональных возможностей за счет фазово го сравнения случайньп информационных сигналов.

Указанная цель достигается тем, что в частотно-фазовый компаратор, содержа ший два основных триггера, соединенных. выходами с соответствуккцими входами логического элемента, выход которого подключен к первым входам основных триг геров, введены дополнительный триггер и эпемент задержки, причем первый вход дополнительного триггера нодключеи к выходу логического элемента, входная клемма первого ст}авниваемого сигнала соединена со входом элемента задержки и вторым входом дополнительного триггера, r выход элемента задержки соединен со вторым входом первого основного триггера, второй вход второго основного триггера соединен со входной клеммой второго срав 98397 ниваемого сигнала, выход дополнительного

1 триггера соединен с третьими входами основных триггеров, а третий вход дополнительного триггера соединен с шиной управляющего сигнала.,5

На фиг. 1 дана структурная схема усз ройства; на фиг. 2 - 3 - временные диа граммы, иллюстрирующие работу схемы в режиме частотно-фазового сравнения; на фп. 4» то же, в режиме фазового срав- te пения.

Устройство содержит основные триггеры 1, 2 и дополнительный триггер 3,,логический элемент, который может быть

1выполнен в виде схемы И-НЕ 4, элемент 15

5 задержки. Элементом задержки может служить линия задержки, одновибратор, шина 6 управляющего сигнала, входные клеммы первого 7 и второго 8 сравниваемых сигналов, выходные шины 9 и 10 2О устройств&, Работа устройства происходит следующим образом.

В зависимости от уровня управляющего сигнала на шине 6 частотно-фазовый д компаратор производит сравнение сигналов на клеммах 7 и 8 либо по частоте и фазе, либо только по фазе. Результат сравнения представляется шириной импульсов, образующихся на выходных шинах 9 и 10. п

На временных диаграммах фиг. 2 - 4 буквами А... И обозначены сигналы, образующиеся в отмеченных теми же буквами узлах схемы фиг. 1.

В режиме частотно-фазового сравнения уровень управляющего сигнала А на шине

6 соответствует логическому нулю. Этот уровень удерживает триггер 3 во взведенном состоянии, поэтому ma D -входах триггеров 1 и 2 постоянно присутствует логическая единипа (диаграмма Д нафкг. 2, 3), Ситуация, когда частоты сравниваемых, сигналов не равны, нокаэана на фиг. 2.

Пусть частота сигналов Б на клемме 7 выше частоты сигйалов В на клемме 8.

Сигналы В поступают на синхрониэирую. ший вход триггера 2 непосредственно, а сигналы Б на синхронизируюший вход триггера 1 - с задержкой t элемента 5 задержки (фиг. 2 Г). Из-еа неравенства

;SO сравниваемых частот триггер 1 всегда взводится раньше триггера 2 и на его выходе образуется последовательность импульсов Е разной ширины. Начало этих импульсов, отмеченных на диаграмме Е

55 косой, штриховкой, совпадает с моментом поступления задержанного на Y сигнала большей частоты Б, а конеп - с момен8 4 том поступления импульсов B меньшей частоты. Сброс обоих триггеров происходит после того, как они оба окажутся взведенными. При этом схема И-HE 4 фиксирует совпадение логических уровней на выходах триггеров 1 (фиг. 2 E) и 2 (фиг. 2 Ж) и вырабатывает импульс И, сбрасывающий триггеры 1 и 2. Сброса триггера 3 не происходит, поскольку на его 5 -входе присутствует логический нуль. Таким образом, в рассмотренной ситуации на выходной шине 9 вырабатываюп".я импульсы сдлительностью,,рав-. ной текущей временной задержке д 4 (фиг. 2) сигнала В относительно сигнала Г. На выходной шине 10 вырабатывают я импульсы Ж, длительностью которых, равной сумме задержек схемы И-НЕ 4 и триггера 2, по сравнению с периодом можно пренебречь. В альтернативном случае, когда частота сигналов Б ниже частоты сигналов В, последовательности импульсов будет образовываться уже на выходной шине 10.

Если частоты сравниваемых сигналов равны, устройство осуществляет сравнение их фаэ. На фиг. 3 показаны три характерных случая: первый сигнал Г опережает второй сигнал В (A Ч (О), сигнал Г отстает от сигнала B (й Ч О); сравниваемые сигналы приходят одновременно (é " =0). В первом случае сигналы с длительностью д1 образуются на выходной шине 9, во втором - на выходной шине 10. В случае синфазности сравниваемых сигналов на обеих выходных шинах получаются импульсы пренебрежимо малой щлительности.

В режиме только фазового сравнения уровень управляющего сигнала А (фиг. 4) на шине 6 - единичный. Пусть на шину 7 устройства поступают импульсы информа» пионного кода (фут. 4 Б), расположенные на случайных интервалах друг от друга, а на шину В - регулярные синхросигналы.

Устройство всякий раз производит сравнение фазы поступившего кодового импуль са с фазой ближайшего синхросигнала на шине 8.

Выделение ближайшего синхросигнала производится с помощью элемента задерж,ки 5 и триггера 3 следующим образом.

Каждый импульс, поступивший на клемму

7, взводит триггер 3 и на D --входах триггеров 1 и 2 устанавливается разрешающий фаэовое сравнение единичный уровень напряжения (диаграмма g на фиг.4).

После этого в зависимости, от очередности поступления сравниваемых сигналов

5 98397 либо на выходной шине 9, либо на выход- воз ной шине 10 вырабатывается сигнал, случ отражакяций результат фазового сравне- го ния (фиг. 4 Е, Ж). По окончании выход- м ного сигнала импульсом И с выхода cxe- s полни мы И-НЕ 4 все триггеры, в том числе и х триггер Э сбрасываются и схема прихо м дит в исходное состояние. н

Таким образом, предлагаемое устрой- рым тво отличается расширенными функщ о- 1е вых ьными возможностями, так как допус- ры кает работу со случайными сигналами. в

Формула изобретения

Частотно-фазовый компаратор, содержаший два основных триггера, - соединенных выходами с соответствующими входами логического элемента, выход которого 29 подключен к первым входам основных тригrepas, о т л и ч а ю m и и с я тем, что, с целью расширения функциональных

8 6 можностей за счет фазового сравнения айных информационных сигналю, в невведены дополнительный триггер и эле ент задержки, причем первый вход до- . тельного триггера подключен к выоду логического элемента, входная кпама первого сравниваемого сигнала соедн ена с входом элемента задержки и вто входом дополнительного триггера, од элемента задержки соединен с вто м входом первого основного триггера, торой вход второго основного триггера ,соединен с входной клеммой второго срав ниваемого. сигнала, выход дополнительного триггера соединен с третьими входами основных триггеров, а третий вход дополнительного триггера соединен с шиной управляюшего сигнала.

Источники информапии; принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США % 3710140, кл. 328-133, 1973.

Составитель Б. Веремейкин

Редактор Н. Егорова Техред Е.Харнтончик Корректор C. Шекмар

Заказ 9953/72 Тираж 959 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-З5, Раушскаи наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектнаа, 4