Номер патента: 1598109

Автор: Абрамов

Есть еще 3 страницы.

Смотреть все страницы или скачать ZIP архив

Текст

(51)5Н 03 0 13/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный заочный электротехнический институт связи(56) Авторское свидетельство СССРУ 809482, кл. Н 03 Р 13/00, 1981;(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения разности фаздвух сигналов. Целью изобретения является уменьшение искажений при несимметричной девиации фазы входногосигнала. Фазовый дискриминатор содержит триггеры 1 - 4, фильтры нижних частот (ФНЧ) 5 и 15, сумматоры 80(, 1598109 А 1 26 и 16, элементы И 7 - 11, блок коррекции выходного сигнала (БКВС) 12, блоки формирования ступенчатого напряжения (БФСН) 13 и 14, операционный усилитель (ОУ) 17. Цель достигается за счет введения элементов И 7 - 11, БКВС 12, ФНЧ 15, сумматора 16, ОУ 17, БФСН 13 и 14 и их функциональной связи с блоками фазового дискриминатораПризнаком перехода фазы сигнала через точки 2 Г, 4 Г, 6 я и т,д, является наличие двух подряд импульсов на информационном входе дискриминатора, умещающихся между двумя импульсами на его входе опорного сигнала, либо наличие. двух подряд импульсов на входе опорного сигнала дискриминатора, умещающихся между двумя импульсами нн его информационном входе, 4 ил.1598109 19 20 41 1 Щг Р тьему управляющему входу блока коррекции выходного сигнала, а второйуправляющий выход - к второму .входупятого элемента И, выход которого.соединен с четвертым управляющим входом блока коррекции выходного сигнала, второй кодовый вход которого соединеи с кодовым выходом второго блока формирования ступенчатого напряжения, третий управляющий выход кото".,рого соединен с третьим управляющим входом первого блока формированияступенчатого напряжения, третий управляющий выход которого соединен стретьим управляющим входом второгоблока формирования ступенчатого напряжения, информационный выход которого соединен с вторым входом второгосумматора, а информационный выходпервого блока формирования ступенчатого напряжения соединен с вторымвходом первого сумматора.1598109 ос Редактор А.Мотыль орректор М.Кучерявая о-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 оизводст Заказ 3068ВНИИПИ Государственног113035 Составитель А.Ко Техред М. Ходанич Тираж 651 . Подписное омитета по изобретениям и открытиям при осква, Ж, Раушская наб д, 4/5Изобретение относится к измерительной технике.и может быть исполь"зоваио для измерения разности,фаздвух сигналов, а также в устройствах автоматической подстройки частоты и фазы сигналов.Цель изобретения - уменьшение искажений при несимметричной девиациифазы входного сигнала.На фиг.1 изображена электрическая схема фазового дискриминатора;на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие принцип его работы; на фиг.З -структурная электрическая схема блока формирования ступенчатого напряжения (БФСН); на фиг,4 - структурная электрическая схема блока коррекции выходного сигнала (БКВС),Фазовый дискриминатор содержитс первого по четвертый триггеры11 - 4, первый фильтр нижних частот(ФНЧ) 5, первый сумматор 6, с первогопо пятый элементы И 7 - 11, блок коррекции выходного сигнала (БКВС) 12,первый и второй блоки формированияступенчатого напряжения (БФСН) 13и 14, второй фильтр. нижних частот(ФНЧ) 15, второй сумматор 16 и операционный усилитель 17,Фазовый дискриминатор работаетследующим образом.На информационный вход устройства поступают короткие импульсы (фиг.2 а) с постоянным фазовым сдвигом(относительно опорного сигнала) илиимеющие фазовую модуляцию. В это жевремя на вход опорного сигнала,устройства также поступают короткие импульсы, имеющие высокую стабильностьпо частоте и фазе (фиг. 2 б).Когда фаза информационных импульсов на некотором интервале непрерывноопережает фазу опорных импульсов, топериод информационных импульсов вэтом случае несколько меньше периода опорных импульсов, В этот режимпод деиствием короткого информационного импульса, поступившего на входустановки единицы (Я-вход) первоготриггера 1, он переключается и наего прямом выходе появляется напряжение логической единицы.Через некоторый интервал временни на входе опорного сигнала устроимства также появляется короткии импульс, который поступает на вход установки единицы второго триггера 2.чПод действием этого импульса второи55 то на выходе второго триггера 2 (фиг,2 г). Аналоговое напряжение в этом случае приложецо к инверсному входу операциоццого усилителя 17,триггер 2 переключается и на его прямом выходе возникает напряжение логической единицы (фиг.2 г). Это напряжение прикладывается к второму входупервого элемента И 7 и проходит через него, так как в это время на первом входе первого элемента И 7 такжедействует напряжение логическоц единицы. Напряжение логической единицыс выхода первого элемента И 7 поступает на входы установки нуля первогои второго триггеров 1 и 2. Под действием этого напряжения оба триггераустанавливаются в исходное состояние,Далее цикл работы повторяется.На прямом выходе первого триггераформируется последовательность прямоугольных импульсов, длительностькоторых соответствует величине фазового сдвига между информационным иопорным сигналами (фиг.2 в). Эта им-пульсная последовательность поступает далее на вход первого ФНЧ 5. Навыходе первого ФНЧ 5 появляется либопостоянное напряжение определеннойвеличины, либо переменное напряжение в зависимости от того, каким является сигнал на информационном входе устройства (модулированцым по фазе или немодулировацным).Напряжение с выхода первого ФНЧ 5поступает на первый вход первого сумматора б, проходит через иего и прикладывается к прямому входу операционного усилителя 17 (фиг.2 м), цавыходе которого появляется напряжение,соответствующее опережению фазы состороны информационных импульсов поотношению к опорным (фиг.2 н). В этоже время на инверсном входе операционного усилителя 17 действует на-,пряжение, близкое к нулю, вследствиечрезвычайно малой длительности импульсов, присутствующих ца прямомвыходе второго триггера 2,В случае отставания фазы информационных импульсов относительно фазыопорных импульсов (период информационных импульсов несколько больше50периода опорных импульсов) работаустройства происходит аналогично,однако информационная импульснаяпоследовательность, соответствующаявеличине фазового сдвига, имеет мес.5 15981 на выходе которого появляется напряжение отрицательной полярности, соответствующее отставанию фазы информационных импульсов (фиг,2 н).Если на информационный вход уст ройства поступает последовательность фазомодулированных импульсов с большим индексом модуляции, то длительность импульсов на выходе первого или второго триггеров 1 и 2 непрерывно увеличивается. При достижении фазового сдвига между информационными и опорными импульсами, равного 27 (периоду колебания), происходит резкое уменьшение длительности импульсов на выходе первого или второго триггеров 1,2 (фиг.2 в,г). Такому резкому уменьшению длительности импульсов соответствует резкое уменьшение значения напряжения на выходе первого ФНЧ 5 (фиг.2 и) или второго ФНЧ 15 (фиг.2 к) от максимального (соответствующего фазовому сдвигу в 2 Н 1 .до нуля (соответствующего ну 25 левому фазовому сдвигу). Точно такие же скачки будут иметь место в точках, где фазы достигают значений 4 Г, 6 С 8 7 и т,д.Признаком перехода фазы сигнала через точки 211, 41, 6и т.д. является наличие двух подряд импульсов на информационном входе устройства, умещающихся между двумя импульсами на входе опорного сигнала устройства, либо наличие двух подряд импуль сов на входе опорного сигналаустройства, умещающихся между двумя импульсами на информационном входе устройства (фиг.2 а,б).Для обнаружения таких парных им пульсов используются третий триггер 3 совместно с вторым элементом И 8 и четвертый триггер 4 совместно с третьим элементом И 9. Когда фаза информационного сигнала возрастает от 45 0 до 2 К, на входы установки "1" и нОн третьего триггера 3 короткие импульсы поступают поочередно, Вследствие этого триггер 1 срабатывает от информационного импульса и сбрасы вается от следующего за ним опорного импульса. Одновременно с поступлением короткого информационного импульса на вход установки "1" третьего триггера 3 этот импульс поступа ет также на первый вход второго элемента И 8, через который импульс не проходит, так как в это время на его втором входе действует уровень ло 09 -6гического "0" вследствие того, что время срабатывания третьего триггера 3 больше, чем длительность информационного импульса. В результате уровень логической единицы с прямого выхода сработавшего третьего триггера 3 поступает на второй вход второго элемента И.8 ко времени, когда на его первом входе уже больше не действует информационный импульс,При достижении фазы информационного сигнала значения 27, 411, 6 1 и т.д, на вход установки "1" третьего триггера 3 поступают два подряд коротких информационных импульса (фиг.2 а). Под действием первого импульса третий триггер 3 срабатывает и на его прямом выходе появляется уровень логической "1", который поступает навторой вход второго элемента И 8Приходящий затем второй импульс оставляет состояние третьего триггера3 без изменений, однако проходит через второй элемент И 8. После этогона вход установки нОн третьего триггера 3 приходит опорный импульс исбрасывает его в исходное состояние.Работа четвертого триггера 4 совместно с третьим элементом И 9 происходит аналогичным образом.Короткий имп льс с выхода второгоэлемента И 8 (фиг.2 д) поступает наинформационный вход первого БФСН 13,на первый. вход пятого элемента 11 и напервый управляющий вход второгоБФСН 14. Под действием этого короткого импульса на информационном выходе первого БФСН 13 появляется постоянное напряжение, соответствующее величине фазового сдвига в 21 (фиг.2 л), Это напряжение поступает на второй вход первого сумматора 6, на первом входе которого в это время появляется напряжение, равное нулю (фиг.2 и),При дальнейшем увеличении сдвига фазы информационных импульсов (больше 2 й) на первом входе первого сумматора 6 также начинает увеличиваться напряжение, которое складывается с постоянным напряжением на втором входе первого сумматора 6(фиг,2 и). Вследствие этого напряжение на выходе первого сумматора 6 равно напряжению, соответствующему фазовому сдвигу в 2) с прибавкой напряжения, соответствующего фазовому сдвигу, например в Г/2. Тогда суммарное напряжение на прямом входе операционного усили 1598109теля 17 соответствует фазовому сдвигу в 2,51 (450 ф),Если значение фазы достигает 4 Я,то с выхода второго элемента И 8 наинформационный вход первого БФСН 13поступает короткий импульс (фиг.2 д),под действием которого на информационном выходе первого БФСН 13 появляется постоянное напряжение, соответствующее данному значению фазы4" (фиг,2 л). Аналогичным образомосуществляется работа устройства при, достижении, фазой сигнала значений6, 86, 107 и т,д.15С прекращением нарастания фазовогосдвига на информационном входе устройства и началом его уменьшения навходе опорного сигнала появляютсядва подряд коротких импульса (фиг.2 б).щПод действием первого импульса первый и второй триггеры 1 и 2 сбрасываются в исходное состояние. Под действием же второго импульса, поступающего на вход установки единицы второго триггера 2, он срабатывает и наего прямом выходе появляется уровеньлогической единицы (фиг,2 г).Два коротких импульса на входеопорного сигнала устройства обнаруживаются также с помощью четвертоготриггера 4 совместно с третьим элементом И 9. Короткий импульс с выхода третьего элемента И 9 (фиг,2 е)поступает. на информационный вход второго БФСН 14,. однако на информацион 35ном выходе данного блока напряжениев этом случае равно нулю вследствиетого, что с третьего управляющеговыхода первого БФСН 13 на третийуправляющий вход второго БФСН 14 вэто время поступает уровень логического нуля (фиг,2 з). Этот уровень логического нуля появляется на третьемуправляющем выходе первого БФСН 13 45вместе с появлением на его информационном выходе постоянного напряжения, соответствующего фазовому сдвигу в 271, и далее удерживается прифазовых сдвигах в 4 Т, 6 Т и т.д. Вэто же время с третьего управляющеговыхода второго БФСН 14 на третий управляющий вход первого БФСН 13 продолжает поступать напряжение логической единицы (фиг,2 ж), соответствующей отсутствию напряжения на информационном выходе второго БФСН 14.При увеличении отставания фазыинформационных импульсов относитель-но опорных на прямом выходе второготриггера 2 имеет. место импульснаяпоследовательность, длительность импульсов в которой увеличивается(фиг.2 г)Вследствие этого на выходевторого ФНЧ 15 возрастает величинапостоянного напряжения, которое после прохождения через второй сумматор 16 прикладывается к инверсномувходу операционного, усилителя 17.Происходит вычитание напряжения наинверсном входе операционного усилителя 1 из постоянного напряжения(соответствующего, например, фазовому сдвигу 8 У),действующего на прямом входе операционного усилителя 17(фиг.2 н).Если отставание фазы информационных импульсов достигает величины 2%,то на входе опорного сигнала устройства снова появляются два подрядкоротких импульса Эти опорные импульсы обнаруживаются с помощью четвертого триггера 4 и третьего элемента И 9; Короткий импульс с выхода третьего элемента И 9 (фиг.2 е)поступает на информационный вход второго БФСН 14, но не вызывает изменений его состояния. Этот же короткийимпульс поступает на первый управляющийвход первого БФСН 13, при этом на его информационном выходе уменьшается постоянное напряжение на величину, соответствующую уменьшению фазовогосдвига на 2 Г(фиг.2 л).. При дальнейшем отставании фазыинформационных импульсов до величин4, 271, 0 на выходе третьего элементаИ 9 появляются поочередно три коротких импульса, под действием которыхнапряжение на информационном выходепервого БФСН 13 уменьшается,Одновременно с появлением нулевогонапряжения (соответствующего нулевому фазовому сдвигу) на информационном.выходе первого БФСН 13 на его третьемуправляющем выходе появляется уровень логической единицы (фиг,2 э) .Это напряжение поступает на третийуправляющий вход второго БФСН 14,подготавливая его к воздействии коротких импульсов на его БФСН информационном входе.При очередном появлении сдвоенныхимпульсов на входе опорного сигналаустройства и соответствующего им короткого импульса на выходе третьегоэлемента И 9 происходит срабатыва 1598109 10н ие второго БФСН 14 и на его информационном выходе появляется постоянноенапряжение, соответствующее фазовомусдвигу - 2 М, Это напряжение поступает на второй вход второго сумматора516 и с его выхода подается на инверсный вход операционного усилителя 17,На выходе операционного усилителя 17появляется отрицательное напряжение,соответствующее фазовому сдвигу - 2 и(фиг.2 н),При дальнейшем отставании по фазе сигнала на информационном входе(по абсолютной величине больше 2 Я)на первом входе второго сумматора 16также увеличивается напряжение, которое складывается с постоянным напряжением на втором входе второго сумматора 16. Вследствие этого отрицательное напряжение на выходе операционного усилителя 17 также увеличивается.Если отставание фазы информационных импульсов достигает значений 25-411, -6 п, -8 и и т.д., то под действием коротких импульсов с выходатретьего элемента И 9 на информационном выходе БФСН 14 появляются постоянные напряжения, соответсгвующиеэтим фазовым сдвигам.При работе устройства с большимиизменениями фазы (больше 2 Я БКВС 12определяет асимметрию между большимизначениями положительных фазовыхсдвигов (больше 27 п) и большими значениями отрицательных фазовых сдвигов (больше по абсолютной величине-2 й), Когда максимальное отклонениефазы в сторону опережения достигает/40значения 8 Г, то в сторону запаздывания оно достигает -4 Т . Автоматическое симметрирование дискриминационной характеристики устройства,т,е. его подстройку под среднее значение Фазы, осуществляет блок БКВС 12,45При помощи четвертого и пятогоэлементов И 10.и 11 осуществляетсяобнаружение максимальных по абсолютной величине моментов отклонения фазы в сторону опережения и запаздывания. Во время процесса увеличенияфазы на информационном входе устройства и возрастания напряжения на информационном выходе первого БФСН 13на втором управляющем выходе БФСН 13присутствует уровень логической единицы, который подается на второйвход четвертого элемента И 10. Кроме того, при каждом очередном увеличении постоянного напряжения на информационном выходе первого БФСН 13(при фазовых сдвш ах в 27 п, 4 У, 617и т,д.) одновременно происходит изменение кодовых комбинаций на кодовом выходе данного блока. Эти кодовые комбинации поступают на первыйкодовый вход БКВС 12,При достижении фазой, изменяющейся в сторону опережения, своего максимального значения и начале ее изменения в сторону запаздывания навыходе третьего элемента И 9 появляется короткий импульс. Этот импульспроходит через четвертый элемент И 10на второй управляющий вход БКВС 12.Под действием данного импульса кодовая комбинация с выхода первогоБФСН 13 записывается в блок БКВС 12.После этого начинается процесс изменения фазы в сторону запаздывания.С некоторого момента на кодовом выходе второго БФСН 14 начинают появляться кодовые комбинации, соответствующие фазовым сдвигам - 2 п, -4 и, -6 Г ит.д., Эти кодовые комбинации поступают на второй кодовый вход БКВС 12;При достижении фазой, изменяющейся в сторону запаздывания, своегомаксимального значения и начале ееизменения в сторону опережения на выходе второго элемента И 8 появляетсякороткий импульс. Этот импульс проходит через пятый. элемент И 11 начетвертый управляющий вход БКВС 12,Под действием данного импульса кодовая комбинация с выхода второго БФСЧ14 записывается в блок БКВС 12.Если максимальное значение фазы (например, 107), изменяющейся в сторону опережения, превышает максимальное значение фазы (например, 6 п), изменяющейся в сторону запаздывания, и это превьппение сохраняется при поступлении на второй и четвертый управляющие входы БКВС 12 пяти коротких импульсов, то на первом управляющем выходе БКВС 12 появляется уровень логической единицы. Этот уровень поступает на второй управляющий вход первого БФСН 13 и приводит к уменьшению кодовой комбинации на его кодовом выходе, а также к изменению напряжения на информационном выходе. Когда максимальное значение фазы, изменяющейся в сторону опережения, имеет величину 10 и (5 раз по 2 У), необ 1598109ходимо поступление пяти коротких импульсов на первый управляющий входпервого БФСН 13 для того, чтобы наего информационном выходе напряжениестало равным нулю, Для второго жеБФСН 14 необходимо три импульса длятого, чтобы его максимальное значение фазы изменялось от 0 до 6 л 7 (3 раза по 2), . 1 ОПоявление дополнительного импульса на втором управляющем входе первого БФСН 13 позволяет достигнутьнулевого напряжения на его информационном выходе за счет четырех коротких импульсов, подаваемых на его пер-выи управляющий вход. Так как общаясумма коротких импульсов, подаваемыхна первые управляющие входы первогои второго БФСН 13,14, остается той 20же (5 + 3 = 8), то макисмальное значение фазы, изменяющейся в сторону,.запаздывания, достигнуто при подачене трех, а четырех коротких импульсов.В результате этого мак альное значение напряжения на информационномвыходе второго БФСН 14 соответствует фазовому сдвигу -8 К(вместо -6 Г).Точно такое же значение напряженияимеет место и на информационном выходе первого БФСН 13 соответствую- .щее фазовому сдвигу в 87(,Таким образом, осуществляется автоматическое симметрирование по отношению к максимальным отклонениям фазы в сторону опережения и запаздывания,Если не будет устойчивого преобладания максимального значения фазы напервом БФСН 13 по отношению к второму БФСН 14 (или наоборот) в течениенекоторого отрезка времени, то науправляющих выходах БКВС 12 корректирующие импульсы не появляются, чтосвидетельствует о том, что фазомодулированное колебание является симметричным на заданных интервалах времени.На фиг.З приведена структурнаяэлектрическая схема блока выделенияфазовых переходов (БФСН), Блок состоит из триггера, четырех элементов И,двух элементов ИЛИ, инвертора, реверсивного счетчика, кодопреобразователя и цифроаналогового преобразователя (ЦАП)55Перед началом работы триггер и реверсивный счетчик сброшены в йсходное состояние. При этом уровень логического нуля с прямого выхода триг-,гера приложен к первым входам первого, третьего и четвертого элементов И, Уровень логической единицы.с инверсного выхода триггера поступает на второй вход второго элемента И 2 и на второй управляющий выход БФСН. На кодовом выходе реверсивного счетчика в это время присутствует кодовая комбинация, состоящая из одних нулей (00000), Эта кодовая комбинация поступает на пять входов второго элемента ИЛИ 2, в результате чего на его выходе действует уровень логического нуля. Это напряжение при кладывается к второму входу четвертого элемента И 4, к третьим входам первого и третьего элементов И 1 и 3, а также к входу инвертораНуле-. вая кодовая комбинация с выхода реверсивного счетчика поступает также на кодовый выход БФСН и на кодовый вход кодопреобразователя. Под действием нулевой кодовой комбинации с выхода кодопреобразователя, поступающей на кодовый вход ЦАП, на его выходе действует нулевое напряжение. Это напряжение поступает на информационный выход БФСН, На третий вход второго элемента И 2 с третьего управляющего входа БФСН поступает уровень логической единицы.Работа блока БфСН начинается с поступления на его, информационный вход короткого .импульса, соответствующего переходу фазы через 2 Т. Этот короткий импульс поступает на вход установки нуля триггера, однако не изменяет его состояния. Этот же импульс поступает на первый вход второго элемента И 2 и проходит с его выхода на второй вход первого элемента ИЛИ 1. Далее этот импульс поступает на информационный вход реверсивного счетчика и переключает его в следующее состояние. На кодовом выходе счетчика появляется кодовая комбинация, которую кодопреобразователь преобразует в кодовую комбинацию, соответствующую используемому ЦАП. На выходе ЦАП формируется напряжение, которое соответствует фазовому сдвигу в 2 й,Кодовая комбинация (например,00001) с выхода реверсивного счетчика поступает также на вход второго элемента ИЛИ 2. На выходе данного элемента появляется уровень логической единицы, который прикладывается к второ 13 1598109му входу четвертого элемента И 4, к третьим входам первого и третьего элементов И 1 и 3, а также к входу инвертора. Напряжение логического нуля с выхода инвертора поступает на третий управляющий выход БФСН и далее на третий управляющий вход другого БФСН (фиг.1).С появлением следующего короткого импульса на информационном входе ,БФСН (фиг.3), на кодовом выходе реверсивного счетчика появляется следующая кодовая комбинация (например, 100010). На выходе ЦАП формируется напряжение, которое соответствует фазовому сдвигу 4 Г.Таким образом, кодовые комбинации преобразуются на выходе ЦАП в уровни напряжения, которые соответствуют фа О зовым сдвигам 0,27, 41 Г, 61, 8 К, 10%,12 Г, 140, 1 бГ, 18, 20и т.д.При смене знака приращения (например, от опережения к запаздыванию) на первом управляющем входе БФСН по является короткий импульс. Этот импульс подается на вход установки единицы триггера и на второй вход первого элемента И 1. Через элемент И 1 данный импульс не проходит, так как во время его действия на первом вхо" де элемента И 1 действует уровень логического нуля с прямого выхода триггера.Под действием короткого импульса триггер переключается и на его прямом выходе появляется уровеньлогической единицы (к моменту, когда заканчивается действие импульса на втором вхо-де первого элемента И 1). Уро О вень логической единицы подается на первые входы первого, третьего и четвертого элементов И 1,3,4. Под действием этого уровня, прикладываемогоуправляющему входу реверсивного 45 счетчика, он переходит из режима прямого счета в режим реверсивного счета. На инверсном выходе триггера появляется уровень логического нуля, который подается на второй вход вто 50 рого элемента И 2 и на второй управляющий вьиод БФСН.При появлении следующего короткого импульса на первом управляющемвходе БФСН он проходит через первыйэлемент И 1, первый элемент ИЛИ 1 наинформационный вход реверсивногосчетчика. Счетчик срабатывает и на .юго кодовом выходе кодовая комбинация уменьшается на один разряд. С- изменением кодовой комбинации уменьшается также напряжение на выходе ЦАП.Под действием поступающих на первый управляющий вход БВФП коротких импульсов реверсивный счетчик срабатывает и на его кодовом выходе уменьшаются значения кодовых комбинаций. В момент, когда на кодовом выходе реверсивного счетчика появляется кодовая комбинация 00000, на выходе второго элемента ИЛИ 2 появляется уровень логического нуля, Этот уровень поступает на второй вход четвертого элемента И 4, на третьи входы первого и третьего элементов И 1, 3 и на вход инвертора. Под действием данного напряжения реверсивный счетчик переводится в режим прямого счещ та. На выходе инвертора появляется уровень логической единицы, который поступает на третий управляюший выход БФСН. Под действием этого уровня включается в работу другой БФСН, в то время как данный БФСН приходит в исходное состояние.1 Для осуществления симметрирования при разных значениях максимальных отклонений фазы в сторону опережения и запаздывания служит третий элемент И 3. В момент смены знака приращения фазы (например, от опережения к запаздыванию) на первом управляющем входе БФСН появляется короткий импульс. Под действием этого импульса срабатывает триггер,. уровень логической единицы с его прямого выхода прикладывается к первому входу третьего элеменуа И 3. На третьем входе данного элемента в это время также действует уровень логической единицы. При появлении уровня логической единицы на втором управляющем входе БФСН (на выходе блока БКВС) он проходит через третий элемент И 3 и первый элемент ИЛИ 1 на информационный вход реверсивного счетчика, Реверсивный счетчик срабатывает и на его кодовом выходе кодовая комбинация уменьшается на один разряд. Повторного срабатывания данного счетчика от импульса с выхода третьего элемента И 3 не происходит, так как на второй управляющий вход БФСН начинает поступать уровеньлогического нуля.Блок коррекции выходного сигнала БКВС 12 (фиг,4) состоит из трех элементов ИЛИ, двух регистров, цифрового компаратора, двух элементов И, двух счетчиков, двух дещифраторов и выключателя.Перед началом работы оба счетчика сброшены в исходное состояние. Работа данного блока начинается с поступ ления на один из его кодовых входов, например иа первый, возрастающих по величине кодовых комбинаций. На другом входе БКВС 12 в это время присутствует нулевая кодовая комбина, ция.В момент смены знака приращения фазы (например, от опережения к запаздыванию) на втором .управляющем входе БКВС 12 появляется короткий импульс. Этот импульс поступает на вход записи первого регистра, Кодовая комбинация,. соответствующая максимальному фазовому сдвигу в сторону, опережения, записывается в данный регистр 25 и появляется на его кодовом выходе. Кодовая комбинация с выхода регистрапоступает на вход А цифрового компаратора. На входе В цифрового компаратора в это время присутствует нулевая 30 кодовая комбинация, В результате сравнения этих кодовых комбинаций на выходе (А ) В) цифрового компаратора появляется уровень логической единицы. Этот уровень поступает на первый вход первого элемента И 1.Одновременно с поступлением короткого импульса на вход записи первого регистра он подается также на первый вход первого элемента ИЛИ. Данный 40 импульс проходит через элемент ИЛИ 1, элемент задержки, выключатель на вторые входы первого и второго элементов И 1 и 2, Поскольку открытым в это время будет только первый элемент И 1, 45 то импульс поступает на счетный вход первого счетчика, который срабатывает .от него.Поскольку начался процесс увели-чения значения фазы (по абсолютной величине) в сторону запаздывания, то на втором кодовом входе БКВС 12 появляются возрастающие по величине кодовые комбинации. В момент смены знака приращения фазы (от запаздывания к опережению) на четвертом уп-, равляющем входе БКВС 12 появляется короткий импульс. Этот импульс поступает на вход записи второго реЪ гнстра. Кодовая комбинация, соответствующая максимальному фазовому сдвигу в сторону запаздывания, записывается в данный регистр и появляется на его кодовом выходе.Кодовая комбинация с выхода второго регистра поступает на вход В цифрового компаратора и сравниваетсяс кодовой комбинацией, присутствующей на входе А этого компаратора.Если комбинация на входе В меньшепо величине кодовой комбинации навходе А, то уровень логической единицы остается на выходе (А ) В) компаратора. Если же комбинация на выходеВ больше, чем на входе А, то уровеньлогической единицы появляется на выходе (АВ) компаратора.Если уровень логической единицыпоявляется на выходе (АВ) компаратора (на первом входе первого элемента И 1), то короткий импульс счетвертого управляющего входа БКВСпроходит через элемент ИЛИ 1, элементзадержки, выключатель и первый элемент И 1 на счетный вход первогосчетчика, переключая его второй раз.Если же уровень логической единицы появляется на выходе (А ( В) компаратора (на входе 1 второго элемента И 2), то короткий импульс с четвертого управляющего входа БКВС 12поступает на счетный вход второгосчетчика, который переключается вследующее состояние. Одновременноэтот же короткий импульс с выхода элемента И 2 проходит через элементИЛИ 2 на вход установки нуля первогосчетчика н сбрасывает его в исходноесостояние,При наличии устойчивой асимметриимаксимальных значений фазы, напримерсоответствующих опережению, происходитпоступление коротких импульсов с второго и четвертого управляющих входовБКВС 12 только на счетный вход первого счетчика через первый элемент И 1,так как на первом входе элемента И 1постоянно присутствует уровень логической единицы.При поступлении, например, пятикоротких импульсов на счетный вход.счетчика 1 на его кодовом выходе появляется кодовая комбинация (например, 101), на которую настроендешифратор 1. На выходе дешифратора 1появляется уровеньлогической единицы,который поступает на первый управляющий1598109 45 выход БКСВ 12, Под действием этого уровня осуществляется коррекция значения фазы на один скачок) на информационном выходе первого БФСН 13,(фиг.1),5 После осуществления коррекции на первом управляющем входе БФСН 13 появляется импульс, который сбрасывает первый счетчик в исходное состояние.1 Если существует устойчивая асиммет-О рия максимальных значений фазы в сторону запаздывания, то после поступления пяти импульсов на счетный вход второго счетчика на выходе второго дешифратора появляется уровень логической единицы. Этим уровнем осуществляется коррекция во втором БФСН 14 (фиг.1).Когда необходимость в симметрировании фазы отсутствует, выключателем К 1 размыкают цепь на выходе элемента задержки, обрывая тем самым воэможность поступления импульса на входы первого и второго счетчиков.Таким образом, предлагаемый фазо вый дискриминатор позволяет измерять разность фаз до 10 и более периодов с автоматическим симметрированием фазы при работе с большими значениями индекса фазовой модуляции. Он может щ найти применение в измерительной технике для контроля постоянных фазовых сдвигов и фазомодулированных процессов с большими индексами модуляции, например для контроля фазовых флюктуаций сигналов в цифровых системах35 передачи, позволяет выделять огибающую частотно-модулированных сигналови сигналов, имеющих разные частоты,кроме того, может использоваться в 40системах фазовой автоподстройки. Формула изобретения Фазовый дискриминатор, содержащий четыре триггера, первый фильтр нижних частот и первый сумматор, о т - л И ч а .ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения искажений при несимметричной девиации фазы входных сигналов, в него введены пять элементов И, блок коррекции выходного сиг-. нала, первый и второй блоки формирования ступенчатого напряжения, второй фильтр нижних частот, второй сумматор и операционный усилитель, причем информационным входом фазового дискриминатора являются входы установки в "1" первого и третьего триггеров, вход установки в "О" четвертого триггера и первый вход второгоэлемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом третьего триггера, входом опорного сигнала фазово".го дискриминатора являются входы установки в "1" второго и четвертогО"триггеров, вход установки в "0" третьего триггера и первый вход третьего элемента И, второй вход которогосоединен с прямым выходом четвертоготриггера, прямой выход первого триггера соединен с первым входом первого элемента И, а также через первыйфильтр нижних частот соединен с первым входом первого сумматора, прямой выход второго триггера соединенс вторым входом первого элемента И,а также через второй фильтр нижнихчастот подключен к первому входу второго сумматора, при этом выход первого элемента И соединен с входамиустановки в 0 первого и второготриггеров, а выходы первого и второго.сумматоров соединены с входами операционного усилителя, выход второгоэлемента И соединен с первым управляющим входом второго блока формирования ступенчатого напряжения, спервым входом пятого элемента И и синформационным входом первого блокаформирования ступенчатого напряжения, кодовый выход которого соединенс первым кодовым входом блока коррекции выходного сигнала, выход трЕтьего элемента И соединен с информационным входом второго блока формирования ступенчатого напряжения, с первым входом четвертого элемента И и с первым управляющим входом первогоблока формирования ступенчатого напряжения, первый управляющий выходкоторого соединен с управляющим входом блока коррекции выходного сигнала, а второй управляющий выход"с вторым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с вторым управляющим входом блока коррекции выходного сигнала, первый ивторой управляющие вьа;оды которогосоединены с вторыми управляющими входами первого и второго блоков формирования ступенчатого напряжения соответственно, первый управляющийвыход второго блока формирования ступенчатого напряжения подключен к тре

Смотреть

Заявка

4409389, 14.04.1988

ВСЕСОЮЗНЫЙ ЗАОЧНЫЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ СВЯЗИ

АБРАМОВ ВАЛЕНТИН АЛЕКСАНДРОВИЧ

МПК / Метки

МПК: H03D 13/00

Метки: дискриминатор, фазовый

Опубликовано: 07.10.1990

Код ссылки

<a href="https://patents.su/11-1598109-fazovyjj-diskriminator.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Фазовый дискриминатор</a>

Похожие патенты