Фазовый компаратор

(21) (22) (46) (72) (71) ский инсти ных (53) 3308032/119,06.8123,08.84.В.А,ВабушВсесоюзныии проектнтут электлектроста621.376.4 0 юл. У 31н и И,Я.К ланедовательский научно-исслконструкто перед оагрегатоций088.8) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССР У 484621,кл. Н 03 П 13/00, 1974.2, Авторское свидетельство СССР У 809483, кл. Н 03 Э 13/00, 1981 (прототип),(54)(57) ФАЗОВЫЙ КОМПАРАТОР, содержащий первый и второй формирователи импульсов, входы которых являются входами фазового компаратора, два элемента И и Ь -триггер, 0 -вход которого соединен с выходом первого формирователя импульсов, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения момента совпадения фаз сигналов не равных частот, в него введены элемент задержки, вход которого соединен с вы ходом первого формирователя импульсов, а выход с первым входом первого элемента И непосредственно, а с первым входом второго элемента И через инвертор, а также элемент ИЛИ и два одновибратора, включенные межлу выходами Ъ -триггера и входами элемен-та ИЛИ, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго элементов И.С:Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в устройствах автоматической синхронизации генераторов переменного тока.5Известен фазовый компаратор, со,держащий элементы И-НЕ, фазовый и два блокирующих триггера, выходы фазового триггера подключены к выходам источ 10 ников контролируемой и эталонной час тот и к входам двух элементов И-НЕ, к вторым входам которых подключены соответственно прямой и инверсный выходы фазового триггера, выходы каждого из элементов И-НЕ подключены к пер 15 вым входам соответствующего блокирующего триггера, вторые входы ко рых объединены и подключены к выходу третьего элемента И-НЕ, входы которого соединены с инверсными выходами20 блокирующих триггеров, прямые выходы которых подключены к первым входам четвертого и пятого элементов И-НЕ соответственно, к вторым входам ко 25 торых подключены прямой выход фазового триггера и прямой выход второго блокирующего триггера 13. Фазовый компаратор характеризуется недостаточной точностью определе ния момента совпадения фаз сигналов.Наиболее близким к предлагрмому является фазовый компаратор, содержащий первый и второй формирователи импульсов, выходы которых являются входами фазового компаратора, два элемента И и Й -триггер, Ъ -вход которого соединен с выходом первого форми" рователя импульсов, причем Ъ -триггер, прямой выход которого подключен к 40 Ь-входу дополнительного Ъ -триггера, и элемент И, первый вход которого соединен с 2 -входом дополнительного Р-триггера, второй вход - с инверсным выходом дополнительного Э -триггера, 45 а третий вход - с объединенными входами Э -триггеров, образуют первый канал, второй аналогичный канал подключен к выходу второго формирователя импульсов, выходы элементов И каждого из каналов подключены к соответствующим входам триггера и к первым входам соответствующего первого и второго элементов И-НЕ, вторые входы которых подключены к прямому и инверсному выходам триггера соответственно, а выходы первого и второго элементов И-НЕ подключены к входам третьего элемента И-НЕ 2 Ъ. Однако при сравнении напряжений сигналов не равных частот в известном фазовом компараторе имеется неточность в определении момента совпадения фаз.Цель изобретения - повышение точности определения момента совпадения фаз сигналов не равных частот.Для этого в фазовый компаратор, содержащий первый и второй формирова" тели импульсов, входы которых являются входами фазового компаратора, два элемента И и Ь -триггер, Э -вход которого соединен с выходом первого формирователя импульсов, введены эле" мент задержки, вход которого соединен с выходом первого формирователя импульсов, а выход с первым входом первого элемента И непосредственно, а с первым входом второго элемента И через инвертор, а также элемент ИЛИ и два одновибратора, включенные меж" ду выходами Ь -триггера и входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго элементов И.На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого фазового компаратора.Фазовый компаратор содержит первый и второй, формирователи 1 и 2 импульсов, Ъ -триггер 3, первый и второй одновибраторы 4 и 5, элементы ИЛИ 6, элемент 7 задержки, первый и второй элементы И 8 и 9, инвертор 10.Фазовый компаратор работает следующим образом,Прямоугольные импульсы с формирователей 1 и 2 поступают на С и -входы Ь -триггер 3. В результате пофронту (переднему) импульса с формирователя 2 в триггер 3 записываетсялогический сигнал, соответствующийлогическому уровню на Ь -входе триггера 3 в этот момент, В результате0-триггер находится все время в одном из двух своих устойчивых состояний до момента совпадения фаз илипротивофазы, так как до этого момента фронт (передннй), приходящий наС-вход, все время попадает на один итот же полупериод импульсов по 9-входу триггера 3.Момент перехода Ъ -триггера 3 изодного состояния в другое соответствует моменту совпадения переднегофронта импульса с формирователя 2 спередним либо с зядним фронтом им1109871 Составитель А.ВеселкинРедактор А.Мотыль Техред, А. Ач Корректор В.Бутяга Заказ 6099/40 Тираж 862 ПодписноеВНИИПИГосударственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д.475 Филиал ППП чПатент", г,Ужгород, ул.Проектная, 4 пульса с формирователя 1. К выходамЬ"триггера 3 подключены два одновнбратора 4 и 5, формирующие короткийимпульс по переднему фронту поступающих на их входы импульсов, которые5дальше объединяются на элементе ИЛИ б,В результате при переходе Ъ-триггера3 из одного состояния в другое (излогического "0" в логическую "1")Оформирует импульс одновибратор 4, аиэ логической "1" в логический "0"формирует импульс одновибратор 2,подключенный к инвертирующемувыходуц-триггера 3. На выходе элемента ИЛИ5б формируются прямоугольные импульсы,соответствующие как моментам совпадения фаз, так и моменту противофазы.Для определения какому именно моменту соответствует импульс О -триггогера, фазе или противофазе, достаточно определить вблизи какого фронтаимпульса с формирователя 1 произошло/формирование импульсов одновибраторами 4 или 5 по изменению состоянияЬ-триггера 3. Переход Э -триггера 3иэ одного состояния в другое в момент, близкий к переднему фронту, соответствует случаю совпадения фаз,близких к заднему фронту - противоЗОфазе. Выделение двух зон (вблизипереднего фронта импульса с формирователя 1 и вблизи заднего фронта)осуществляется сдвигом этого же импульса посредством элемента 7 задержки на время , соответствующеепримерно половине полупериода импульсов с формирователя 1, т.е,Ъ Ч( , Такая задержка обеспечиваетправильную работу фазового компаратора по описанному принципу в диапазоне разностей частот аХ от нулевойразности до дУ =фй . Отклонениеот величины Т ф 2/4 в одну или другую сторону приводит к сужению зоныдопустимых разностей частот. Однако4это не приводит к ограничениям в работе фазового комларатора, например,в устройсгвах синхронизации генераторов переменного тока, так как вэтом случае, как во многих других,разность частот не может превышать величины 10-157. от номинальной частоты. Таким образом, фазовый компаратор, работающий по описанному принципу, имеет значительный запас по диапазону разности частот и некритичен к точности установки времени.Сдвинутая элементом 7 задержки импульсная последовательность поступает вместе с импульсами с элемента ИЛИ 6 на элементы И 8 и 9. Тогда импульс с элемента ИЛИ 6, совпадающий с нулевым уровнем сигнала с элемента 7 задержки, соответствует моменту совпадения фаз и выделяется элементом И 9, для чего он имеет один инвертирующий вход, Импульс с элемента ИЛИ 6, совпадающий с единичным уровнем сигнала с элемента 7 задержки, соответствует моменту противофа" зы и выделяется элементом И 8. Таким образом, на первом выходе фазового компаратора формируется сигнал совпадения фаз, а на.втором выходе - сигнал противофазы. Работа фазового компаратора по описанному принципу и соответствующее соединение входящих в него элементов позволяют обеспечить точное и надежное выявление моментов совпадения фазы и противофазы сравниваемых частот в необходимом диапазоне разностей частот, в том числе и при малых разностях частот. Кроме того, предлагаемый фазовый компаратор выполняет одновременно две функции индентификацию моментов совпадения фаз и идентификацию моментов противо- фазы, для чего другим устройством требуется значительное усложнение и увеличение аппаратных затрат.