Измерительный преобразователь с фазовой автоподстройкой

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) 1111 2 С О К 25/О 8";Щ.".ЯЯ 4 Я1;1.:. .,-:,".;.11 Б,Б 1 О. 4 ЕН К А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ 5 автоматизир ия и радиоКим ельство ССС25/00, 198 фортрии, в систем и является ус пользовано передачи информаци вершенствованием о сновного изобре- У 798623. Для по вт. еобразования и ьппения точности азе в измерител й преобразователные в замкнутую ения ампли огенератор отором соедие ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБР 1:ЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЭ(71) Томский институтванных систем управлеэлектроники(54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬС ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКОЙ(57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике, может быть исцепь регулир нация смеситель 1, подстраиваемыйенератор 2, управляющий элемент 3, фильтр 4 нижних час-.тот, фазовый дстектор 6 совместнос опорным генератором 9 образуют систему фазовой автоподстройки частоты,а также соединенные последовательнофазовращатель 8 на 90 п, фазовый детектор 7, фильтр 5 нижних частот,формирователь 12 образуют индикаторзахвата системы поиска по частоте,которая включаст в себя также триггер 15; инвертор 16, элемент 11совпадения, управляемый ключ 14,мирователь 13 с юуенчатого напряжения, генератор 17 тактовых импульсов, нуль-орган 10, введена цепь стабилизации уровня выходного сигналасмесителя 1, содержащая элемент 18сравнения и комутатор 19, с помощьюкоторой регулятором 21 уровня осуществляются соответствующие измен туды сигнала на выходе авт а 20.ил,Изобретение относи гся к рапии-мерительной технике, может быть и -пользоиацо в фазометрии, и системахпередачи информации и является усо -вершекствованием изобретения по авт.св, У 798623.Цель изобретения - повышениеточности преобразования,На чертеже представлена структур -ная схема измерительного преобразователя.Измерительный преобразователь содержит смеситель 1, подстраиваемыйгенератор 2, управляющий элемент 3,фипьтр 4 нижних частот, второй фильтр5 нижних частот, фазовый детектор 6,,второй фазовый детектор 7, фазовращатель 8 на 90 , опорный генератор 9, нуль - орган 10, элемент 11совпадений, формирователь 12, формирователь 13 ступенчатого напряже -ния, управляемь 1 й ключ 14, триггер 15,инвертор 16, генератор 17 тактовыхимпульсов, элемент 18 равнения икоммутатор 19, автогенератор 20, регулятор 21 уровня, причем соединенные в замкнутую цепь регулированиясмеситель 1, первьгй фазовый детектор6, первый фильтр 4 нижних частот,управляющий элемент 3, подстраиваемый генератор 2 совместно с опорнымгенератором 9 образуют систему фазовой автоподстройки частоты. Второй фазовый детектор 7, один входкоторого подключен к выходу смесителя 1, другой через фазовращатель8 на 90 " подключен к выходу опорногогенератора 9, а выход через второйфильтр 5 нижних частот соединен свходом формирователя 12, образует индикатор захвата системы ФАПЧ, Триггер 15, один вход которого черезинвертор 16 подключен к выходу формирователя 12, другой - к выходуэлемента 11 совпадений, выход соединен с одним из входов элемента 11совпадений, другой вход которого через нуль-орган 10 подключен к выходупервого фильтра 4 нижних частот, атретий подключен к выходу формирователя 1 2, а также ключ 14, управляю -щий вход которого подключен к выходутриггера 15, импульсный вход - квыходу генератора 17 тактовых импульсов, а выход через формирователь 13ступенчатого напряжения соединен с соответствующим входом управляющегоэлемента 3, образуют совместно с инликатр 1 м ахгат ситс 1 у поиска ц)част те. Элемент 8 сравцеция, одицвхбд ко 11 ого подключен к выхду вз орого фильтра 5 цижцих частот, другойк входу для подачи талонного напряжения, а выход соединен с сигнальнымвходом коммутатора 19, управляющийвход которого подключен к выходу фор 10 мирователя 1 2, а выход соединен сдополнительным входом подстраиваемого генератора 2 совместно с ицдикато.ром захвата и смесителем 1 образуютсистему стабилизации уровня сигнала15 ца выходе смесителя 1, При этом другой вход смесителя является сигналь -ным входом преобразователя,Подстраиваемый генератор 2 образован последовательным соединением аь 20 тогенератора 20 и регулятора 2 , рсвня, причем вход автогенератора 20 является входом генератора 2, выходрегулятора 21 уровня является вьгходом генератора 2, а управляющий вход25 регулятора 21 уровня образует дорслцительный вход подстрак г.емо о генератора 2.Для повышения стабильность часто -ты выходного сигнала Р генератор 930 опорной частоты целесообразно выполнить с кварцевой стабилизацией.В простейшем случае нуль-орган 10представляет собой компаратор уровняцо нулевому значению входного цапряжения,1Формирователь 12 в простейшем виде представляет собой одностороннийусилитель-ограничитель с достаточно большим усилием, например опера- .40 ционный усилитель при наличии отсекающего диода на выходе.Формирователь 1 3 ступенчатого напряжения может быть выполнен с использованием двоичного счетчика, на выхо 45 де которого установлен цифроаналоговый преобразователь.Элемент 18 сравнения представляетсобой аналоговое вычитаюшее устройство и может быть реализован на основе использования типового дифференциального усилителя,Коммутатор 19 - диодный, транзисторный с быстродействием не более,нескольких миллисекунд. В закрытомсостоянии коммутатор должен обеспечивать выходное напряжение, близкоек нулю.Преобразователь работает следующим образом,35 и управляющим напряжением с выходаэлемента 18 сравнения нл выходе сме- теля ителя 1 устанавливается заданнаяэталонным напряжением (Пт) амплиФормула туда сигнала. В момент настройкиподстраиваемого генератора 2, практически соответствующий серединеполосы удержания системы ФАПЧ, выходное напряжение первого фазовогодетектора 6 становится близким кнулю, и нуль-орган 10 вырабатываеткоманду на прекращение поиска, н результате с выхода элемента 1 совпадений на связанный с ним вход триг гера 15 подается сигнал, соответствующий логический единице, и он изменяет свое состояние (логическийнуль по выходу), блокируя ключ 14и элемент 11 совпадений, после чегосистема ФАПЧ и система стабилизации изобретения 514921(р эе1 ич .ь ой рл с стройке по;.с тра ив а емого енР ра 1 сра отостеьн частоты входного синл - лл 1 г сихронизация в с истеме ФАПЧ5 птсутствует (режим биений) и напряжение нл выходе второго Фазового детектора 7 близко к нулю, поэтому уровень сигнала нл выходе элемента 11 совпадений и напряжение на связанномним входе триггера 15 соответствуют логическому нулю, л нл другом его входе, соединенном с выходом иннерторл 16, - логической единице. При этом выходное напряжение тригера 15 соответствует логической единице, и импульсы с выхода генерато - ра 17 через ключ 14 поступают на формирователь 13 ступенчатого напряжения, выходным напряжением которого 20 производится изменение частоты авгогенератора 20 н сторону уменьшения начальной расстройки, т.е. н системе ФАПЧ имеет место режим поиска. Кроме того, низким выходным 25 напряжением формиронателя 12 коммутатор 19 заперт, и система стабилизации уровня сигнала промежуточной частоты (Еп ) разомкнута, При достижении н системе ФАПЧ режима син хронизации подстрлинлемого генератора 2 относительно Г эт с элланым сдвигом (люс либо минус Ря) на выходе формирователя 12 появляется сигнал, соответствующий логической единице, коммутатор 1 9 открывается уровня выходного сигнала сесителя)Я61 рботают н обыом порядке. При том параметр рассогласования покольцу ФАПЧ н процессе подстройки частоты в некоторых )неделах меняется,Однако, тлк клк характеристика второго фазового детектора 7 близка ккосинусоидлльной, эти изменения мало сказываются на значении выходногонапряжения и он при этом работае"как амплитудный,Данное техническое решение позволяет и значительной степениуменьшить зависимость начальной фазывыходного сигнала подстраиваемого генератора и сигнала промежуточной частоты от изменений уровней входных сиг.налон смесителя, что существенно повышает точность переноса информации,носителем которой является фаза сигнала, на промежуточную частоту и темсамым расширить область примененияпредлагаемого преобразователя в фазометрических устройствах и фазовыхрадиотехнических системах, Так н динамическом диапазоне входных сигналовсмесителя 6 дБ и при изменениях ихчастоты, достигающих 10 Х значенияР , вариации начальной фазы выходных сигналов подстраиваемого генератора и смесителя были уменьшены более чем на порядок. Дополнительныйвыигрыш здесь получен также благодаря увеличению допустимого значения петлевого усиления системы ФАПЧ в условиях значительно меньших изменений уровня сигнала на выходе смесиИзмерительный преобразователь с фазовой автоподстройкой по авт.св .798623, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точно".ти преобразования, в него введены элемент сравнения и коммутатор так, что один вход элемента сравненМя подключен к выходу второго фильтра нижних частот, другой образует вход эталонного напряжения устройства, а выход соединен с сигнальным входом коммутатора, управляющий вход которого подключен к выходу формирователя, а выход соединен с дополнительным входом подстраиваемого генератора.