Фазовый детектор

О П И ,М Ной-Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ п 11 536589 Союз Советских Социалистических Республик(5 л.з Н ОЗР 3/04 осударственный комитет овета Министров СССР 53) 621.376.274(54) ФАЗОВЫЙ ДЕТЕКТ Изобретениеваяния в импульчастот.Известны схедержащие двения, два усилитфильтр нижнихских схем совпами измеряемогосигналов, а выхответству,ющийвходам вычитарого соединен11 предназначено для использоных системах автоподстройоси мы фазовых детекторов, сотрехвходовых схемы совпадееля, вычитающее устройство и частот, причем входы логиче,дений соединены с источника, опорного и квадратурного оды указанных схем через соусилители подключены ко ющего устройства, выход котос фильтром нижних частот Недостатком известного устроиства является наличие первой гармоники частоты входных сигналов во всех точках дискриминационной характеристики, кроме нулевой, и низкий коэффициент передачи, Это проявляется особенно сильно, когда частота повторения входных сигналов лежит в .диапазоне низких частот .и для эффективного подавления переменной составляющей сигнала, требуются фильтры с большой постоянной времени, что обычно нежелательно из-за ухудшения динамических характеристик системы фазовой автоподстройки частоты. Е 1 елью изобретения является улучшениединамических свойств системы за счет подав ления первои гармоники частот входных сигналов и увеличение коэффициента передачи,Это достигается тем, что в схему, фазовогодетектора дополнительно возведены две трех входовые схемы совпадения, четыре двухвходовые схемы совпадения и два логических элемента ИЛИ, причем источник опорного сигнала подключен к прямым входам первой и третьей трехвходовых схем совпадения и к О инверсным входам второй и четвертой трехвходных схем совпадения, источник квадратурного сигнала соединен с прямыми входами первой и третьей двухвходовых схем совпадения и с инверсными входами второй и 5 четвертой двухвходовых схем совпадения, аисточник исследуемого сигнала подключен к прямым входам первой, четвертой, а также к инверсным входам второй и третьей указанных схем совпаденияпри этом инверсные вы- О ходы ,двухвходовых схем совпадений соединены с третьими входами трехвходовых схем совпадений, а выходы:первой и второй, а также третьей и четвертой трехвходовых схем совпадений соединены соответственно со вхо 5 дами двух логических элементов ИЛИ, вы.ходы которых подключены ко входам усили телей.На чертеже представлена структурнаяэлектричеокая схема предлагаемого фазового Э детектор а.Фазовый детектор содержит двухвходовые схемы совпадений 1 - 4, трехвходовые схемы совпадений 5 - 8, логические элементы ИЛИ 9, 10, усилители 11 и 12,:вычитающее устройство 13, фильтр 14 нижних частот, источ ник 15 исследуемого сигнала, источник 16 квадратурного сипала и источник 17 опорного сигнала.Устройство рабогает следующим образом.Источники сигналов 15 - 17 формируют 10 прямоугольные импульсы в виде равноплечих меандров. Фазовый сдвиг между опорным и измеряемым сигналами может изменяться от 0 до 360. Фазовый сдвиг между измеряемым и квадратурным сигналами постоянный 15 и равен 90.Рассмотрим случай, ковда опорный сигнал опережает исследуемый сигнал на 90. В этом случае схемы совпадения 5 - 8 закрыты, так как в моменты совпадений измеряемого 20 и опорного сигналов в необходимой полярности для срабатывания указанных схем последние оказываются блокированными соответствующими стробами, поступающими с выходов схем 1 - 4. В этом случае на 25 входы вычитающего устройства сигналы не поступают и выходное напряжение фазового детектора равно нулю.Рассмотрим случай, когда опорный сигнал опережает измеряемый сигнал на угол мень- ЗО ший 90, но больший нуля, В этом случае на выходе элемента 9 формируются импульсы, длительность, которых определяется схемами совпадения 5 и 6. Длительность указанных импульсов может изменяться от нуля до од ной четверти периода повторения входных сигналов, а частота повторения импульсов равна удвоенной частоте входного сигнала.Выходной сигнал фазового детектора вы,рабатывается путем выделения постоянной 40 составляющей выходного сигнала вычитаю- щего устройства при помощи фильтра нижних частот.Если опорный сигнал отстает от измеряемого сигнала на угол меньший 90, но больший 45 нуля, схема фазового детектора работает аналогично, но только в этосом случае работают схемы 7, 8, 10 и выходной сигнал имеет обратную полярность.Если опорный сигнал опережает измеряе мый сигнал на угол больший 90, но меньше 180, то,формируются импульсы на входах обоих элементов ИЛИ 9 и 10, причем выходной сигнал имеет максимальную длительность. Сигнал,на выходе фазового детектора 55 определяется разностью постоянных составляющих выходных ситналов и элементов 9 и 10.В случае если опорный сигнал отстает от измеряемого сигнала на угол больший 90, бО но меньший 100, то работа фазового детектора происходит аналогично.Таким образом:предлагаемый детектор реализует треугольную характеристику с линейным участком +.90. 55 4Предлагаемый фазовый детектор прои одинаковых коэффициентах усиления усилителей и вычитающего устройспва позволяет реализовать вдвое больший по сравнению с известным устройством коэффициент передачи фазо. вого детектора и полностью подавить цифровыми средствами первую гармонику входных сигналов. Это достигнуто благодаря тому, что на входы усилителей 11 и 12 поступаот сигналы, имеющие частоту повторения вдовое большую, чем в известном устройстве, вследствие чего увеличивается уровень, постоянной составляющей и отсутствует в спектре выходного сигнала первая гармоника входного сигнала.В реальной системе фазовой автоподстройии из-за дестабилизирующихся факторов всегда имеет место,рассогласование входного и опорного сигнала на некоторую величину, поэтому подавление первой гармоники позволяет уменьшить постоянную времени фильтров, что позволяет улучшить динамические свойства системы,Формула изобретенияФазовый детектор, содержащий источники измерительного, Опорного и квадратурното сигналов, две трехвходовые схемы совпадения, два усилителя, подключенных ко входам вычитающего устройства, выход которого соединен с фильтром нижних частот, о т л и ч аю щи й ся тем, что, с целью улучшения динамических овойств системы за счет подавления первой гармонистки частоты входных сигналов и увеличения коэффициента передачи, в него введены две дополнительные трехвходовые схемы совпадения, четыре двухвходовые схемы совпадения, два логических элемента ИЛИ, причем, источник опорного сипнала подключен к прямым входам, первой и третьей трехвходовых схем совпадения,и к инверсным,входам второй и четвертой трехвходовых схем совпадения, источник жвадратурного сигнала соединен с прямыми входами первой и третьей двухвходовых схем совпадения и с инверсными входами второй и четвертой двухвходовых схем,совпадения, а источник исследуемого сигнала подключен к прямым входам первой и четвертой и к инверсным входам второй и третьей указанных схем совпадения, при этом инверсные выходы двухвходовых схем совпадения соединены с третьими входами трехвходовых схем совпадения, а выходы первой и,второй, а также третьей и четвертой трехвходовых схем совпадения соединены соответственно со входами двух логических элементов ИЛИ, выходы которых подключены ко входам усилителей.Источник информации, принятый во внимание при зкспертизе:1. Патент США3659196 кл. 3 Ш, 16.03,70.рректор А. Галах Стенин едакто ипография, пр, Сапунова, 2 аказ 3081/2 Изд.385 ЦНИИПИ Государственного по делам изо 113035, Москва, Ж