Устройство для сравнения частот и фаз двух независимых электрических сигналов

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 19) И 1) 8 13/О ОПИ Е ИЗОБРЕТЕНИ ТОРСНОМУ ЬСТВ ныи ВНЕНИ1 Х ЗЛЕ е с помехопосле ОЪ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАЧАСТОТ И ФАЗ ДВУХ НЕЗАВИСИМЬРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ по авт. свВ 720686, о т л и ч а ю щ етем, что, с целью повышения. устойчивости, в него введень довательно соединенные дополнительный элемент И-НЕ и формировательимпульсов, а входы логического управляющего блока подключены к выходамдетектора разности частот черезвведенный реверсивный счетчик, выходами которого являются выходы переноса суммирования и вычитания, авходамивходы суммирования и вычитания, при этом входы дополнительнокго элемента И-НЕ подключены к выходам логического управляющего блока,а выход формирователя импульсов подключен к входу управления записьювведенного реверсивного счетчика.Изобретение относится в радиотехнике и может использоваться в системах частотно-фазовой автоподстройки частоты, применяемых в синтезаторах частот, и демодуляторах частотно-модулированных (ЧМ) сигналов.По основному авт. св. М 720686известно устройство для сравнениячастот и фаз двух независимых электрических сигналов, содержащее детек Отор разности частот и фазовый детектор, первые входы которых подключены к одному иэ источников сравниваемых сигналов, ключ на двух последовательно соединенных логических элементах и логический управляющий блок,входы которого подключены к выходамдетектора разности частот, а выходы - к первым входам первого и второго логических элементов ключа, 20вторые входы детектора разностичастот и Фазового детектора подключены к другому источнику сравниваемых сигналов, а выход фазового детектора соединен с вторым входом 25первого логического элемента ключа 1.13.Однако известное устройство имеетнедостаточную помехоустойчивость изза переходаиз режимафазового детектирования в режим частотногои обратно при частотной модуляции одногоиз входных сигналов,Цель изобретения - повышение помехоустойчивости. 35Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сравнения частот и фаз двух независимых электрических сигналов, содержащее детектор разности частот и фазовый де тектор, первые входы которых подключены к одному из источников сравниваемых сигналов, ключ на двух последовательно соединенных логических элементах и логический управляющий блок, входы которого под. ключены к выходам детектора разности частот, а выходы - к первым входам первого и второго логических элементов ключа, вторые входы детектора разности частот и фазового детектора 5 О подключены к другому источнику сравниваемых сигналов, а выход фазового детектора соединен с вторым входом первого логического элемента-ключа, введены последовательно соединенные 55 дополнительный элемент И-НЕ и формирователь импульсов, а входы логичес-, кого управляющего блока подключены к выходам детектора разности частотчерез введенный реверсивный счетчик,выходами которого являются выходыпереноса суммирования и вычитания,а входами - входы суммирования и вычитания, при этом входы дополнительного элемента И-НЕ подключены к выходам логического управляющего блока, а выход формирователя импульсовподключен к входу управления записьювведенного реверсивного счетчика.На чертеже приведена структурнаяэлектрическая схема предложенногоустройства,Устройство для сравнения частоти Фаз двух независимых электрическихсигналов содержит детектор 1 разности частот, Фазовый детектор 2, введенный реверсивный счетчик 3, логический управляющий блок 4 состоящий из трех 5 -триггеров 5-7, иэлемента И-НЕ 8, ключ 9, состоящийиз двух логических элементов 10 и11, дополнительный элемент И-НЕ 12,формирователь 13 импульсов.Устройство работает следующимобразом.При( 1 где- частотаопорного генератора;- частотасинхронизируемого генератора, на выходе 14 детектора 1 разности частотпоявляется сигнал "1", а на выходе15 - последовательность импульсовс частотой равной разности- Г.После переполнения введенного реверсивного счетчика 3 на выходе 16 логического управляющего блока 4 Формируется сигнал "0", который блокирует вход логического элемента 10,вследствие чего сигнал с Фазовогодетектора 2 не проходит через ключ9. Поскольку на выходе 17 имеется"1", то на выходе 20 устройства устанавливается напряжение Бо (низкий уровень) и частота Г понижается. После того как частоты сигналовсравняются истанет меньшена выходе 14 детектора 1 разностичастот появляются импульсы с разностной частотой 1 -и послезаполнения реверсивного счетчика 3на его выходе 18 переноса вычитанияпоявляется 0" и поступает на входлогического управляющего блока 4,на выходе 16 которого формируетсясигнал " 1", который открывает ключ9 и разрешает прохождение сигналас Фазового детектора 2 через логи1164861. коэффициент деления. 3ческий элемент 10, На выходе 20 устройства появляется напряженияд = (дЧ) и в системе автоподстройкн устанавливается режим синхронизма.Одновременно с появлением на обоих выходах 16 и 17 логического управляюцего блока 4 сигнала "1" на выходе дополнительного логического элемента И-НЕ 12 Формируется перепад напряжения, который запуска О ет формирователь 13 импульсов. Импульс, снимаемый с выхода формирователя 13 импульсов, производит установку кода введенного реверсивного счетчика 3, соответствукнцего 15 его среднему значению , где М -2 Рассмотрим случай, при которомВ данном случае на выходе 15 детектора 1 разности частот формируется сигнал "1.", а на выходе 14 - последовательность импульсов, с частотой, равной разности 1 -После заполнения введенного реверсивного счетчика 3 на его выходе 18 переноса вычитания формируется сигнал "0", который устанавливает "1" на выходе 85-триггера 5 и "0" на прямом выходе Я 5 -триггера 7. Логи ческая единица на выходе к 5-триггера 5 не изменяет состояния Р 5-триггера 6 и на его прямом выходе сохраняется " 1". Сигнал с выхода фазового детектора 2 через логический эле мент 10 ключа 9 передается на вход логического элемента 11, а "0" на дРугом входе логического элемента11 блокирует сигнал с фазового детектора 2 и на выходе 20 устройства по является напряжение Г(высокий уровень которого, воздействуя на частоту синхронизируемого генератора, повышает ее). При этом на выходе элемента И-НЕ 8 формируется "1", так 45 как на инверсном выходе ЯЬ-триггера 6 появляется "0". Когда частоты входных сигналов сравняются, т.е. Г 1 =Е, то на выходе 14 детектора 1 разности частот и на выходе 18 реверсивного 50 счетчика 3 исчезнет импульсный сигнал, т.е. установится " 1". При этом ЯВ-триггеры 5-7 и элемент И-НЕ 8 своего состояния не изменят, так как критерием равенства частот является 55 отсутствие импульсов на выходах 15, 14 и 18, 19, а не наличие на них "1" так как даже при 1,Фна этих выходах в основном присутствует " 1" и только на очень короткое время появляется О , т. е. Формйруется импульсный сигнал с большой скважностью, Как только Г станет больше , на выходе 15 детектора 1 разности частот появляется импульсный сигнал с частотой- 1 и после заполнения введенного реверсивного счетчика 3 на его выходе 19 переноса суммирования появляется "0", который вызывает переключение РБ -триггера 6. После того, как на выходе 19 вновь появляется "1", на всех входах элемента И-НЕ 8 появляется состояние "1", что приводит к появлению на его выходе0 и к опрокидыванию Яз -триггера 5 , На выходе РЭ -триггера 5 появляется " О ", который вызывает опр окидывание Р Ь -триг геров 6 и 7 и появление на выходах 1 6 и 1 7 сигнала " 1," (ключ 9 открывается и сигнал с выхода фазового детектора 2 поступает на выход устройства) . На выходе 20 устройства в этом случае появляется напряжение Е =( д Ч) и в системе автоподстр ойки устанавливается режим синхронизма .Одновременно с опрокидыванием Й 5- триггеров 6 и 7 производится ус тановка исходного состояния введенного рев ер сивного счетчика 3 .Таким образом, в установившемся режиме при паразитной частотной модуляции одного из входных сигналов импульсы на входах логического управляющего блока 4 , которые могут вызвать переключение устройства из режима фазового детектирования в режим частотного и обратно, появляются только при переполнении введенного реверсивного счетчика 3 , т . е . если э а время возрастания либо убывания частоты модулированного сигнала набег разности фаз входных сигналов составит более 2 - = ТН гдеМ2 ф коэффициент деления введенного реверсивного счетчика 3. При частотной модуляции гармоническим сигналом максимальный набег разности фаз входных сигналов составит ЬО = 2 им и условие неискаженного детектирования можно записать следуюцим образом42Прн использовании двоичного реверсивного счетчика и индекса частот1164861 201где 1 оя целая часть числа. М Составитель И.ГрабилинРедактор Н.Воловик Техред Ж.Кастелевич Корректор А.Обручар Заказ 4197/53 Тираж 872 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ной,модуляции входного сигнала е необходимое число разрядов счетчика и равно Таким образом, предлагаемое устройство для сравнения частот и фаз двух независимых электрических сигналов сохраняет работоспособность при индексе параэитной частотной модуляции одного из входных сигнаЬ лов в 2 раза больше, чем у известных устройств, что эквивалентно повышению помехоустойчивости. При использовании предлагаемого устройства в следящих фильтрах улучшается чистота спектра выходного сигнала синхронизируемого генератора 5 путем устранения скачков управляющего напряжения, вызванных ложнымипереключениями режимов частотногои фазового детектирования при паразитной частотной модуляции входногоопорного сигнала. Кроме того, использование предлагаемого устройства в составе системы фазовой автоподстройки частоты, работающей вкачестве широкополосного демодулято ра частотно-модулированных сигналов,позволяет устранить потери информации, вызванные ложными переключениями режимов работы.