Частотно-фазовый дискриминатор

80118262 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 3/00, Н 03 К 5/1 ц 4 НО ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Специальное конструкторское бюро гидрометеорологического приборостроения(56) Авторское свидетельство СССР 9 1001438, кл. Н 03 П 13/00, 1981Авторское свидетельство СССР В 677087, кл. Н 03 К 5/19, 1977.(54) (57) ЧАСТОТНО-ФАЗОВЫЙ ДИСКРИМИНАТОР, содержащий элемент задержки,блок временного разделения двухимпульсных сигналов, входы которого соединены с первой и второй входными шинами, а первый выход подключен к первому входу первого элемента И, тактовому входу первого триггера и нулевому входу второго триггера, тактовый вход которого соединен с вторым выходом блокавременного разделения двух импульсных сигналов, нулевым входом первого триггера и первым входом второгоэлемента И, второй вход которогоподключен к выходу второго триггера,а выход соединен с нулевым входом третьего триггера, выход которого подключен к выходной шине, единичныйвход - к выходу первогО элемента И,второй вход которого подключен. к выходу первого триггера, причем Р-входы первого и второго триггеров соединены с шиной логической единицы, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введены счетчик импульсов, четвертый триггер, третий эле-мент И, первый и второй элементы ИЛИ,причем входы первого элемента ИЛИ соединены с первой и второй входными ши-.нами, а выход подключен к тактовомувходу счетчика импульсов и черезэлемент задержки к первому входутретьего элемента И, выход которогосоединен со счетным входом третьеготриггера, а.второй вход подключен квыходу четвертого триггера, тактовыйвход которого соединен с выходомсчетчика импульсов, а нулевой вход .подключен к нулевому входу счетчикаимпульсов и выходу второго элементаИЛИ, входы которого соединены с выходами первого и второго элементовИ, при этом Р-вход третьего триггерасоединен с его же инверсным выходом,а В-вход четвертого триггера соединен с шиной логической единицы.Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться в системах автоматического регулирования с фаэовой автоподстройкой частоты.Цель изобретения - повышение точкости устройства за счет получениячастотно-фазовой характеристики слинейным участком в области близкихчастот входных сигналов без гисте-,.1 О резиса, что при использовании такого устройства в кольце системы ФАПЧобеспечивает однозначное вхождениев синхрониэм исполнительного устрои 15 ства,На фиг. 1 приведена функциональная схема частотно-фазового дискрииинатора, на фиг, 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу, на стика, устройства. Частотно-фазовый дискриминатор соцержит элемент 1 задержКи, блок 2 временного разделения двух импульсных сигналов, первую и вторую входные шины 3 и 4, первый элемент И 5,25 первый и второй триггеры 6 и 7, второй элемент И 8, третий триггер 9,выходную шину 10, счетчик 11 импуль 30 сов, четвертый триггер 12, третий элемент И 13, первый и второй элементы ИЛИ 14 и 15.Входные шины 3 и 4, соединены с входами элемента ИЛИ 14 и входами блока 2, первый выход которого подключен к первому входу элемента И 5, тактовому входу триггера 6 и 35 нулевому входу триггера 7, тактовый вход которого соединен с вторым выходом блока 2, нулевым входом триггера 6 и первым входом элемента И 8, выходы триггеров 6 и 7 подключены ко вторым входам соответственно элементов И 5,8, выходы которых соединены соответственно с единичным инулевым входами триггера 9 и входами элемента ИЛИ 15, выход которого подключен к нулевым входам счетчика1 и триггера 12, а выход элементаИЛИ 14 соединен через элемент 1 за-. 50держки с первым входом элемента И 13 и непосредственно - с тактовым входом счетчика 11, выход которого подключен к тактовому входу триггера 12,выход которого соединен с вторымвходом элемента И 13, выход триггера 9 подключен к выходной шине 10.Информационные входы триггеров 6,55 фиг. 3 - частотно-фазовая характери 7 и 12 соединены с шинами логической единицы, а триггера 9 - с его инверс. ным выходом для включения его в счетный режим по С-входу.По шинам 3 и 4 (фиг. 2 а,б) поступают короткие импульсы входных последовательностей положительной по- . лярности. На выходах блока 2 дляисключения неопределенной ситуацииформируются несовпадающие во времениимпульсы также положительной полярности. По единичным и нулевым Б и Е- входам все триггеры и счетчик 11 срабатывают от положительного потенциала, а по тактовым С-входам триг- геры 6,7 и счетчик 11 срабатывают от отрицательного фронта сигнала, триггеры 9 и 12 - от положительного фронта.Блок 2 может .быть выполнен, напри - мер, как в прототипе 2 1, где он построен на трех элементах И-НЕ.Устройство работает следующим образом.Когда частоты следования импульсов входных последовательностей значительно отличаются, работа устройства основана на том, что двумя смежными импульсами последовательностименьшей частоты проходят, как мини,мум, два импульса последовательности большей частоты. Если в данный момент времени частота следования импульсов по шине 3 выше чем по шине 4 то триггер 6 (фиг. 2 в), устанавливаясь в единичное состояние задним фронтом первого импульса с первого выхода блока 2, поступающего после очередного импульса со второго выхода блока 2, обеспечивает прохождение через элемент И 5 (фиг. 2 д) последующих импульсов с первого выхода блока 2 до момента сброса триггера 6 следующим импульсом со второго выхода блока 2. В этой ситуации на выходе элемента И 8 (фиг. 2 е) импульсы отсутствуют, так как триггер 7 (фиг.2 г), установившись в единичное состояние очередным импульсом с второго выхода блока 2, до момента поступления следующего импульса с этого выхода обязательно сбросится импульсом с первого выхода блока 2. Импульсы с выхода элемента И 5 устанавливают .и в дальнейшем подтверждают единичное состояние триггера 9 (фиг. 2 м). Одновременно эти импульсы через элемент ИЛИ 15 (йиг. 2 ж), воздействуя на нулевые й625 з 1182 входы счетчика 11 и триггера 12, не дают возможности для прохождения че- рез элемент И 13 (фиг. 2 л) суммарной импульсной последовательности с входных шин 3 и 4, которая формируется на выходе элемента ИЛИ 14 (фиг.2 и), поскольку счетчик 11 в этом случае не может сосчитать более чем до двух, а сигнал на установку триггера 12 в единицу берется с выхода его третье О го разряда, т.е., когда счетчик 11 успевает просчитать четыре импульса. По мере сближения частот входных сигналов обязательно возникает ситуация, когда в каждом из двух 15 смежных периодов следования импульсов меньшей частоты располагается только по одному импульсу большей частоты. В этом случае на выходе третьего разряда счетчика 11 успе вает сформироваться положительный перепад, которым триггер 12 (фиг.2 к) устанавливается в единичное состояние (момент 1 на временных диаграммах). Однако при сравнительно плав ных изменениях частот входных сигналов следующим по времени импульсом должен являться импульс по шине большей частоты (момент С 2, который, пройдя через элемент И 5, подтвердит З 0 единичное состояние триггера 9, ичерез элемент ИЛИ 15 сбросит триггер 12 раньше, чем этот же импульс появится на входе элемента И 13 за счет задержки на элементе 1, учитывающей время задержки сигнала блоком 2, элементами 5 (8), 15, триггером 12), и на выходе элемента И 13 в момент С 2 импульс не выделяется. Далее устанавливается регулярная ситуация чередо вания импульсов по входным шинам, когда устройство должно перейти в режим фазового детектирования. При этом, импульсы на элемент ИЛИ 15 не поступают, счетчик 11 после просчета 5 двух пар импульсов входных последовательностей, подтверждающих эту ситуацию, устанавливает триггер 12 в единичное состояние (момент с) и ,последующие импульсы входных последовательностей проходят через элемент И 13 на счетный вход триггера 9, который вырабатывает при этом импульсы фазового рассогласования. Выход из фазового режима происходит после изменения знака разности частот, когда в периоде последовательности с шины 3 в первый раз появляются два импульса последовательности с шины 4. Второй импульс этой пары проходит через элемент И 8, устанавливает или подтверждает нулевое состояние триггера 9 и через элемент ИЛИ 15 сбрасывает счетчик 11 и триггер 12 (момент). В последующем на выходе элемен" та И 8 регулярно выделяются импульсы из последовательности, поступающей по шине 4, у которой частота сле- . дования стала выше, и триггер 9 не изменяет своего нулевого состояния.Таким образом, на выходе устройства формируется уровень логической "1", когда частота следования импульсов по шине 3 больше чем по шине 4 (фиг. 3, участок А-В) и уровень логического "О" - в обратном случае (фиг.3,участок Д-Е),В области примерного равенства частот на выходе устройства формируется по закону фазового детектирования последовательность импульсов, постоянная составляющая по напряжению которых обеспечивает симметричную линейную характеристику в этой области без гистерезиса (фиг, 3, участок В-Д). Следует отметить, что непрерывность ветвей частотно-фазовой характеристики сохраняется нри неограниченно большом расхождении частот входных последовательностей, т.е, устройство не критично к кратным частотам.Работа устройства описана в условиях плавного изменения частоты следования импульсов одной из входных последовательностей при постоянной частоте следования импульсов другой последовательности для доказательства получения формы частотно-фазовой характеристики, которая. является оптимальной для систем автоматического регулирования.При включении предлагаемого устройства в кольцо системы автоматического регулирования его работа происходит в основном на участке В-Д частотно-фазовой характеристики.Подписное ака ф (б/ з (М ц (51 8 (Ю М 0 Я01 и Щ М (Уз рйю Тираж 871ПИ Государственного комитета СССделам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб., д Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная