Цифровое устройство фазовой синхронизации

СОЮЗ СОВЕТСКИХОСимЛИПИННИ иРЕСПУБЛИК Ь 70 14 ОПИСАНИ ЕТЕНИЯ 30 Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ Входной сигнал через АЦП 1 поступаетна цифровой фазовый дискриминатор 2.В этом блоке сравниваются фазы задающего колебания и колебания, вырабатываемого функциональным преобразователем (ФП) 12. ФП 12 представляетсобой запоминающее устройство, в котором записаны коды дискретных отсчетов гармонического колебания в видетаблиц значений зп и соз . Адрес нужного значения выходного сигнала ФП 12формирует реверсивный счетчик (РС) 10.По импульсам генератора 15 тактовыхимпульсов в РС 10 переписывается чис"ло с сумматора 11. Сумматор 11 складывает предыдущее значение кода РС 10 Ес содержимым РС 14, в который с блока 18 задания начального кода черезблок 17 переписи кода заносится кодноминального приращения адреса. Кодфазового рассогласования с цифрового Яфазового дискриминатора 2 поступаетна накопительный сумматор (НС) 4.Когда содержимое НС 4 превысит некотороезначение, пороговый блок 3 выдает им.Афанасьев,вич счетныей автоСССР. стемы техникФ 9,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(56) Жодзинский И.М. и др.модели цифровых систем фазоподстройки частоты. ИзвестиРадиоэлектроника. Т. 19, 19В 3, с, 43Жодзинский И.М. Цифровыефазовой синхронизации, Радии электроника, Т. 24, 1979,с. 1790-1791. Бюл. У 14й политехнический инс(54) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ФАЗОВОЙСИНХРОНИЗАЦИИ(57) Изобретение относится к электросвязи и может использоваться в устройствах передачи дискретной информа-.ции. Повьппается помехоустойчивость.1225034пульс. Этот импульс через элемент В результате РС 10 корректирует адрес задержки 5 поступает на ключи 7 и 8 отсчета. Прн постоянном знаке фазовои проходит на соответствующие входы го рассогласования импульс переполне- РС 10 и усредняющего блока 9 через ния с усредняющего блока 9 поступает тот ключ, который открыт. Управляющий на РС 14, тем самым изменяя шаг номи- сигнал, зависящий от знака суммы в нального приращения. Это эквивалент- НС 4, поступает на ключ 7 непосредст- но изменению частоты подстраиваемого венно, а на ключ 8 - через инвертор 6. колебания. 1 ил,а1Изобретение относится к технике электросвязи и может быть использовано при создании систем фазовой синхронизации в устройствах передачи дискретной информации.Цель изобретения - повышение помехоустойчивости.На чертеже представлена структурная электрическая схема цифрового устройства фазовой синхронизации.Цифровое устройство фазовой синхронизации содержит аналого-цифровойпреобразователь 1 (АЦП), цифровой фазовый дискриминатор 2, пороговый блок 3, накопительный сумматор 4, элемент задержки 5, инвертор 6, первый и второй ключи 7 и 8, усредняющий блок 9, первый реверсивный счетчик 10, сумматор 11, функциональный преобразователь 12, блок 13 контроля, второй реверсивный счетчик 14, генератор 15 тактовых импульсов, блок 16 управления, блок 17 переписи кода, блок 18 задания начального кода.В функциональном преобразователе 12, представляющем собой постоянное запоминающее устройство, записаны коды дискретизированных отсчетов гармонического колебания. Задача синхронизации сводится к определению в тактовый момент времени адреса нужного отсчета, т.е. отсчета гармонического колебания, равного значению, когерентного с задающим. Поскольку частота Г тактовых импульсов генератора 15 , тактовых"импульсов и номинальная частота 2 задающего колебан ния заранее известны, то, пользуясь соотношением периодов этих частот1 н т н зная число Х дискретизированных 2отсчетов, записанных в функциональном преобразователе 12 и составляющих полный период Т гармонического колебания, можно вычислить номинальное приращение адреса М, нужного отсчета функционального преобразователя 12, возникающее в каждом такте:т,М= - .й- м2(1) Таким образом, адрес Е г требуемого отсчета в г-й тактовый момент времени может быть вычислен как 15Неч ГнД(тоЛ и,),(2) где Е 1 г- адрес предшествующегонавьиотсчета, т.еотсчета, появляющегосяв (г)-й тактовый момент времени,знак3 (шоа И)означает, чтосложение в фигурных скобках проиэводится помодулю Х."4Отмеченное обстоятельство положено 25в основу работы предложенного устройства, Определенные с помощью выражений (1) и (2) значения Н иЕ 1 г не учитывают имеющий местов реальных условиях сдвиг фазы иуход частоты задающего колебания отего номинального значения Г, принятого в формуле (1). Отслеживание этихфакторов производится с помощью системы фазовой автоподстройки.Цифровое устройство фазовой синх ронизации работает следующим образом.Входной сигнал дискретизируетсяи преобразуется в цифровой код посредством АЦП 1. С помощью цифровогофазового дискриминатора 2 осуществля 4 б ется сопоставление фаз задающего ивырабатываемого схемой колебаний и в1225034 зависимости от их соотношения вырабатывается сигнал фазового рассогласования, представленный в виде кода 2 1 г. Отсчеты формируемого схемой колебания снимаются с функционального преобразователя кода фазы в коды мгновенных значений выходного сигнала функционального преобразователя 12, представляющего собой постоянное запоминающее устройство с записанной в него таблицей значений синуса или косинуса, Прн этом адресом нужного значения выходного сигнала, определяющим фазу вырабатываемого схемой колебания, является код, зафиксированный в первом реверсивном счетчике 10. Формирование этого кода производится следующим образом. В блоке 18 задания начального кода хранится код номинального приращения адреса М нужного отсчета функционального преобразователя 12, вычисленный с помощью формулы (1). При включении 1аппаратуры по команде с блока 16 управления через блок 17 переписи кода производится запись этого кода во второй реверсивный счетчик 14. В каждом такте работы блока, т.е. с прихо-дом каждого тактового. импульса с выхода генератора 15 тактовых импульсов, происходит перепись в первый реверсивный счетчик 10 результата сложения по модулю И числа, зафиксированного ранее в первом реверсивном счетчике 10, с содержимым второго реверсивного счетчика 14, т.е. реализуется алгоритм, предписываемый формулой (2). Число в первом реверсивном счетчике 10, как отмечалось выше,является адресом снимаемого с функционального преобразователя 12 цифрового отсчета выходного сигнала устройства синхронизации и подаваемого на цифровой фазовый дискриминатор 2. В зави. симости от соотношения фаз задающего и вырабатываемого схемой колебания Формируемый носредством цифрового фазового дискриминатора 2 код фазового рассогласования 2 г может иметь различные знак и значение. В каждом такте этот код поступает на накопительный сумматор 4, где складывается с содержимым этого накопительного сумматора. При наличии постоянного фазового рассогласования число Е в преобладающем большинстве случаев имеет один н тот же знак. Поэтому по истечении нескольких тактов сумманакопленная в накопительном сумматоре 4, превысит порог срабатыванияпорогового блока 3 и последний Ъыласт один импульс. В зависимости отзнака накопленной в накопительномсумматоре 4 суммы благодаря наличиюинвертора б открывается один иэ ключей 7 или 8. В результате импульс спорогового блока 3, пройдя через О элемент задержки 5 и через открытыйключ 7 или 8, поступает на счетныйвход сложения или вычитания первогореверсивного счетчика 10 и тем самымкорректирует на один шаг фазу выход ного сигнала схемы (изменяет на единицу адрес отсчета, снимаемого сфункционального преобразователя 12.Таким образом, в предложенном устойстве реализуется пропорциональнаяпетля регулирования, Элемент задержки 5 нужет для того, чтобы исключитьвозможность сбоев первого реверсивного счетчика 10, связанных с одновременным поступлением импульса на 25 его счетный вход сложения и вычитания и переписью параллельного кодаиз сумматора 11. Помимо счетноговхода сложения и вычитания первогореверсивного счетчика 10 каждый корЗ 0 ректирующий импульс пропорциональнойпетли регулирования, поступает навход сложения или вычитания усредняющего блока 9, При наличии постоянно-го знака фазового рассогласования,.обусловленного, например, расхождением частот задающего и подстраивае"1мого колебаний, корректирующие импульсы с выхода первого и второгоключей 7 и 8 постоянно поступают на 40 один и тот же вход усредняющего блока 9. В результате последний переполняется и на одном из его выходов в соответствии со знаком переполнения появляется импульс, который пес тупает на счетный вход вычитания илисложения второго реверсивного.счетчика 14. Вследствие этого число во втором реверсивном счетчике 14 изменяется в, ту или иную сторону на едини цу. Это значит, что изменяется шагноминального приращения за такт адреса подстраиваемого колебания Ячто физически эквивалентно изменениючастоты подстраиваемого колебания, 55 Усредняющий блок 9 и второй реверсивный счетчик 14 выполняют в предложенном устройстве функции интегрирующей,петли регулирования, Блок 13 контроФормула изобретения 20лСоставитель Г.ЛерантовичТехред И,Гайдош КорректоР Е. Сирохман Редактор Л.Повхан Заказ 1965/60 Тираж 624 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 11 роизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород,ул.Проектная, 4 Ф 12250 ля служит для восстановления работоспособности схемы в том случае, если в результате воздействия помех будет сильно искажено число во втором реверсивном счетчике 14 (номинальное приращение И 1.). Блок 13 контроля контролирует состояние разрядов второго реверсивного счетчика 14 и при превышении отклонения кода во втором реверсивном счетчике 14 от Я, допусти мого (заложенного при проектирова. нии) значения выдает сигнал в блок 16 управления. По этому сигналу блок 16 управления вновь открывает блок 17 переписи кода и во второй реверсивный 15 счетчик с блока 18 записывается номинальное значение числа Я,. Цифровое устройство фазовай синхронизации, содержащее аналого-цифро-вой преобразователь (АЦП), выход которого подключен к первому сигнальному входу цифрового фазового дискрими натора, к второму сигнальному входу которого подключен выход функционального преобразователя, а выход цифрового фазового дискриминатора подключен к входу накопительного сумматора, 30 к тактирующему входу которого, а также к тактирующим входам цифрового фазового дискриминатора и АЦП подключен выход генератора тактовых импульсов, причем вход АЦП является входом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены пороговый блок, элемент задержки, два клю-ча, инвертор, усредняющий блок, блок 40 34 Ьконтроля, блок управления, блок задания кода, блок переписи кода, два реверсивных счетчика и сумматор, выходкоторого подключен к входу параллель-ного кода первогб реверсивного счетчика, к входам сложения и вычитаниякоторого, а также к входам сложенияи вычитания усреднякщего блока подключены выходы соответственно первого и второго ключей, при этом кодовыйвыход накопительного сумматора подключен .через последовательно соединенные пороговый блок и элемент задержки к сигнальным входам первогои второго ключей, а выход знаковыхразрядов накопительного сумматораподключен к управляющему входу первого ключа непосредственно и через инвертор к управляющему входу второгоключа, причем выходы усредняющего блока подключены к входам сложения ивычитания второго реверсивного счетчика, выход которого подключен к первому входу сумматора и через последовательно соединенные блок контроляи блок управления - к управляющемувходу блока перезаписи кода, к кодовому входу которого подключен выходблока задания. начального кода, а выход .блока перезаписи кода подключенк входу параллельного кода второгореверсивного счетчика, к тактирующему входу которого подключен второйвыход блока управления, при этомвыход генератора тактовых импульсовподключен к тактирующему входу первого реверсивного счетчика, выход которого подключен к второму входусумматора и входу функциональногопреобразователя.