Цифровой частотно-фазовый компаратор

1 1Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в уст ройствах автоподстройки частоты и фазы, синтезаторах частот, в устройствах цифровой обработки сигналов, синхронных демодуляторах фазовой и частотной манипуляции для определения синфазного состояния сигналов.Цель изобретения - уменьшение времени определениязнака частотно- фазового рассогласования.На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема цифрового частотно-фазового компаратора; на фиг. 2 и 4 - временные диаграммы его работы.Цифровой частотно-фазовый компаратор (ЦЧФК) содержит входные шины 1 и 2, 0-триггеры 3-6, элемент И-НЕ 7 й выходные шины 8-10;Входная шина 1 соединена с С-входами Э-триггеров 3 и 5 и К-входом 0-триггера 4. Входная шина 2 соединена с С-входами 0-триггеров 4 и 6 и К-входом 0-триггера 3, Инверсный выход 0-триггера 3 соединен с 0-входами 0-триггеров 4 и 6, а инверсный выход 0-триггера 4 с 0-входами 0-триггеров 3 и 5. Выходы 0-триггеров 5 и б соединены с выходными шинами 8 я 10 и входами элемента И-НЕ 7 выход которого соединен с выходной шиной 9.Цифровой частотно-фазовый компаратор работает следующим образом.На шину 1 поступает последователь ность узкихимпульсов частотой Р а на шину 2 - импульсы с частотой Р (фиг. 2 д6 ),причем, например, Р,Р , Предположим, что в исходном состоянии все триггеры находятся в нулевом состоянии, тогда первый им пульс частоты Р переключает триггеры 3 и 5 (фиг. 2 в, ь ) в единичное состояние, так как на информационных входах этих триггеров присутствует 1". Формирование на выходе триг гера 5 (фиг. 2) свидетельствует о наличий частотной расстройки Р, Г Импульс частоты Р, одновременно поступая на К-вход триггера 4, подтверждает .нулевое состояние триггера 4 (фиг. 2 д). В момент прихода импульса частоты Р на информационнь входах триггеров 4 и 6 имеется "О", поэтому триггеры 4 и б не меняют своего нулевого состояния (фиг. 2 А, Ъ), а триггер 3 возвращается в нуле 248025 3 вое состояние (фиг. 2 6 ). На времен;ной диаграмме , " время задержкисрабатывания триггера.Случай, когда ГР, аналогиченописанному в силу симметричностисхемы, только в этом случае "1" формируется на выходе, триггера 6, а"О" - на выходе триггера 5.В момент времени й когда частоты 10 Ри Р равны и синфазны, т.е. разностьфаз юЧ = О (фиг, 2 д,), первая паравходных синфазных импульсов частотР, иР взводит триггеры 5 и б (фиг,2 ъ, е ) в единичное состояние .(если 15 все триггеры были в нулевом состоянии), для случая, приведенного нафиг. 2, когда до момента времени й,частота Г была больше частоты Гпервая пара синфазных входных имйуль сов взводит в единичное состояниетот нз триггеров 5 и б, который домомента времени й находился в нулевом состоянии, т.е. в данном случаевзводится триггер 6 (фиг. 2 е ). Сиг нал о синфазном приходе входных импульсов (Р = Р и Ю 0) формируется на выходе логического элемента И-НЕ через время задержки ь эле 2мента И-НЕ (фиг, 2 ж), т.е. при син фазном приходе входных сигналов навыходе триггера 5 и 6 формируется"1", а на выходе элемента И-НЕ - "О".Для ЦЧФК режим Р,Р, аналогиченрежиму, когда импульсная последовательность частоты Р (при Р = Г)опережает по фазе частоту Г (фиг. 3).Режим при Р 4 с Р 2 аналогичен режимукогда импульсная последовательностьчастоты Р опережает по фазе импульс 240 ную последовательность частоты Р,(фиг. 4).При равенстве входных частотР, = Р, когда импульсы частотой Р(фиг. 3) опережают импульсы часто 45 той Р (фиг. ЗБ ), первый импульсчастоты Р переключает триггеры 3 и 5в единичное состояние (фиг, 3 Ь,),триггер 3 после прихода испульсачастоты Р сбрасывается в нулевое0 состояние (фиг. 3 ь ) . Триггеры 4 и б(фиг. 3 ,е ) в этом режиме находятся в нулевом состоянии, а на выходеэлемента И-НЕ (фиг. 3) присутствуюс ет 1 , свидетельствующая о том ,у что входные импульсные последовательности несинфаз ны .Аналогично при равенстве входныхчастот , когда Р (фиг . 4 а ) отстаетпо фазе от импульсов частоты Р (фиг. 4 Ю ), первый импульс частоты Р переключает триггеры 4 и 6 в единичное состояние (фиг. 4 А, е ), триггер 4 после прихода импульса частоты 5 Р, сбрасывается в нулевое состояние (фиг. 4 д ). Триггеры 3 и 5 (фиг.4 ф, ъ) в этом режиме находятся в нулевом состоянии, а на выходе логического элемента И-НЕ (фиг. 4 к ) при сутствует "1", свидетельствующая о том, что входные импульсные последовательности несинфазны.При использовании предлагаемого устройства сокращается время опреде ления знака частотного фазового рассогласования, чему способствует сое, динение синхровходатриггера 3 с синхровходом триггера 5,синхровхода триггера 6 - с сннхровходом триггера 20 4, инверсноговьмода триггера 3 - с информационным входом триггера 6, инверсного выхода триггера 4 - с информационным входом триггера 5.Формула из об ре те ниЦифровой частотно-фазовый компаратор, содержащий четыре Р-триггера и элемент И-НЕ, причем первая входнаяклемма устройства соединена с С-входомпервого и К-входом второго Р-триггеров, а вторая - с С-входом второго иК-входом первого О-триггеров, приэтом Р-вход первого Р-триггера соединен с инверсным выходом второгоР-триггера, а Р-вход второго Р-триггера соединен с инверсным выходомпервого Р-триггера, выходы третьегои четвертого Р-триггеров соединенысоответственно с выходными клеммамиустройства и входами элемента И-НЕ,выход которого соединен с третьейвыходной клеммой устройства, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюуменьшения времени определения знакачастотно-фазового рассогласования,Р-вход третьего Р-триггера соединенс инверсным выходом второго Р-триггера, а С-вход - с первой входнойклеммой устройства , при этомР - вход четвертого Э - три -ггера соединен с инверсным;выходом первого 9 - триггераа С - вход - с второй входной клеммой устройства,1248025 А. Лежнин еда аказ 4138/56 ираж 816 писн город, ул. Проектная, 4 Производственно-полиграфическое предприятие/Р оставитель М. Катановаехред Л,Сердюкова Корректор М. Максимишине ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5