Цифровой частотно-фазовый дискриминатор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 801256139 13/00 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Фиг. ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(57) Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в цифровых системах фазовой автоподстройки частоты. Повышается устойчивость работы при расширении линейной зоны дискриминационной характеристики. Счетчик 1 подсчитывает счетные импульсы, поступающие на вход 2. При поступлении входного импульса на вход 5 информация со счетчика 1 записывается в статический регистр 4, Если разность частот входных импульсов и опорных импульсов, поступающих на вход 3, не равна нулю, происходит изменение разности фаз. В момент скачкообразного изменения разности фаз от 0 до 360 или от 360 до 0 происходит перепад уровня в знаковом разряде. При этом с помощью формирователя 17 коротких импульсов (ФКИ), элемента ИЛИ 8, Я 5- триггера 12 и элемента И-НЕ 15 осуществляется отключение младших информационных разрядов выходного кода, поступающих на выход через блок 11 запрета. При этом сигнал 1 с элемента И-НЕ 15 устанавливает на выходе элемента ИЛИ 10 1, а на выходе элемента И-НЕ 16 (знаковом разряде выходного кода) - О. С помощью ФКИ 18, элементов ИЛИ 9 и 10, Ю-триггера 13 и элементов И-НЕ 15 и 16 формируется другая ветвь частотной дискриминационной характеристики. При переключении знакового разряда статического регистра 4 с помощью В ФКИ 7, элемента И-НЕ 14, Ю-триггеров 12 уд и 13 происходит включение младших инфор- кафф мационных разрядов выходного кода. Если разность частот входных и опорных импульсов равна нулю, устанавливается режим синхронизма, В предлагаемый дискриминатор дополнительно введены ФКИ 17 и 18. рюш, 3 ил.5 1 О 15 го Изобретение относится к радиотехнике, в частности к радиоавтоматике и импульсной технике, и может быть использовано в цифровых системах фазо вой автоподстройки частоты.Цель изобретения - повышение устойчивости работы при расширении линейной зоны дискриминационной характеристики.На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема цифрового частотно-фазового дискриминатора; на фиг, 2 и 3 - временные диаграммы, поясняющие его работу.Цифровой частотно-фазовый дискриминатор (фиг. 1) содержит счетчик 1, вход 2 счетных импульсов, вход 3 опорных сгналов, статический регистр 4, вход 5 входных сигналов, элемент ИСКЛЮЧАЮШЕЕ ИЛИ 6, первый формирователь 7 коротких импульсов, первый элемент ИЛИ 8, второй элемент ИЛИ 9, третий элемент ИЛИ О, блок 11 запрета, первый Ю-триггер 12, второй Р 5- триггер 13, первый элемент И-НЕ 14, второй элемент И-НЕ 15, третий элемент И-НЕ 16, второй формирователь 17 коротких импульсов и третий формирователь 18 коротких импульсов.Цифровой частотно-фазовый дискриминатор работает следующим образом.Опорными импульсами, поступающими от входа опорных сигналов 3 (фиг. 2 а и За) на вход установки нуля счетчика 1, на выходах последнего устанавливаются О На вход 2 счетных импульсов счетчика 1 поступают счетные импульсы, при этом частота которых определяется выражением(2+-1)Т где (2+ - 1) - емкость счетчика 1;Т - период опорных импульсов.В момент прихода на вход 5 входных сигналов входного импульса (фиг. 2 б и Зб) информация из счетчика 1 записывается в статический регистр 4. Если частота входных импульсов больше частоты опорных импУльсов (1 пвх)оп), то Разность фаз этих сигналов линейно убывает от цикла к циклу от 360 до 0 и скачком изменяется от 0 до 360 (фиг. 2 а, б, в). В этом случае в т старших информационных и (1+1)-м (знаковом) разряде статического регистра 4 в первом цикле после скачка будут 1 (фиг. 2 г). Причем, в знаковом разряде произойдет перепад уровня из 0 в 1, Короткий импульс с выхода второго формирователя 17 коротких импульсов, работающего по переднему фронту, пройдет через открытый первый элемент ИЛИ 8 на Я-вход первого Ю-триггера 12, установив его прямой выход в 1 (фиг. 2 е). На выходе второго элемента И-НЕ 15, т. е, в старшем информационном разряде выходного кода цифрового частотно-фазового дискриминатора, появляется 1, которая отключает младшие информационные разряды выходного кода,25 зо 35 4 О 45 50 55 поступающего через блок 11 запрета. На выходе третьего элемента ИЛИ 10 устанавливается 1, а на выходе третьего элемента И-НЕ 16, т. е. в знаковом разряде выходного кода, - О (фиг. 2 з). Сброс ЙБ-триггеров произойдет при переключении знакового разряда статического регистра 4 на линейном участке характеристики, когда в статическом регистре 4 знаковый разряд переключится с 1 на 0 и в т старших информационных разрядах появилась хотя бы одна единйца, или с 0 на 1 и в т старших информационных разрядах появился хотя бы один 0. В этих случаях короткие импульсы с выхода первого формирователя 7 коротких импульсов, работающего как по переднему, так и по заднему фронту, пройдут через открытый первый элемент И-НЕ 14 на Я-входы Я 5-триггеров 12 и 13 и установят их в 0 (фиг. 2 д, з, ж). При этом в старшем информационном разряде выходного кода появляется 0 (фиг. 2 и), который включает младшие информационные разряды выходного кода, поступающего через блок 11 запрета. Если разность частот опорных и входных импульсов не равна нулю, то процесс повторяется. Таким образом, формируется одна ветвь частотной дискриминационной характеристики, Если эта разность равна нулю, то цифровой частотно-фазовый дискриминатор остается в режиме сравнения фаз и устанавливается режим синхрониз ма (фиг. 2 к).Если частота входньпх импульсов меньше частоты опорных импульсов вх(оп), то разность фаз этих сигналов линейно возрастает от 0 до 360 и скачком изменяется от 360 до 0 (фиг. 3 а, б, в). В этом случае в первом цикле скачка в т старших информационных и (1+1)-м (знаковом) разряде статического регистра 4 0 (фиг. Зг). Причем на инверсном выходе знакового разряда произойдет перепад из 0 в . Короткий импульс с выхода третьего формирователя 18 коротких импульсов, работающего по переднему фронту, пройдет через открытый второй элемент ИЛИ 9 на 5-вход второго Я 5-триггера 13, установив его прямой выход в 1 (фнг, Зе). На выходе второго элемента И-НЕ 15, т. е. в старшем информационном разряде выходного кода цифрового частотно-фазового дискриминатора появится 1, которая отключит младшие разряды выходного кода, поступающего через блок 11 запрета. На выходе третьего элемента ИЛИ 10 установится 1, на выходе третьего элемента И-НЕ 16, т. е. в знаковом разряде выходного кода, - 1 (фиг. Зз). Таким образом, формируется другая ветвь частотной дискриминационной характеристики (фиг. Зк).Диапазон линейного участка фазовой характеристики в режиме сравнения фаз максимален Лр.р = 360, не зависит от коли 1256139чества старших информационных разрядов, соединенных с входами элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6, т. е. от зоны перехода из режима сравнения фаз в режим сравнения частот.Формула изобретенияЦифровой частотно-фазовый дискриминатор, содержащий два Я 5-триггера, три элемента И-НЕ, счетчик, статический регистр, . элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый формирователь коротких импульсов, три элемента ИЛИ и блок запрета, при этом вход установки нуля счетчика является входом опорных сигналов, а его счетный вход - входом счетных импульсов, выходы счетчика соединены с входами статического регистра, вход записи которого является входом цифрового частотно-фазового дискриминатора, а выходы т старших информационных разрядов соединены с т входами элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, т+1-й вход которого соединен с прямым выходом знакового разряда статического регистра и через первый формирователь коротких импульсов - с первым входом первого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены с прямыми выходами соответственно второго и первого Я 5-триггеров, 5-входы которых соединены с выходами одноименных элементов ИЛИ, а Я-входы - с выходом первого элемента И-НЕ, инверсные выходы Я 5-триггеров соединены с входами второго элемента И-НЕ, выход которого соединен с управляющим входом блока запрета и первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с инверсным выходом знакового разряда статического регистра, а выход третьего элемента ИЛИ соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ, второй вход 10 которого соединен с инверсным выходомвторого Ю-триггера, информационные разряды статического регистра соединены с информационными входами блока запрета, выходы которого, а также выход второго элемента И-НЕ являются информационными выходами цифрового частотно-фазового дискриминатора, выход третьего элемента И-НЕ является выходом знакового разряда цифрового частотно-фазового дискриминатора, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости работы при расширении линейной зоны дискриминационной характеристики, в него дополнительно введены второй и третий формирователи коротких импульсов, при этом вход второго формирователя коротких импульсов соединен с прямым 25 выходом знакового разряда статическогорегистра, а выход - с третьим входом первого элемента ИЛИ, вход третьего формирователя коротких импульсов соединен с инверсным выходом знакового разряда статического регистра, а выход - с третьим вхо- ЗО дом второго элемента ИЛИ.Составитель А. Борисов Редактор Н.Марголииа Техред И. Верес Корректор М. Дем чик Заказ 4 ВЗЭ/54 Тираж 8 Б Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий