Поисковая система фазовой автоподстройки частоты

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 9 8 0 (1 А 1 и 4 Н 7 12 АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Мс р ватед кот об:В ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТ(54) ПОИСКОВАЯ СИСТЕМА ФАЗОВОЙ АВТО- ПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ(57) Изобретение позволяет повысить быстродействие и упростить устройство поиска системы фазовой автоподстройки частоты диапазонных генерато ров-синтезаторов частоты,Это достига ется путем повышения скорости сканирования управляемого генератора за счет изменения крутизны изменения вы ходного напряжения генератора пилооб разного напряжения, а также выполнением устройства с двумя петлями управления. Поисковая система фазовойавтоподстройки частоты содержит последовательно соединенные управляемый генератор 1, первый фазовый детектор 2, второй вход которого соединен с шиной 5 напряжения опорнойчастоты, первый фильтр 3 нижних частот, генератор 4 пилообразного напряжения, выход которого соединен свходом управляемого генератора 1, исоединенную с выходом управляемогогенератора 1 цепь, состоящую иэ последовательно включенных фазовращателя 6, второго фазового детектора 7,второй вход которого соединен с шиной 5 напряжения опорной частоты, втрого фильтра 8 нижних частот, нелинейного инерционного преобразоля 9 и сумматора 10, другой вхорого соединен с другим выходом первого фазового детектора 2, а выход -с другим входом генератора 4 пилоразного напряжения. 2 ил.1256200 Петля малой скорости поиска(фиг. 2) ПСФАПЧ содержит генератор4 О.12 опорной частоты, первый фазовый детектор, выполненный с дифференциаль- ным выходом, который содержит парные транзисторы 13 - 15, которые с нагруэочными резисторами 16 и 17 и гене ратором 12 опорной частоты по питанию включены последовательно; базовые резисторы 18 и 19 с делителями 20 и 21 напряжения и базовые резисторы 22 и 23 с делителями 24 и 25 напряже О ния, резисторы 26 и 27 для Формирования средней точки в выходном напряжении, разделительные конденсаторы 28 - 31; конденсатор 32 для развязки цепей питания между генератором 12 55 опорной частоты и первым фазовым детектором с дифференциальным выходом, общую ("земляную") шину 33, шину 34 Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано длясинхронизации частоты диапазонныхгенераторов через кольцо фазовой автоподстройки, в частности диапазонных генераторов синтезаторовчастоты.Цель изобретения - повьппение быстродеЯствия и упрощение системы.На фиг, 1 представлена структурная электрическая схема поисковой сис темы фазовой автоподстройки частоты(ПСФАПЧ); на фиг. 2 - пример конкрет,ного выполнения петли малой скоростипоиска ПСФАПЧ.ПСФАПЧ (Фиг. 1) содержит фазовое 15кольцо (петля малой скорости поиска),состоящее из управляемого генератора 1, первого Фазового детектора 2,первого фильтра 3 нижних частот игенератора 4 пилообразного напряже Ония, при этом второй вход первогофазового детектора 2 подключен к шине 5 напряжения опорной частоты,цепьиэ последовательно соединенных фазовращателя 6 второго фазового детектора 7, второй вход которого соединен с шиной 5 напряжения опорной час.тоты, второго фильтра 8 нижних частот, нелинейного инерционного преобразователя 9 и сумматора 10, выход которого подключен к второму входу генератора 4 пилообразного напряжения, а другой вход сумматора 10подключен к второму выходу первогофазового детектора 2. Выходной сигнал снимается с выходной шины 11,подключенной, например,к выходу управляемого генератора 1,питания, входную шину 35, на которую подается напряжение переменной частоты от управляемого генераторами пер" вый фильтр нижних частот, выполненный в виде интегрирующей цепочки С - конденсатор 36, резисторы 37 и 38, частотная характеристика которого формируется с учетом конденсаторов 39 и 40, инвертор, входящий в состав нелинейного инерционного преобразователя, выполненный на транзисторе 41, базовых резисторах 42 и 43, нагрузочном резисторе 44,содержит также входную шину 45; сумматор, содержащий диод 46, резистор 47, генератор пилообразного напряжения, содержащий дифференциальный усилитель 48, частотозадающие элементы 49 и 50, электронный ключ для формирования обратного хода "пилы" на транзисторах 51 - 54 резисторах 55 - 5 и делителе на резисторах 58 и 59, выходную шину 60.Токозадающий 61 и эмиттерный 62 резисторы включенные в цепи парных транэистЬров перво 1 о Фазового детектора с диффренциальным выходом(фиг. 2).Нелинейный инерционный преобразователь 9 выдает на своем выходе напряжение в случае, когда на входе отсутствует любое напряжение,. и наоборот выходное напряжение равно нулю, когда на входе грисутствует переменное напряжение или заданной полярности постоянное напряжение с величинами, превьппающими определенный пороговый уровень. Нелинейный инерционный преобразователь 9 обладает инерционным свойством, в силу которого на выходе удерживается некоторое время нулевое напряжение после падения входного напряжения, в частном случае нелинейный инерционный преобразователь 9 может содержать амплитудный детектор и инвертор.1 ПСФАПЧ работает следующим образом.,С начального момента прямого хода падающего пилообразного напряжения генератора 4 пилообразного нап:ряжения частота управляемого генератора 1 сканирует от своих больших -значений к меньшим, На выходе второго фазового детектора 7 величина частоты переменного напряжения, равная разности частоты управля"мого , генератора 1 и опорной частоты, подаваемой от шины 5 напряжения опорнойчастоты, превышает граничную частотувторого фильтра 8 нижних частот и вы 3 1256ходное напряжение последнего равно нулю,а напряжение нелинейного инерцион-.ного преобразователя 9 равно максимальному значению, Это максимальноенапряжение, приложенное через сумматор10 к второму входу генератора 4 пилообразного напряжения, создает такжемаксимальное входное дифференциальное напряжение, которое вызывает максимальную крутизну наклона пилообраз оного напряжения, следовательно, максимальную скорость сканирования частоты управляемого генератора 1.В момент времени, когда на выходевторого фазового детектора 7 величина частоты переменного напряжениясравнивается с граничной частотойвторого фильтра 8 нижних частот,навходе нелинейного инерционного преобразователя 9 появляется переменное напряжение. Величина граничнойчастоты второго фильтра 8 нижнихчастот выбирается несколько большеполосы захвата фазового кольца,Благодаря Функциональным свойствам нелинейного инерционного преобразователя9 на его выходе напряжение падаетдо нуля, следовательно, входное дифференциальное напряжение (постояннаясоставляющая генератора 4,пилообразного напряжения) также падает до нуля,а крут узна наклона пилообразногонапряжения - до минимального необходимого значения, но не до нуля,скорость сканирования частоты управляемого генератора 1 - от своего мак симального до минимального значения,величина которого выбирается менеекритического значения. При этом переменное напряжение, поступающее с второго выхода первого фазового детектора 2 через сумматор 10 на второйвход генератора 4 пилообразного напряжения, на последний не оказываетвлияния, так как постоянная времениинтегратора, который содержится в 45генераторе 4 пилообразного напряжения, превышает период переменноговХодного напряжения, величина частотыкоторого также равна разности часто.ты управляемого генератора 1 и опорной частоты,Переменное напряжение, поступающее с первого выхода первого фазового детектора 2 через первый фильтр 3 55 ,нижних частот на первый вход генератора 4 пилообразного напряжения,имеет уровень, определяемый частотной 200 4характеристикой первого фильтра 3 нижних частот.Несмотряна наличие на входе генератора 4 пилообразного напряжения переменного напряжения выходное пилбобразное напряжение последнего продолжает падать (при этом на него накладывается ослабленное первым фильтром 3 нижних частот переменное напряжение первого фазового детектора 2), что обеспечивает дальнейшее сканирование частоты управляемого генератора 1.Как только частота управляемогогенератора 1 войдет в полосу захвата, происходит захват фазового кольца, После окончания переходного процесса дифференциальное постоянноевходное напряжение генератора 4,пилообразного напряжения приблизительно равно дифференциальному выходному напряжению первого фазового детектора 2 и по величине (с учетом знака) менее порогового входного напряжения генератора 4 пилообразного напряжения, но значительно более минимального значения выходного напряжения первого фазового детектора 2.Это соответствует фазовому сдвигумежду напряжением управляемого генератора 1 и напряжением опорной частоты, приблизительно равного 90знак зависит от характеристики управляемого генератора 1, а абсолютноезначение напряжения на выходе второго фазового детектора 7 приблизительно равно его максимальному значению,это состояние соответствует фазовомусдвигу между напряжением управляемо"го генератора 1 и напряжением опорной частоты, равным 0 или 180Разность фазовых сдвигов напряженияуправляемого генератора 1 приблизиотельно равна + 90 и обеспечивается фазовращателем 6. Нелинейный инерционный преобразователь 9 под воздействием выходного напряжения второго фазового детектора 7 продолжаетобеспечивать выходное напряжение,равным нулю, чем обеспечивается режимсопровождения ПСфАПЧ,формула и з о б р е т е н и яПоисковая система фазовой автоподстройки частоты, содержащая последовательно соединенные управляемый генератор, первый фазовый детектор,второй вход которого соединен с шиной3 1 напряжения опорной частоты, и первый фильтр нижних частот, а также после- довательно соединенные фазовращатель, вход которого подключен к выходу управляемого генератора, второй фазовый детектор, второй вход которого соединен с шиной напряжения опорной частоты, второй фильтр нижних частот и нелинейный инерционный преобразователь, сумматор и генератор пилообразного напряжения, о т л и ч а- . ю щ а яс я тем, что, с целью повыСоставитель Б,Ефнов Корректор дакт ож Подписноеета СССРтийнаб д. 4/ енног тений 5, Ра коми т ая предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 олиграфи изводств аэ 483 б/57 ТирВНИИПИ Государспо делам изоб113035,.Москва, Ж 256200 вщения быстродействия и упрощения,выход первого фильтра нижних частотподключен к первому входу генераторапилообразного напряжения, второйвход которого соединен с выходом сумматора, а выход - с входом управляемого генератора, при этом второйвыход первого фазового детектора под-,ключен к первому входу сумматора,0 второй вход которого подключен к выходу нелинейного инерционного преобразователя,