Способ управления фазой колебаний генератора и устройство для его осуществления

(51)4 НОЗ К 70 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ Д ВТОРСН ы итут радиоэлек- Янгеля Моисеев ельство СССР7/04, 07.05.73.ьство СССР7/04, 20.06.77,(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ФАЗОЙ КОЛЕБАНИЙ ГЕНЕРАТОРА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГООСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение о ной технике и може но в системах прео мации для формиров носится к импульс быть использ оваразования инфорния азомодулиро(56) Авторское свидет372671, кл. Н 03 КАвторское свидетел677089, кл. Н 03 К ВИДЕТЕЛЬСТВУ ванных сигналов, Цель изобретениярасширение диапазона измерения фазколебаний управляемого генератора.Устройство содержит генератор 1 опорной частоты, делитель 3 частоты, дешифратор 5, триггер 7, фазовый детектор 9, сумматор 10, цифроаналоговыйпреобразователь 11, фильтр 14 нижнихчастот и управляемый генератор 17.Введение реверсивных счетчиков 2 и12, счетчиков б, 13 и 16, мультиплексора 4, элемента б совпадения, делителя 15 частоты и многовходовогоэлемента 18 позволяет одновременноосуществлять временной сдвиг определенной величины сигнала обратнойсвязи и уменьшить до начального значения управляющего напряжения на входе управляемого генератора системуфазовой автоподстройки частоты.2 с.п. ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах преобразования информации для формирования фазомодулиро-, ванных сигналов.Целью изобретения является расширение диапазона изменения Фазы колебаний управляемого генератора путем осуществления одновременного временного сдвига определенной величины сигнала обратной связи и до начального значения управляющего напряжения на входе управляемого генератора системы Фазовой автоподстройки частоты.Способ управления фазой колебаний генератора включает сравнение по Фазе сигналов частоты и обратной связи, сложение результирующего сигнала с управляющим напряжением, формирование управляющего напряжения в виде периодического ступенчатого сигнала, который изменяют до своего начального значения в моменты достижения фазой выходного сигнала значений, кратных 25 низкочастотную фильтрацию суммар" ного сигнала, управление отфильтрованным сигналом фазой колебаний генератора, Формирование сигнала обратной связи путем деления частоты выходного сигнала и временной сдвиг сиг нала обратной связи на величину, прямо пропорциональную периоду частоты опорного сигнала и обратно пропорциональную коэффициенту деления частоты выходного сигнала, причем временной ,сдвиг производят одновременно с изменением управляющего напряжения,На чертеже приведена функциональная схема устройства для управления ,Фазой колебаний генератора.Устройство содержит генератор 1 опорной частоты, реверсивный счетчик 2, делитель 3 частоты, мультиплексор 4, дешифратор 5, счетчик 6, триггер 7, Фазовый детектор 8, элемент 9 совпадений, сумматор 10, цифроаналоговый преобразователь 11, реверсивный счетчик 12, счетчик 13, фильтр 14 нижних частот, делитель 15 частоты, счетчик 16, управляемый генератор 17, многовходовый элемент 18 совпадений, причем последовательно соединены генератор 1 опорной частоты, Фазовый детектора 8, сумматор 10, фильтр 14 нижних частот, управляемый генератор 17, делитель 15 частоты, выход которого соединен с синхрони На соответствующие входы реверсивных счетчиков 2 и 12 поступают сигналы установки знака изменения фазы, при этом эти счетчики считают в соответствующем направлении. Триггер 7 находится в исходном состоянии уст 55 зирующим вхсдом дешифратора 5 ивходом счетчика 6, разрядные выходыкоторого соединены с входами дешифратора 5, выходы которого соединеныс информационными входами мультиплексора 4, управляющие входы которогосоединены с разрядными выходами реверсивного счетчика 2, а выход - свторым входом фазового детектора 8 10 и входом делителя 3 частоты, выходкоторого соединен с первым входомэлемента 9 совпадений, второй входкоторого соединен с выходом триггера 7, а выход - с входом счетчика13 и реверсивного счетчика 12, разрядные выходы которого через цифроаналоговый преобразователь 11 соединены свторым входом сумматора 10, а выходпереполнения - с входом реверсивного 20 счетчика 2 и входом счетчика 16, разрядные выходы которого соединены спервыми входами многовходового элемента 18 совпадений, вторые входыкоторого соединены с разрядными выходами счетчика 13 а выход - с входомустановки вдоль триггера 7, вход установки в единицу которого соединенс шиной запуска устройства, а входыпрямого и обратного счета реверсив- ЗО ных счетчиков 2 и 12 соединены с шинами установки знака изменения фазыколебаний управляемого генератора 17.Устройство управления фазой колебаний генератора работает следующим 35 образом.В исходном состоянии напряжениена выходе цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 11 равно нулю, а навыходе фазового детектора 8 - некото рому значению Н. Изменение выходного напряжения ЦАП 11 от 0 до Цщ,.приводит к изменению фазы колебанийуправляемого генератора 17 на 2 Ф.Величина требуемого изменения фазы 45 в цифровом коде записывается в счетчики 13 и 16, причем емкость счетчика 12 И, определяет необходимую точность установки фазы колебаний управляемого генератора 173, гдето= 2 н/Х,.50 Емкость счетчика 16 М определяетмаксимальную величину изменения фазы колебаний управляемого генератора 17.3 13024 ройства в нулевом положении, Началь-, ная фаза колебаний управляемого генератора 17 определяется суммарным напряжением с выходов Фазового детектора 8 и ЦАП 11 и равна Ч,.При поступлении команды "Пуск" переключается в единичное состояние триггер 7, открывается элемент 9 совпадений и на вход реверсивного счетчика 12 поступают импульсы с выхода 10 делителя 3 частоты. Состояние реверсивного счетчика 12 определяет выходное напряжение ЦАП 11, которое изменяется ступенчато от нуля до максимального значения. Так как система 15 фазовой автоподстройки частоты управляемого генератора 17 замкнута, тотота равнаККс где оп частота генератора 1 опорной частоты, К - коэффициент деления делите ля 15 частоты, а К - коэффициент пересчета счетчика 6, и напряжение на выходе фазового детектора 8 будет .изменяться за счет изменения фазы колебаний управляемого генератора 1-725Когда количество импульсов, поступивших на вход реверсивного счетчика 12, достигает значений Б 1, он возвращается в исходное состояние и напряжение на выходе ЦАП 11 скачком изме няется до первоначального (нулевого) значения. Одновременно на единицу изменяется состояние счетчика 16. Для того, чтобы система фазовой автоподстройки частоты не отработала скачок напряжения на выходе ЦАП 11, в цепи обратной связи в этот момент происходит временной сдвиг сигнала на величину Т , Равную Тс Ток ККсчгде Тш - период опорной частоты. 40 При этом скачок напряжения с выхода ЦАП 11 компенсируется изменением постоянной составляющей сигнала с выхода Фазового детектора 8.45Если инерционность системы Фазовой автоподстройки частоты на порядок и более больше времени коммутации устройства сдвига и времени уменьшения выходного напряжения ЦАП 11, то фаза колебаний управляемого генератора 17 не изменится. Это условие обеспечивается включением фильтра нижних частот на выходе сумматора; Физически изменение временного положения импульсов в цепи обратной связи осуществляется за счет связи выхода переполнения реверсивного счетчика 12 с входом реверсивного счетчи 24 4ка 2, выходы которого подключены к управляющим входам мультиплексора 4.При поступлении импульса на вход реверсивного счетчика 2 происходит изменение кода на его разрядных выходах и на выход мультиплексора 4 поступит сигнал с соответствующего входа: на один такт раньше или позже в зависимости от знака изменения фазы. Значение Т формируется выбором величины коэффициента пересчета счетчика 6 и числом разрядов дешифратора 5. После сдвига сигнала обратной связи напряжение на выходе ЦАП 11 снова начинает ступенчато возрастать и фаза колебаний управляемого генератора 17 продолжает изменяться в ту же сторону. Аналогичным образом Фаза колебаний управляемого генератора 17 будет изменяться Ь раз, где Ь - число, записанное в счетчике 1 б.При совпадении единичных состояний счетчиков 13 и 16 на выходе многовходового элемента 18 совпадений появится единичный сигнал, который установит триггер 7 вновь в нулевое состояние и поступление импульсов на вход реверсивного счетчика 12 прекратится. Аналогично устройство работает при другом знаке изменения фазы, но в этом случае в исходном состоянии на выходе ЦАП 11 напр- жение равно не нулью, а смакеВеличина изменений фазы колебаний управляемого генератора 17 определяется соотношением2 ф4= 2 РЬ + РИюгде Р - число, записанное в счетчике 13.Таким образом, введение .новых операций и новых узлов и связей в способ и устройство для управления фазой колебаний управляемого генератора позволяет обеспечить высокую точность изменения фазы за счет использования многоразрядного цифроаналогового преобразователя и широкие пределы изменения фазы при использовании многоразрядных счетчиков.Ф о р м у л а изобретения1. Способ управления фазой коле-баний генератора, включающий непре02424 Составитель Е. БорзовТехред М,Ходанич Корректор Г.Решетник Редактор А.Шандор Заказ 1224/55 Тираж 902 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 5 13 рывное изменение управляющего напряжения на его входе, формирование сигнала обратной связи путем деления частоты его выходного сигнала, сравнение по фазе сигналов обратной связи и опорных частоты, низкочастотную фильтрацию и суммирование, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона изменения фазы, формируют управляющее напряжение в виде периодического ступенчатого сигнала, суммируют его с результирующим сигналом от сравнения по фазе сигналов обратной связи и опорной частоты, проводят низкочастотную фильтрацию суммарного сигнала и управляют этим сигналом изменениями фазы, причем в моменты дости - жения фазой колебаний генератора значений, кратных 2, проводят временной сдвиг сигнала обратной связи на величину, прямо пропорциональную периоду опорной частоты и обратно пропорциональную коэффициенту деления частоты выходного сигнала, при этом одновременно уменьшают управляющее напряжение до своего исходного значения.2. Устройство для управления фазой колебаний генератора, содержащее соединенные последовательно управляемый генератор и первый делитель частоты, соединенные последовательно генератор опорной частоты и фазовый детектор, сумматор и фильтр нижних частот, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения диапазона изменения фазы, в него до - полнительно введены три счетчика, два реверсивных счетчика, мультиплексор, второй делитель частоты, элемент совпадений, многовходовый элемент совпадений, триггер и цифроаналоговый преобразователь, выход которого подключен к первому входу сумматора, второй вход которого соединенс выходом фазового детектора, а выход - с фильтром нижних частот, выход которого соединен с управляющимвходом управляемого генератора, приэтом выход первого делителя частоты 10 соединен со стробирующим входом дешифратора и входом первого счетчика,разрядные выходы которого соединеныс входами дешифратора, выходы которого соединены с информационными вхо дами мультиплексора, управляющиевходы которого соединены с разрядними выходами первого реверсивногосчетчика, а выход - с вторым входомфазового детектора и входом второго 20 делителя частоты, выход которого соединен с первым входом элемента совпадений, второй вход которого соединен с выходом триггера, а выход - свходами второго счетчика и второгореверсивного счетчика, разрядные выходы которого соединены с входамицифроаналогового преобразователя, авыход переполнения - с входом первого реверсивного счетчика и входом 30 третьего счетчика, разрядные выходыкоторого соединены с первыми входамимноговходового элемента совпадений,вторые входы которого соединены сразрядными выходами второго счетчика,а выход - с входом установки триггера в ноль, вход установки в единицу которого соединен с шиной запуска устройства, причем входы прямогои обратного счета обоих реверсивных 40 счетчиков соединены с шинами установки знака изменения фазы колебанийуправляемого генератора.