Фазовый детектор

3 15699Изобретение относится к радиотехНике и измерительной техншсе и может быть использовано в устройствах для Контроля фазового сдвига.Цель изобретения - повышение быС10 стродействия,На фиг,1 приведена Функциональная электрическая схема предлагаемого Фазового детектора; на. Фиг.2функциональная электрическая схемаФормирователя периодически линейнонарастающего напряжения:, на фигЗ;временные диаграммы, поясняющие ра,боту фазового детектора. 15Фазовый детектор содержит первый,сумматор б, первый инвертор 7 первый 8 и второй 9 формирователи периодически линейно-нарастающего напрякения, элемент ИСКЛЮЧЛЮЩЕЕ ИЛИ 1 О,второй 11 и третий 12 инверторы. 1(аждый Формирователь периодически линейно-нарастающего напряжения содержитЫ элементов 3 задержки, И компараторов 14 напряжения и сумматор 15.Фазовый детектор работает следующим образом. 30Входные сигналы с произвольной амплитудой поступают ца входы первого,8 и второго 9 формирователей периодически линейно-нарастающего напряжения,где преобразуются в пилообразные сиг 35налы единичной амплитуды и той же фазы (сриг,З а, б,в, г) После дифференцирования этих сигналов первым 3 и вторым с элементами диффере 1 гцированияпервый 1 и второй 2 ограничители амплитуды формируют на своих выходахво время парастания соответствующих входных сигналов иОв во времяспадания (Фиг.З д,е). Управляемыеинверторы 7, 1 и 12 инвертируют вход ные сигналы при подаче на управляющийвход сигнала логического "О" и не инвертируют входньсе сигналы при подаче на управляющий вход сигнала логиПэтому на выходах первого 7 и третьего 12 управляемых инвертопов формируются сигналы (сдвиг,.3 з,и)Эти сигналы поступают на первый итретий входы выходного сумматора б,где вычитаются. С помощью элементаИС 1 ПЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10 выделяются места,где входные сигналы (Фиг.З а,б) имеют разные знаки производных (Фиг.З ж).В этих местах в зависимости от зцака фазового рассогласования входных сигналов, который определяется триго ером 5 (фиг.З к), на второй вход выходного сумматора б подается корректирующий сигнал (Фиг.З л) с выхода второго инвертора 11, равный по абсолютной величине размаху сигналов на выходе формирователей 8 и 9 периодически линейно-нарастающего напряжения. Поэтому на выходе выходного сумматора 6 формируется напряжение (фиг,З м), величина которого пропорциональна Фазовому сдвигу входных сигналов. Поскольку в фазовом детекторе отсутствуют Фильтры нижних частот, то величина фазового сдвига определяется в реальном масштабе времени, а не с задержкой в несколько периодовТочность определения Фазового сдвига зависит от числа 11 элементов 13 задержки, входящих в состав Формирователей 8 и 9 периодически линейно-нарастающего напряжения, Эти формирователи являются функциональными преобразователями, передаточная функция которых всегда обратна Функции входного напряжения. Если входное напряжение представляет собой аналоговый сигнал, то элементы задержки - это линии задержки, если входное напряжение представляет собой сигналы, дискретизированные по времени и квантованные по амплитуде, то элементы задержки - это регистры сдвига.Определение сдвига Фаз между входными колебаниями сводится практически к определению разности напряжений между двумя пилообразными напряжениями нормированной амплитуды. После прохождения первого периода колебаний фазовый детектор измеряет сдвиг фаз входных сигналов за время С /время задержки одного элемента 13 задержки, т,е за 1/11 часть периода и, естественно, имеет в Б раз большее быстродействие, чем известный детектор, который измеряет фазовый сдвиг приблизительно за один период колебаний,Напряжение на Фиг.З м представлено в идеализированном виде, На самом деле оно имеет пульсирующий характер, причем размах пульсаций достигает величины 1/И, где 11 - количество элементов задержки в формирователе 8 или .9 периодически линейно-нарастающего напряжения.5 15 б 9939Формула изобретения Фазовый детектор, содержащий первый и второй ограничители амплитуды, первый и второй элементы дифференцирования, триггер,.выходной сумматор, первый вход которого соединен с выходом первого инвертора, и первый и второй формирователи периодически линейно-нарастающего напряжения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения быстродействия, введены последовательно соединенные элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и второй инвертор, выход которого соединен с вторым входом выходного сумматора, и третий инвертор, выход которого соединен с третьим входом выходного сумматора, при этом управляющий вход первого ин) вертора соединен с выходом первого ограничителя амплитуды и первыми входами триггера.и элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, управляющий вход второго инвертора соединен с выходом триггера,уп равляющий вход третьего инвертора соединен с выходом второго ограничителя амплитуды и вторыми входами триггера и элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а информационные входы первого и третьегоинверторов соединены с выходами соответственно первого и второго формирователей периодически линейно-нарастающего напряжения, входы которыхявляются соответственно первым и вторым входами фазового детектора, а выходы подключены соответственно к вхо-,дам первого и второго ограничителейамплитуды через первый и второй элементы диФференцирования, причем каждый формирователь периодически линейно-нарастающего напряжения выполненв виде последовательно соединенныхМ элементов задержки, выходы которыхподключены к первым входам М компараторов напряжения соответственно,вторые входы которых подключены квходу первого элемента задержки и сумматора, Н входов которого соединеныс выходами И компараторов напряжениясоответственно, при этом вход первогоэлемента задержки является входомформирователя периодически линейнонарастающего напряжения, выходом которого является выход сумматора.1569939 актор О,Головач орректор С,Черни одписно осударственного комитета по 113035, Москва, ЖГКНТ ССС тиям и4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгоро Гагарина, 101 Заказ 14 ВНИИПИ Г Ю