Частотно-фазовый компаратор

) (11) 03 О 13/00 ОБРЕТЕ ПИ АНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВтОРС 0 МУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Научно-исследовательский институт вычислительной техники(56) Авторское свидетельство СССРМ 983978, кл. Н 03 О 13/00, 1981.(57) Изобретение относится к технике измерения частот и фаз импульсных сигналов иможет быть использовано в системах синхронизации двоичной информации, воспроизводимой с носителя магнитной записи.Цель изобретения - повышение точности фазового сравнения за счет уменьшения зоны нечувствительности. Частотно-фазовый компаратор содержит первый и второй триггеры 1 и 2, элемент 3 совпадения, выполненный с использованием элемента И-НЕ, первый выход 4 частотно-фазового компаратора, одновибратор 5, первый вход 6 устройства, третий триггер 7, элемент ИЛИ 8, . инвертор 9, элемент И 10, второй выход 11 устройства, второй вход 12 устройства, шина 13 управляющего сигнала. Цель достигается за счет того, что при нулевой разности фаз, входных сигналов осуществляется формирование выходных импульсов равной длительности. 4 ил,Изобретение относится к технике измерения частот и фаз импульсных сигналов и может быть использовано в системах синхронизации двоичной информации, воспроизводимой с носителя магнитной записи.Цель изобретения - повышение точности фазового сравнения за счет уменьшения зоны нечувствительности.На фиг.1 приведена структурная электрическая схема частотно-фазового компаратора; на фиг.2,3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства в режиме частотно-фазового сравнения; на фиг.4 - временные диаграммы поясняющие работу устройства в режиме фазового сравнения.Частотно-фазовый компаратор содержит первый и второй триггеры 1 и 2, элемент 3 совпадения, выполненный на элементе ИНЕ, первый выход 4 частотно-фазового компаратора, одновибратор 5, первый вход 6 устройства, третий триггер 7, элемент ИЛИ 8, инвертор 9, элемент И 10, второй выход 11 устройства, второй вход 12 устройства, шина 13 управляющего сигнала.Частотно-фазовый компаратор работает следующим образом,В зависимости от уровня управляющего сигнала на шине 13 фиг.2, 3 А частотно-фазовый компаратор производит сравнение входных сигналов поступающих на первый вход 6 и второй вход, 12, либо по частоте и фазе, либо только по фазе фиг. 2. 3 Б, В. Результат сравнения представляется шириной импульсов, образующихся на первом и втором выходах 4 и 11 фиг,2, 3 Ж, Е.В режиме частотно-фазового сравнения уровень управляющего сигнала на шине 13 соответствует "1", Этот уровень удерживает во взведенном состоянии третий триггер 7, фиг,2, 3 Д в сброшенном состоянии одно- вибратор 5 фиг.2, 3 Г и не мешает работе второго триггера 2. Уровень "1" с выхода третьего триггера 7 не мешает прохождению сигналов сброса с выхода элемента совпадения 3 фиг.2, 3 И через элемент И 10, а "О" с выхода одновибратора 3 не мешает прохождению сигналов с выхода второго триггера 2 через элемент ИЛИ 8 на второй выход устройства фиг,2, 3 Ж,Ситуация, когда частоты сравниваемых сигналов не равны, показана на фиг.2, Пусть частота входных сигналов Б на первом входе 6 ниже частоты опорных сигналов на втором входе 12, Из-за неравенства сравниваемых частот второй триггер 2 всегда взводится раньше первого триггера 1 и на его выходе образуется последовательность импульсов разной ширины, которая через элемент ИЛИ 8 проходит на второй выход устройства 11. Начало этих импульсов, отмеченных на диаграмме фиг.2 Ж косой штриховкой, совпадает с моментом поступления сигнала большей частоты фиг.2 5 В, а конец с моментом поступления импульсов фиг.2 Б меньшей частоты. Сброс первого и второго триггеров 1 и 2 происходит после того, как они оба окажутся взведенными. При этом элемент совпадения 3 фик сирует совпадение единичных логическихуровней на выходах первого и второго триггеров 1 и 2 и вырабатывает импульс фиг.2 И сброса, который, проходя через элемент И 10, сбрасывает первый и второй триггеры 1 15 и 2. Таким образом в рассмотренной ситуации на втором выходе 11 вырабатываются импульсы фиг,2 Ж длительностью, равной текущей задержке Л 1 (фиг.2) сигнала Б относительно сигнала В. На первом выходе 4 20 вырабатываются импульсы, длительностькоторых равна сумме задержек элемента совпадения 3, элемента 10 и первого триггеоа 1. В случае, когда частота сигналов фиг,2 Б выше частоты сйгналов фиг.2 В, 25 последовательность импульсов будет образовываться уж на первом выходе 4,Если частоты сравниваемых сигналовравны, устройство осуществляет сравнивание их фаз, На фиг,З показаны три харак- ЗО терных случая: входной сигнал фиг.З Бопережает опорный сигнал фиг.З В ( ЬрО); сигнал фиг.З Б отстает от сигналов фиг.З В ( Лр, О); сравниваемые сигналы приходят одновременно ( Ьр = 0 ). В 35 первом случае импульсы с длительностьюЛ 1 образуются на первом выходе 4, во-втором на втором выходе 11, В случае синфазности сравниваемых сигналов на первом и втором выходах 4 и 11 получаются импульсы, 40 длительности которых равны сумме задержки элемента совпадения 3, элемента И 10 и первого и второго триггеров 1 и 2 (они далее компенсируются).В режиме только фазового сравнения 45 уровень управляющего сигнала фиг.4 А нашине 13 нулевой. Этотуровень обеспечивает нулевое состояние второго триггера 2 и разрешает работу третьего триггера 7 и одновибратора 5, При этом "0" с выхода второ го триггера 2 не препятствуетпрохождению сигналов через элемент ИЛИ 8 с выхода одновибратора 5 на второй выход 11 устройства и устанавливает на выходе элемента 3 (фиг.4 и) уровень "1", который немешает прохождению импульсов сброса с третьего триггера 7 на Я-вход первого триггера 1.В этом режиме устройство работает следующим образом.На первый вход 6 устройства поступают импульсы фиг.4 Б информационного кода, расположенные на случайном расстоянии друг от друга, а на второй вход 12 опорный сигнал фиг,4 В. Каждый импульс фиг,4 Б 5 взводит первый триггер 1 и запускает одно- вибратор 5, длительность импульса фиг.4 Г которого равна половине периода опорного сигнала. "1" с выхода первого триггера 1 разрешает сброс третьего триггера (фиг.4 д) 10 который происходит в момент прихода среза импульса опорного сигнала. Это в свою очередь приводит к сбросу триггера 1, который приводит в исходное состояние третий триггер 7, Сигнал ошибки в предлагаемом 15 устройстве, представляется в виде разности длительности двух импульсов фиг.4 Е и Ж, ширина первого из которых равна задержке между фронтом входного импульса и срезом импульса опорного сигнала. 20По сравнению с прототипом в предлагаемом частотно-фазовом компараторе исключена зона нечувствительности, вызванная неопределенностью при одновременном срабатывании триггеров, Это 25 преимущественно при сохранении достоинств прототипа позволяет использовать устройство в качестве датчика рассогласования системы фазовой синхронизации информации, воспроизводимой с магнитного 30 носителя. Формула изобретения Частотно-фазовый компаратор, содержащий первый и второй триггеры, Р-входы которых объединены, а выходы подключены к входам элемента совпадения, одновибратор, вход запуска которого является первым входом компаратора, и третий триггер, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности фазового сравнения за счет уменьшения зоны нечувствительности, в него введены элемент ИЛИ, инвертор и элемент И, причем первый и второй входы элемента ИЛИ соединены с выходами второго триггера и одновибратора соответственно, С - вход второго триггера является вторым входом компаратора и через инвертор соединен с С-входом третьего триггера, выходы третьего триггера и элемента совпадения соединены с входами элемента И, выход которого соединен с Р-входом первого триггера, причем О-входы второго и третьего О-триггеров и вход сброса одновибратора соединены с шийой управляющего сигнала О- и С-входы первого триггера соответственно соединены с шиной логической единицы и первым входом устройства, а Я-вход третьего триггера соединен с первым выходом устройства и выходом первого триггера, выход элемента ИЛИ является вторым выходом компаратора.ставитель А.Колос Соедактор М.Товтин Техред М. М оргентал Корректор М,Максимишине каз 3716 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 45 дственно-издательский комбинат "Патент", г. Уж л, Гагарина, 101