Фазовый дискриминатор

Союз Советскик Социалистических Республик,51)М. Кл.2 Н 03 Р . 13/00//а 01 В 25/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) ФАЗОВЫЙ ДИСХРИИИНАТОР Изобретение относится к электронной технике и предназначено для измерения сдвига фаз периодических сигналов при хаотическом пропадании одного 5из них.Известно устройство для измерениясдвига фазы между периодическими сигналами, содержащее формирователи дляполучения прямоугольных импульсов, 10триггер и элементы И 1,Недостатками этого устройстваявляются возможность работы толькопри периодических сигналах, а такжеотносительная сложность, 15Известно также устройство дляиндикации разбаланса фаз двух сигналов, содержащее преобразователи,блок управления, автоматический переключатель, двухполярный источник 20опорного напряжения, преобразователькод-напряжение, преобразователь кодсопротивление, интегратор, нуль-органрегистр памяти, счетчик, ключ, генератор опорной частоты 2, 25Недостатком этого устройства является сложность,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому устройствуявляется фазовый дискриминатор, содержащий три триггера, три элемента И, элемент ИЛИ и устройство синхронизации, состоящее из задающего генератора, управляющего элемента, делителя усредняющего узла 3,Недостатками этого устройства являются отсутствие эоны нечувствительности, отсутствие элемента определения знака, наличие раздельных выходов добавление и вычитание, которые усложняют и удорожают устройство.Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей при одновременном повышении надежности работы устройства Цель достигается тем, что в фазоч вый дискриминатор, содержащий два триггера, три элемента И, элемент ИЛИ, выход которого .соединен с первым входом первого триггера, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, блок синхронизации, состоящий из усредняющего узла, делителя частоты, задающего генератора и управляющего элемента, первый вход которого соединен с выходом задающего генератора, второй входс выходом усредняющего узла, входкоторого подключен к выходу первогоэлемента И, а выход соединен со входом делителя частоты, введены счетчик импульсов и элемент НЕ, причемвходная шина устройства соединенас первыми входами второго и третьегоэлементов И, второй вход второгоэлемента И подключен к выходу дели,теля частоты, второй и третий выходыкоторого соединены со входами элемен.та ИЛИ, и ко входу элемента НЕ, выход,которого соединен со вторым входом третьего элемента И, выход которого подключен к второму входу первого триггера и к первому входу счетчика импульсов, второй вход которогосоединен с выходом второго элементаИ, а выход - со входом второго триггера, выход которого подключен ктретьему входу управляющего элемента,первый вход которого соединен совторым входом первого элемента И,На чертеже изображена структурнаяэлектрическая схема фазового дискриминатора.Устройство содержит элемент.НЕ 1,элемент ИЛИ 2, элементы И 3 и 4,триггер 5, счетчик б импульсов, эле, мент И 7, триггер 8, блок 9 синхронизации, включающий в себя генератор10 задающий, элемент 11 управляющий,делитель 12 частоты, узел 13 усредняющий,Входная шина устройства соединенас первыми входами элементов И 3 и 4,второй вход элемента И 3 подключен кпервому выходу делителя 12 частоты,второй и третий .выходы которогосоединены со входами элемента ИЛИ 2,и ко входу элемента НЕ 1, выход которого соединен со вторым входом элемента И 4, выход которОго подключенко второму входу триггера 5 и кпервому входу счетчика б импульсов,второй вход которого соединен с выходом элемента И 3, а выход - с входом триггера 8, выход которого подключен к .третьему входу, управляющегоэлемента 11, первый вход которогосоединен со вторым входом элементаИ 7 и с выходом задающего генератора10, второй вход - с выходом усредняю щего узла 13, вход которого подключенк выходу элемента И 7, выход управляющего элемента 11 соединен со входомделителя частоты, выход элемента ИЛИ2 сЬединен с первым входом триггера5, выход которого подключен к первому .входу элемента И 7. Фазовый дискриминатор работает следующим образом.В исходном состоянии при отсутствии сигнала на входе устройства на выходе триггера 5 установлен низкий уровень импульсами с выхода делителя 12, Триггер 5 выполнен по схеме с раздельными входами, Выход триггера 5 соединен с входом элемента И 7,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 который, таким образом, закрыт дляпрохождения сигналов. Выход счетного триггера 8 несетинформацию о знаке рассогласованиявнутреннего и входного сигналов. Висходном состоянии счетчик б и триггер 8 устанавливаются в произвольноесостояние,Таким образом, в исходном состоянии устройства при отсутствии входного сигнала импульсы с выхода генератора 10 не проходят через элементИ 7 на вход усредняющего узла 13,знак рассогласования установлен произвольным,т,е. устройство фиксируетотсутствие рассогласования,что соответствует действительности,Рассмотрим работу устройства вслучае опережения входного сигналаотносительно сигнала с третьеговыхода делителя 12,Триггер 5 находится в исходномсостоянии до момента появления входного сигнала, который, проходя черезоткрытый элемент И 4, устанавливаетнавыходе триггера 5 высокий уровень,т.е, является разрешающим для элемента И 7, через который.на счетныйвход усредняющего узла 13 начинаютпроходить импульсы генератора 10,Импульс со второго выхода делителя12 устанавливает триггер 5 в исходное состояние, тем самым фиксируетсявеличина рассогласования входногосигнала относительно импульсов сэтого выхода делителя 12 Величинарассогласования преобразовываетсяв число импульсов на элементе И 7.Это число импульсов, соответствующее величине опережения входногосигнала, поступает на вход усредняющего узла 13.На первом выходе делителя 12 формируется сигнал зоны нечувствительности. При попадании входного сигнала в зону нечувствительности считается, что рассогласование входногои внутреннего сигналов в пределахдопуска, знак рассогласования выбранправильно, а процесс подстройкизакончен. При этом элемент И 3 находится на время эоны нечувствительности открытым и входной сигнал,.проходя через элемент И 3, сбрасывает счетчик б.Если входной сигнал не попадаетв зону нечувствительности, т,е.процесс подстройки идет в обратномнаправлении (знак рассогласованиявыбран не правильно) или еще незакончен, то к моменту прихода входного сигнала на первом выходе делителя 12 имеется низкий уровень, Соответственно на выходе элемента НЕ 1имеется высокий уровень, открывающий элемент И 4, Входной сигнал,проходя через элемент И 4, увеличивает содержимое счетчика б на едини 743163цу. Если в следующий период входной сигнал снова не попадет в зону чувствительности, то содержимое счетчика 6 опять увеличится на единицу. При правильно выбранном знаке рассогласования через несколько периодов 5 входной сигнал попадает в зону нечувствительности, При этом, как было показано выше, сигналом с первого выхода делителя 12 открывается элемент И 3 и входной сигнал обнуляет сче.тчик 6, При неправильно выбранном знаке входной сигнал не попадает в зону чувствительности и через несколько периодов счетчик 6 переполняется, а триггер 8 перебрасывается, При этом знак рассогласования меняется на правильный и через несколько периодов входной сигнал попадает в зону нечувствительности.В случае запаздывания входного сигнала относительно напряжения на третьем выходе делителя 12 работа фазового дискриминатора не отличается от случая рассмотренного выше, Триггер 5 остается в исходном состоянии до момента прихода входного сиг. - нала, не попадающего в зону нечувствительности, с приходом которого на ,выходе триггера 5 устанавливается высокий уровень, который поддерживается до момента прихода импульсов со второго выхода делителя 12, Определение знака рассогласования аналогично случаю, рассмотренному выше.КоэФфициент усреднения усредняюще го узла 13 численно равен количеству иМпульсов частоты задающего генератора 10 укладывающихся во временной интервал между импульсами со второго и третьего выходов делителя 12, 40Примен ение устройства поз вол яет решить задачу измерения сдвига фаз периодических сигналов при хаотическом пропадании одного из них проще, чем это делают известные устройства. Стоимость введенных устройств, счетчика,. элемента НЕ незначительная по сравнению со стоимостью реверсивных устройств, используемых в усредняющем узле известного тех- ф нического решения.Расширение функциональных возможностей, а именно определение не топько величины, но и знака рассогласования делает его. функционально законченным.Снижение времени переходного процесса цепей фазовой автоподстройки частоты способствует повышению надежности работы устройства.Формула изобретенияФазовый дискриминатор, содержащийдва триггера, три элемента И, элемент ИЛИ, выход которого соединен спервым входом первоготриггера,выходкоторого подключен к первому входупервого элемента И, блок синхронизации, состоящий из усредняющегоузла, делителя частоты, задающегогенератора и управляющего элемента,первый вход которого соединен с выходом задающего генератора, второйвход - с выходом усредняющего узла,вход которого подключен к выходу первого элемента И, выход управляющегоэлемента соединен со входом делителячастоты, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения функциональных возможностей при одновременном повышении надежности работы устройства, в него введены счетчик импульсов и элемент НЕ, причем входнаяшина устройства соединена с первымивходами второго и третьего элементовИ,.второй вход второго элемента Иподключен к первому выходу делителячастоты, второй и третий выходыкоторого соединены со входами элемен;та ИЛИ, и ко входу элемента НЕ, выход которого соединен со вторымвходом третьего элемента И, выходкоторого подключен ко второму входупервого триггера и к первому входусчетчика импульсов, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, а выход - с входом второготриггера, выход которого подключенк третьему входу управляющего элемента, первый вход которого соединен совторым входом первого элемента И,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР9411388, кл. С 01 Н 25/00, 20.07.71.2, Авторское свидетельство СССР9450113, кл, С 01 Н 25/08, 15,02.73.3, Авторское свидетельство СССРпо заявке 92465625/18-21,кл. 6 01 Н 25/00, 1977,743163 Составитель А.МамросенкоТехред Э Фечо Коррект Пожо едактор З.шубенк Заказ Зб 30 илиал ППП фПатент 1, г. Ужгород, Ул. Проектная, 4 ЦНИИПИ Государ по делам из 113035, Москва, Жираж 995 твенного бретений 35, Рауш Подписноекомитета СССРи открытийкая наб., д. 4/5