Устройство синхронизации по несущей частоте

СО 2 ОЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 092 (22) 32522 Н 04 1. 7/02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(46) 15.11.84. Бюл, В 42 (72) О.Д. Купеев, А.И. Королев, Ю.А. Лобанов и Э.А. Чуйко (71) Минский радиотехнический институт(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 811503, кл. Н 04 1, 27/18, 1977.2. Авторское свидетельство СССР 9 612717, кл. Н 04 1. 7/02, 1976 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО СИНХРОНИЗАЦИИ ПО НЕСУЩЕЙ ЧАСТОТЕ, содержащее управ. ляемый генератор фазорасщепитель, блок определения Фазы входного сигнал первый вход которого является входом устройства, и последовательно соединенные фазовый детек гор и фильтр нижних частот, а также индикатор захвата синхрониэма, выход которого подключен к первым входам первого и второго ключей и к первым входам первого и второго блоков совпадения, выходы которых через блок памяти подключены к первому и второму входам коммутатора, к соответствующим входам которого подключены выходы фазорасщепителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения времени вхождения в синхронизм, введены кодопреобразователь,фазовращатель,последовательно соединенные кварцевый гене-, ратор и формирователь интервала анал 2- эа, а также последовательно соединенные счетчик, цифроаналоговый преобразователь и сумматор, к второму входу которого подключен выход фильтра нижних частот, а выход сумматора через управляемый генератор подключен к входу фазорасщепителя, выходы которого подключены к дополнительным входам блока определения фазы входного сигнала, выходы которого через кодопреобразователь подключены к вторым входам первого и второго блоков совпадения, при этом Е первый и второй выходы формирователя интервала анализа подключены соответственно к вторым входам первого и второго ключей, выходы которых подключены к входам счетчика, а Я третий выход формирователя интервала анализа подключен к второму входу блока определения-фазы входного сигнала, причем выход коммутагора подключен к первому. входу фаювого детектора и через фазовращатель к первому входу индикатора захвата синхронизма, второй вход которого объедИнен с третьим входом первого ключа, с вторым входом фазового детектора и входом устройства.Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано для синхронизации по несущей частоте в устройстве передачи данных в системах сбора и обработки информации и в системах коммутации связи.Известно устройство выделения опорного колебания из фаэоманипулированного принимаемого си. нала, содержащее последовательно соединенные 10 фильтр нижних частот, управляемый генератор и два перемножителя, первые входы которых объединены, а выходы подключены к входам соответствующих интеграторов, причем выход 15 основного фазовращателя соединен с вторым входом соответствующего пере- множителя, а на установочные. входы интеграторов подан синхронизирующий сигнал, а также дополнительный фазо вращатель, сумматор и два управляемых Фазовращателя, входы которых соединены соответственно с выходами управляемого генератора и интеграторов, входы которых соединены с 25 входами сумматора, выход которого подключен к входу фильтра нижних частот, при этом выходы управляемых фазовращателей соединены соответственно с входами основного и дополни- З 0 тельного фазовращателей, выход которого подключен к второму входу ооответствующего перемножителяОднако известное устройство обладает большим временем вхождения . в синхронизм,Наиболее близким к предлагаемому по техническому решению является устройство синхронизации по несущей частоте, содержащее управляемый генератор, фазорасщепитель, блок определения фазы входного сигнала, первый вход которого является входом устройства, и последовательно соеди-, ненные фазовый детектор и фильтр нижних частот, а также индикатор захва-, та синхронизма, выход которого подключен к первым входам первого и второго ключей и к первым входам первого и второго блоков совпадения, выходы которых через блок памяти подключены к первому и второму входам коммутатора, к соответствующим входам которого подключены выходы фазорасщепителя, при этом выход удрав ляемого генератора непосредственно и через первый делитель подключен соответственно к второму и третьему входам первого ключа и первому входу индикатора захвата синхронизма, а вход устройства через второй делитель соединен с вторым входом второго ключа, к третьему входу которого подключен выход коммутатора 2 .Недостатком известного устройства синхронизации по несущей частоте является длительное время вхождения в синхрониэм.Цель изобретения - уменьшение времени вхождения в синхронизм. Поставленная цель достигается тем, что, в устройство синхронизации по несущей частоте, содержащее управляемый генератор, фаэорасщепитель, блок определения фазы входного сигнала, первый вход которого является входом устройства, и последовательно соединенные фазовый детектор и фильтр нижних частот, а также индикатор захвата синхронизма, выход которого подключен к первым входам первого и второго ключей и к первым входам первого и второго блоков совпадения, выходы которых через блок памяти подключены к первому и второму входам коммутатора, к соответствующим входам которого подключены выходы фазорасщепителя, введены кодопреобразователь, фазовращатель, последовательно соеди-. ненные кварцевый генератор и формирователь интервала анализа, а также последовательно соединенные счетчик, цифроаналоговый преорразователь и сумматор, к второму входу которого подключен выход фильтра нижних частот, а .выход сумматора через управляемый генератор подключен к входу фазорасщепителя, выходы которого подключены к дополнительным входам блока определения фазы входного сигнала, выходы которого через кодопреобраэователь подключены к вторым входам первого и второго блоков совпадения, при этом первый и второй выходы формирователя интервала анализа подключены соответственно к вторым входам первого и второго ключей, выходы которых подключены к входам счетчика, а третий выход формирователя интервала анализа подключен к второ му входу блока определения фазы входного сигнала, причем выход коммутатора подключен к первому входу фазового детектора и через фазовращатель к первому входу интервала захвата синхронизма, второй вход которого объединен с третьим входом первого ключа, с вторым входом фазового детектора и входом устройства.На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства 5синхронизации по несущей частоте,Устройство синхронизации по несущей частоте содержит фазовый детектор 1, фильтр 2.нижних частот, сумматор 3, управляемый генератор 4, фазорасщепитель 5, блок 6 определенияфазы входного сигнала, кодопреобразователь 7, первый 8 и второй 9блоки совпадения, блок 10 памяти,коммутатор 11, фазовращатель 12, индикатор 13 захвата синхронизма, первый 14 и второй 15 ключи, счетчик16, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 17, формирователь 18 интервала анализа, кварцевый генератор 19.Фазовый детектор 1 служит дляформирования сигнала Фазовой ошибки,Реализуется на основе сумматорапо модулю два. Фильтр 2 нижних частот кольца ФАПЧ предназначен дляобеспечения Фильтрующих и динамических свойств устройства. Реализуетсяна основе пропорционально интегрирую.щего КС-фильтра нижних частот. 30Сумматор 3 служит для суммирования двух сигналов: сигнала с выходафильтра 2 нижних частот и с выходацифроаналогового преобразователя 17и выполняется на основе резисторнойсхемы суммирования,Управляемый генератор 4 преднаэначен для выработки опорного сигнала,частота которого соответствует частоте входного сигнала. Реализуетсяна основе управляемого варикапом1.С-генератора.Фазорасщепитель 5 служит для формирования сигналов опорной частотыс фазой 0; н/2; 1; 3/2 н, необхо-45димых для измерения и реализуется наоснове линии задержки, выполненнойбез отрезка коаксиального кабеля илогических элементов в базисеИ-ИЛИ-НЕ.Блок 6 определения фазы входного сигнала реализуется на основе сумматоров по модулю два, интеграторов,выполненных на КС-Фильтрах нижних частот со сбросом, и пороговых диффе ренциальных усилителей.Кодопреобразователь 7 служит для Формирования двоичного кода, соответствующего области значения Фазы входного сигнала, Реализуется на логических элементах И-ИЛИ-НЕ.Первый О и второй 9 блоки совпадения предназначены для отключенияизмерителя фазы в режиме синхронизмаи блокировки блока 10 памяти, Реали.зуются на логических элементах И-НЕ,Блок 10 памяти, или стабильныйэлемент, необходим для записи двоичного кода, поступающего с кодопреобразователя. Реализуется на 0"триггерах и логических элементах И-ИЛИ-НЕ.Коммутатор 11 служит для подключения к фазовому детектору сигнала суправляемого генератора с фазой,соответствующей фазе входного сигнала.Реализуется на логических элементахИ-ИЛИ-НЕ,Фазовращатель 12 предназначен дляФормирования сигнала с Фазовым сдви/гом, отличающегося на и /2 от фазысигнала управляемого генератора 4, иреализуется на линии задержки, выiолненной в виде отрезка из коаксиального кабеля РК.Индикатор 13 захвата синхрониэма служит для принятия решения облокировке устройств установки час"таты и фазы. Индикатор 13 захватасинхронизма реализуется в виде сумматора по модулю два, фильтра нижнихчастот и усилителя-ограничителя.Первый 14 и второй 15 ключи предназначены для отключения измерителячастоты в режиме синхронизма и реализуются на комбинационной схеме, выпол"ненной на логическйх элементах ИЛИ-НЕ.Счетчик 16 служит для подсчета импульсов эа время анализа Т и реализуется на счетных триггерах, выполненных с помощью П-триггеров, охваченных обратной связью.ЦиФроаналоговый преобразователь 17предназначен для формирования напряжения, соответствующего частоте входного сигнала. Реализуется на основерезисторного сумматора, выполненногопо цепочечной схеме КК,Формирователь 18 интервала анализапредназначен для сброса интегратораблока 6. определения фазы входного сигнала и установки счетчика 16 в нулевое состояние, реализуется в виде счетчика с последовательным переносом,выполненным на Э-триггерах, охваченныхобратной связью, и дешифратора, задающего коэффициент счета, 1124440Кварцевый генератор 19 служит формирователем высокостабильной частоты, необходимой для измерения частоты и фазы, т.е. для формирования времени анализа Т, Реализуется на 5 дифференциальном усилителе с кварцем , в цепи обратной связи (по схеме Ваттлера) .Устройство синхронизации по несущей частоте работает следующим образом.В режиме захвата оценка несущей частоты происходит следующим образом.формирователь 18 интервала анализа устанавливает счетчик 16 в нулевое состояние. Счетчик 16 начинает считать количество периодов входного сигнала на интервале анализа, который Формируется кварцевым генератором 19 и счетчиком интервала анализа в формирователе 18 интервала анализа. Количество подсчитанных периодов входного сигнала со счетчика 16 поступает в ЦАП 17, где преобразуется в напряжение, соответствующее несущей частоте входного сигнала. Это напряжение через сумматор 3 подается на управляемый генератор 4, сигнал которого устанавливается па час 30 тоту, соответствующую частоте входного сигнала.Оценка фазы происходит следующим способом.В фазорасщепителе 5 формируются четыре значения фазы (О; 3 /2; ГЗ/Ж) 35 сигнала, который поступает с выхода управляемого генератора 4, В блоке б определения Фазы входного сигнала происходит сравнение фазы входного сигнала с четырьмя значениями Фазы сигнала с выхода управляемого генератора 4 и принятие решения о том, в какой зоне находится фаза входного сигнала, путем формирования двоичного кода на выходе блока б определения фазы входного сигнала, Этот двоичный код поступает в кодо- преобразователь 7, служащий для преобразования 4-разрядного кода в двух.раэрядный и для того, чтобы ошибочные переходы, вызванные шумами в канале связи, быпи равновероятны. С кодопреобразователя 7 вся информация через первый 8 и второй 9 блоки совпадения записывается в блок 10 памяти. С выхода блока 10 памяти двоичный код фазы поступает на коммутатор 11, который подключает к фаэовому детектору , сигнал управляемого генератора 4 с выхода фазорасщепителя 5, фаза которого соответствует фазе входного сигнала.Этот же сигнал поступает через фаэовращатель 12 на первый вход индикатора 13 захвата синхрониэма, накоторый поступает также входной сигнал с выхода демодулятора, Индикатор 13 захвата синхронизма при наличии синхронизма принимает решениеблокировки ключей 14 и 15 и блоковсовпадения 8 и 9, Это происходитследующим образом. Входной сигнал и сигнал с выхода коммутатора 11 поступает на индикатор 13 захвата синхрониэма сдвинутыми относительно друг друга на и /2. Если синхронизация достигнута, то срабатывает индикатор 13 захвата синхронизма. с выходным сигналом индикатора 13 захвата синхрониэма посредством первого ключа 14 блокируется счетчик 16 от поступления входного сигнала, вторым ключом 15 блокируется счетчик 16 от установки в "0", а первым 8 и вторым 9 блоками совпадения блокируется блок 10 памяти от перезаписи двоичного кода, соответствующего фазе входного сигнала, Далее схема работает как обычная система фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ).В режиме синхронизма происходит постоянное слежение за несущей частотой и Фазой входного сигнала посредством замкнутого кольца ФАПЧ, состоящего из Фазового детектора 1, фильтра 2 нижних частот, сумматора З,управляемого генератора 4, фазорасщепителя 5, коммутатора 11. Так как индикатор 13 захвата .синхронизма фиксирует наличие синхронизации посредством формирования запрещающего сигнала на ключи 14 и 15 и блоки 8 и 9 совпадения, то не происходит оценка частоты счетчиком 16 и перезапись инфор-мации о фазе с выхода кодопреобразователя 7 в блок 10 памяти, При этом с выхода ЦАП 17 и блока,10 памяти поступают значения оценок частоты и фазы соответственно, измеренные последний раз перед срабатыванием индикатора 13 захвата синхронизма. Этот режим имеет место вплоть до срыва синхронизации либо прекращения работы устройства,/45 Тираж 634 Под ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4писн Патент фили город, ул. Проектн Если по каким-либо причинам произошел срыв синхронизации, индикатор 13 захвата синхронизма принимает решение об установлении счетчика 1 Ь в состояние "0 и подключает к счетчику 16 входной сигнал, а также кодо- преобразователь 7 к блоку 10 памяти. Следовательно, при срыве синхронизации вновь начинается режим захвата,описанный выше.Таким образом, устранение неопределенности по частоте и фазе с по- Б мощью измерительных устройств обеспечивает значительное уменьшение времениустановления синхронизации по сравнению с обычной ФАПЧ.