Устройство фазовой автоподстройки

ПИСАНИЕ ИЗОБРЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ зменяетостается ей тольдлагаемое рмальную ении Фиг. ЮСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТКРЫТИЙ(56).Авторское свидетельство СССР У 674186, кл. Н 03 Ь 7/00, 1.979.Авторское свидетельство СССР В 1138946, кл.Н 03 1 7/00, 1983, (54) УСТРОЙСТВО ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКИ(57) Изобретение относится к электросвязи и м.б. использовано в автоматике и телемеханике. Повышается точность фазирования без снижения полосы синхронизации. Устройство содержит 1-й элемент И-НЕ 1, 1-й элемент задержки 2, 2-й элемент задержки 3, 2-й элемент И-НЕ 4, фазовый детектор 5, фильтр нижних частот 6 и управляемый генератор 7. Повьппение точности фазирования без снижения полосы .синхронизации достигается тем,что между выходом управляемого генератора 7 и входом 2-го элемента И-НЕ включен 1-й элемент,.задержки 2 и между выходом 1-го элемента И-НЕ 1 и другим входом 2-го элемента И-НЕ 4 включен 2-й элемент задержки 3, а другой вход 1-го элемента И-НЕ 1 подключен к выходу управляемого генератора 7. Величина фазового рассогласования определяется длительностью импульсов на выходе 1-го элемента И-НЕ 1. При увеличении длитель ности синхронизирующих импульсов автоматически сокращается длительность импульсов на выходе 1-го элемента И-НЕ 1. В результате динамика работы фазового детектора 5 не и ся, а зона неопределенностипостоянной величиной,зависящ ко от величины задержки. Пре устройство обеспечивает но работу при кратном соотнош частот, т.е. с расширенным диапазоном изменения синхронизирующих частот, 4 ил.Изобретение относится к электросвязи и предназначено для использования в цифровых системах связи для обеспечения синхронной работы приемного и передающего оборудования, а также может быть использовано в автоматике и телемеханике,Целью изобретения является повышение точности фазирования без снижения полосы синхронизации.На фиг. 1 представлена структурная ,электрическая схема устройства синхронизации с ФАП; на фиг.2 - временные диаграммы, иллюстирующие работу устройства в состоянии динамического равновесия для случая=Й-(3=1) и скважности синхронизирующих импульсов Я=2 с учетом инерционных свойств элементов временного детектора Гс и Г соответственно частоты сигнала и управляемого генератора; на фиг.З- временные диаграммы, иллюстрирующие. работу устройства в режиме внутренней синхронизацин, т.е. при отсутствии синхронизирующего сигнала;.на фиг.4 - временные диаграммы, иллюстрирующие работу устройства для случая.=.4; 0= л = - Г- =2Е Т ТисигУстройства ФАП содержит первый элемент И-НЕ 1, первый 2 и второй 3 элемент задержки, второй элемент И-НЕ 4, фазовый детектор 5, фильтр 6 нижних частот и управляемый генератор 7.Устройство работает следующим образом.Входные синхронизирующие импульсы (фиг.2,а) поступают на один из входов первого элемента И-НЕ 1, на другой вход которого потупают импульсы (фиг.2,е) от управляемого гевератора 7.При совпадании этих импульсов через первый элемент И-НЕ 1 проходят импулЬсы (фиг.2,б) которые поступают на один из входов фазового детектора 5. В момент времени г., совпадающий с моментом поступления импульсов (фиг.2,б) от первого элемента И-НЕ 1, фазовый детектор 5 через врел мя задержки срабатывания ,р 1,переключается иэ нулевого в единичное состояние (фиг.2,ж), в котором он находится до моментапоступления импульсов (фиг.2,г) от второго элемента И-НЕ 4. На один из входов второ 218462 1го элемента И-НЕ 4 поступают импульсы (фиг.2,в) от первого элементаИ-НЕ 1, задержанные на величинуи проинвертированные вторым элемен 5 том 3 задержки. На другой вход второго элемента И- НЕ 4 поступают импульсы (фиг.2,д) от управляемого генератора 7, задержанные на величилнупервым элементом 2 задержки.1 О В моментпоступления импульсаот второго элемента И-НЕ 4 на входфазового детектора 5 решается вопросо его переключении из одного состояния в другое. Решение о переключении15 фазового детектора 5 и, следовательно, о коррекции управляемого генера"тора 7 принимается в зависимости отналичия (при длительности импульсовпри которой фазовый детек 20 тор способен переключаться в другоесостояние) импульсов (фиг.2,г) отвторого элемента И-НЕ 4. Наличие илиотсутствие импульсов на выходе второго элемента И-НЕ 4 определяется25;фазовым (временным) рассогласованиемйс импульсов на входах фазового детектора 5. В состоянии динамическогоравновесия фазовое рассогласование(ошибка) изменяется от максимального30 значения 1 с (соответствующего наличию импульса на выходе второго эле.мента И-НЕ 4) до минимального значения 1, (отсутствие импульсов на выходе второго элемента И-НЕ 4),лЗона= е - , не зависит отчастотной расстройки, определяетсянечувствительностью временного детектора.лЗа счет конечной величины 1 рфронты импульсов (на фиг.2 отмеченыпунктиром) подвержены дрожанию с раэлмахом, определяемым величиной вр .Из анализа временных диаграммфиг.2 следует, что значения задерл л45 жекидолжны быть выбраны изусловия отсутствия перекрытия импульсов на входах фазового детектора, которое выполняется, если)лфтцзначениеограничено сверху условием обеспечения длительности импульсов на выходе первого элемента И-НЕ 1,достаточной для устойчивого переключения фазового детектора, т.е.л л л1.6 + "иТаким образом, если (иль;(а эти условия легко выполняются на практике), то в состоянии динамического равновесия устанавливается такой режим работы временного детектора, при котором осуществляется привязка импульсов управляемого генератора (фиг.2,е) к переднему фронту синхронизирующих импульсов, что не приводит к изменению фазового рассогласования и зоны неопределеннослтин фазового детектора.Величина фазового рассогласования (= ь-с+ + с, н 1+ ь;) определяется при этом длительностью импульсов на выходе первого элемента И-НЕ 1.Действительно, при увеличении длительности синхронизирующих импульсов (с ) автоматически сократ,щается длительность импульсов (с =с) на выходе первого элемента И-НЕ 1, в результате этого динамика работы фазового детектора 5 не изменяется,л а зона неопределенности ( -Е 1= = 2+ ) остается постоянной величиной, зависящей только от величинылзадержки с и , .Таким образом, достигается повышение точности фаэирования без снижения полосы синхронизации.При пропадании синхронизирующего сигнала обеспечивается автоматический переход в режим внутренней синхронизации, (автогенерации) на номинальной частоте.При пропадании (обрыве входной цепи) синхронизирующего. сигнала,т.е. при наличии единичного потенциала (фиг.З,а) на входе первого элемента И-НЕ 1, через него на первый вход фазового детектора 5 поступают импульсы (фиг.З,б от управляемого генератора.7 (фиг.З,е).Импульсы (фиг.З,б) от первого элемента И-НЕ 1, пройдя второй элемент 3л задержки (фиг.З,в) через время , поступают на вход второго элемента И-НЕ 4, На другой вход этого элемента поступают импульсы от управляемого генератора (фиг.З,е), задержанные на время 1 превым элементом 2 задержки (фиг.З,д). Поскольку импульсы (фиг.З,в и З,д) на вход второго элемента И-НЕ 4 поступают почити одновременно ( с Ф ь ), то они проходят через этот элемент и поступают на другой вход фазового детектора 5.Фазовый детектор 5 переключается в единичное состояние с приходом(С ) импульса от первого элемента И-НЕ 1 и возвращается в нулевое состояние суходомэтого импульса, Переключение в момент С прихода импульса(фиг.З,г) на второй вход фазбвого 5 детектора невозможно ввиду присутствия импульса (фиг.З,б) на первомего входе, В этом случае фазовый де, тектор 5 выполняет функции инвертора импульсов (фиг.З,ж), поступающих 1 О на его вход от первого элементаИ-НЕ 1, При скважности этих импульсов, равной двум, управляющее напряжение, формируемое фильтром 6 нижних частот из сигнала фазового де тектора 5, принимает среднее значение (фиг.З,ж пунктир) и генератор 7обеспечивает генерацию импульсов сноминальной частотой следования,соответствующей нулевой частотной 2 О расстройке.В известных устройствах синхронизации с использованием двухпозиционных временных детекторов это положительное свойство отсутствует, 25 так как фазовый детектор при пропа-.дании синхронизирующего сигнала переключается в одно устойчивое состояние, соответствующее положительной или отрицательной максимальнойчастотной расстройке.Предлагаемое устройство обеспечивает нормальную работу при кратном соотношении частот как приЙс ( Г , так и лри Гс ) Гр, т.е. сРасширенным диапазоном изменениясинхронизирующих частот.На фиг.4 представлены временныедиаграммы, иллюстрирующие. работуустройства при положительной ( нафиг,4 слева) и отрицательной ( нафиг.4 справа) максимальной частотнойрасстройке.В отличие от случая 0=1(Г Г)здесь на работу фазового детектора 45 влияют мешающие 1 импульсы (на фиг. 4заштрихованы), которые проходят через первый элемент И-НЕ 1 (фиг.4,б),второй элемент 3 задержки (фиг.4,в)и второй элемент И-НЕ 4 (фиг.4,г).В результате фазовый детектор 5 переключается из одного состояния в другое независимо от величины и знакафазового рассогласования и находитсяв этом состоянии на время действияхэтих мешающих импульсов.55Однако это не нарушает работуустройства, так как в момент време:ни 1азовый детектор 5 переключа 12 18462ется в исходное (единичное) состоялние, а через времяв момент времени йрешается вопрос о его переключении в зависимости от фазового рассогласования синхронизирующих импульсов (фиг.4,а) и импульсов управляемого генератора 7 (фиг.4,е и 4,д)Как в случае И=1, при длительнослти импульсов ,. на выходе второгол иэлемента И-НЕ 4, достаточной для устойчивого переключения фазового детектора, последний переключается в нулевое состояние (на фиг,4 слева).л и,При длительности импульсов на выходе второго элемента И-НЕ 4 фазовый детектор 5 остается в единичном состоянии (на фиг.4 справа), Через время,-равное периоду следования импульсов Т, картина вновь повторяется. Таким образом, здесь влияние мешающих импульсов приводит лишь К увеличению зоны неопределенности работы фазового детектора 5 на велилчину с , т.е. к снижению управляющего напряжения Бу,(фиг.4,ж справа пунктир) и увеличению Пу ,; (фиг.4,ж - слева пунктир). Снижение полосы синхронизации эа счет сокращения размаха управляющего напряжения незначительно,( в рассматриваемом случае=1- "о - = 0,815 ) и слабо затвисит от М, так как с увеличением Я 5хотя и увеличивается зона неопределенности, однако пропорционально увеличивается период регулироваТ1 О формула изобретенияУстройство фазовой автоподстройки,содержащее последовательно соединенные первый элемент И-НЕ, один вход 1 которого является входом устройства,фазовый детектор, к другому входукоторого подключен второй элементИ-НЕ, фильтр нижних частот и управляемый генератор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности фазирования без снижения полосы синхронизации, между выходом управляемого генератора и одним входом второго элемента И-НЕ включен д первый элемент задержки, между выходом первого элемента И-НЕ и другимвходом второго элемента И-НЕ включенвторойэлемент задержки, при этомдругой вход первого элемента И-НЕподключен к выходу управляемого генератора..Обруча ррект каз илиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 138/60 Тираж 818ВНИИПИ Государственного кпо делам изобретений и 13035, Москва, Ж, Раушска Подписноемитета СССРткрытийнаб д.4/5