Устройство фазовой синхронизации

)9) 8 ии 5 504 Н 04 1 7/02 ОМИТЕТ СССР ТЕНИЙ И ОТНРЫТ 1)РГОСУД АРЯТВЕННЫИ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изоб связи и о я к электр ппение точение относи печивает по ости пут одстройки стройство тель импуль обеспечения устойчивости азы принимаемого сигнала, одержит задающий генераель частоты 2, формироваов установки 3, блок тактовои привязки 4, блок автоподстроики фазы (БАПФ) 5 и элемент ИЛИ-НЕ 6.Формирователь импульсов установки 3состоит из инвертора 7, Д-триггеров8,9 и элемента И 10. Блок тактовойпривязки 4 состоит из Е-триггера 11,0-триггеров 12, 13 и элемента И 14.БАПФ 5 содержит 1 К-триггеры 15,22,элементы ЗИ-НЕ 16, 18, ИЛИ-НЕ 17, 19,реверсивный счетчик (РС) 20 и делитель частоты 21. Основным узлом устройства является БАПФ 5, в которомгенерация выходного сигнала обеспечивается РС 20, делителем частоты 21и 1 К-триггером 22, Коррекция выходной частоты обеспечивается изменением содержимого РС 20. 3 з.п. ф-лы,1 ил35 Изобретение относится к электросвязи и может использоваться для вы-деления тактовой частоты из принимаемого дискретного сигнала, а такжедля автоподстройки частоты и фазысхем генерации опорных частот цифровых узлов аппаратуры связи по внешним синхронизирующим сигналам.Цель изобретения - повышение точности путем обеспечения устойчивостиподстройки фазы принимаемого сигнала.На чертеже представлена структурная электрическая схема устройствафаэовой синхронизации. 15Устройство содержит задающий генератор 1, делитель 2 частоты, формирователь 3 импульсов установки, блок4 тактовой привязки, блок 5 автоподстройки фазы, элемент ИЛИ-НЕ 6. При 2 Оэтом формирователь 3 импульсов установки содержит инвертор 7, первый ивторой Д-триггеры 8 и 9, элемент И 10Блок 4 тактовой привязки содержитЕтриггер 11, первый 12 и второй 13 25Д-триггеры, элемент И 14, Блок 5 автоподстройки фазы содержит первый1 К-триггер 15, первый элемент ЗИ-НЕ16, первый элемент ИЛИ-НЕ 17, второйэлемент 3 И-НЕ 18, элемент второйИЛИ-НЕ 19, реверснвный счетчик 20,делитель 21 частоты, второй 1 К-триггер 22,Устройство фазовой синхронизацииработает следующим образом.На выходе задающего генератора1 постоянно присутствует высокая,по сравнению с входным сигналом,частота. Импульсная частота, поступающая на вход блока 4 тактовой привязки обеспечивает привязку входногосигнала к внутренним тактам устройства и формирование по перепаду из "0"в "1" на Б-входе Е-триггера 11 одиночного импульса длительности в один 45период частоты задающего генератора1. В исходный момент времени состояния Е-триггера 11, и первого 12 ивторого 13 0-триггеров одинаковы иравны нулю. Стабильный уровено логи-,ческого нуля на Б-входе Е-триггера11 обеспечивает сохранение логического нуля на его выходе и вне зависимости,от сигнала на тактовом входеблока 4 тактовой привязки, сохранение состояний первого 12 и второго13 О-триггеров, а следовательно, иналичие низкого потенциала на выходеэлемента И 14. Появление высокого уровня на входе Я Е-триггера 11 переключает его в состояние единицы на его К-входе, т,е. на прямом выходе второго П-триггера 13. С приходом ближайшего тактового импульса единица переписывается в первый Д-триггер 12, а на выходе блока 4 тактовой привязки, т.е. элемента И 14, появляется также единица, которая снимается со следующим тактом, когда единица записывается во второй р-триггер 13.ФПоявление высокого уровня, в этот момент, через петлю обратной связи на Я-входе Е-триггера 11 разрешает ему переключение в ноль, что и происходит, так как на К-входе вновь устанавливается низкий уровень. С последующими двумя тактами первый 12 и второй 13 Р-триггеры возвращаются в исходное состояние и далее переключения повторяются с приходом следующих входных импульсов.Необходимость в наличии Е-триггера 11 в составе блока 4 тактовой привязки объясняет ситуация, возникающая с приходом десятого по счету импульса входного сигнала, когда к моменту его прохождения схема еще не отработала предыдущий импульс и он мог бы быть потерян. Обобщая работу блока 4 тактовой привязки, можно отметить, что стабильный по фазе и час" тоте входной сигнал отслеживается схемой без изменения параметров (первые пять входных импульсов), резкий уход фазы вправо приводит к соответствующему смещению фазы выходного сигнала (следующие четыре импульса), уход фазы влево несколько сглаживается схемой за счет наличия Е-триггера 11 (десятый импульс).Работа остальных узлов устройства зависит теперь от фазы и частоты импульсной последовательности на выходе блока 4 тактовой привязки.Основным узлом устройства является блок 5 автоподстройки фазы, в котором генерация выходного сигнала обеспечивается тремя элементами: реверсивным счетчиком 20, делителем 21 частоты и вторым 1 К-триггером 22. Даже при отсутствии каких-либо изменений сигнала на входе устройства за счет постоянно присутствующего тактового сигнала на выходе задающего генератора происходит последовательное, с каждым тактом, уменьшение содержимого делителя 21 частоты. Кактолько оно достигнет нуля, на выходе К появляется сигнал переноса низкого уровня, который сбрасывает в ноль второй 1 К-триггер 22, что приводит к появлению логической единицы на его инверсном выходе, а следовательно, и на управляющем входе делителя 21 частоты. Появление тактового импульса в этот момент времени обесйечивает принудительную установку делителя 21 частоты в состояние, соответствующее состоянию реверсивного счетчика 20, а также запись единицы во второй 1 К-триггер 22, так как их С-входы подключены к выходу задающего генератора 1. Далее вновь происходит последовательное уменьшение содержимого делителя 21 частоты до появления сигнала переноса на его выходе,Цикл работы этих узлов определяетчастоту последовательности импульсов,а его конкретная величина соответствует содержимому реверсивного счетчика 20. Кроме того, имеется возможность принудительной установки фазыгенерируемого сигнала по К-входу делителя 21 частоты, который подключенк выходу формирователя 3 импульсовустановки. Одиночный импульс с еговыхода сбрасывает в исходное состояние делитель 21 частоты, что приводитк появлению переноса, сбросу второго1 К-триггера 22 и переходу к началу35отработки нового цикла.Коррекция выходной частоты обеспечивается увеличением содержимогореверсивного счетчика 20.На 1- и К-входы первого 1 К-триггера15, который тактируется частотой свыхода задающего генератора 1, поступают сигналы соответственно с выходавторого 1 К-триггера 22 и блока 4 тактовой привязки. Первый 1 К-триггер 15 45переключается по перепаду из "1" в"0" тактового сигнала, что определяет следующую логику его работы совместно с первым 16 и вторым 18 элементами 3 И-НЕ. В исходный моменпервый 1 К-триггер 15 находится в состоянии "0". Первый импульс последовательности совпадает по времени свыходным импульсом, который, воздействуя на 1-вход первого 1 К-триггера15, переключает его в "1". Из-заменьшей длительности периода выходной частоты следующий импульс поступает раньше на вход второго элемента 3 И-НЕ 18, при этом единица на прямом выходе первого 1 К-триггера 15 обеспечивает появление короткого отрицательного импульса на выходе второго элемента 3 И-НЕ 18. Следующий импульс входной частоты, воздействуя на К-вход первого 1 К-триггера 15 возвращает его в состояние исходное. Поскольку к этому времени длительность периода выходной импульсной последовательности устанавливается равной длительности входной, то в течение следования шести входных импульсов происходит чередование переключений первого 1 К-триггера 15, а на выходах первого 16 и второго 18 элементов 3 И-НЕ присутствует слабый уровень логического нуля, Иначе говоря, при условии равенства входной и выходной частот, но при различии их в фазах уровни сигналов на выходах первого 16 и второго 18 элементов ЗИ-НЕ стабильны, В случае, когда совпадают фазы входной и выходной импульсных последовательностей, происходит чередование отрицательных импульсов на выходах первого 16 и второго 18 элементов 3 И-НЕ, Сигналы с,их выходов поступают на вторые входы первого 17 и второго 19 элементов ИЛИ-НЕ, где они стробируются низким уровнем сигналов с выхода блока 4 тактовой привязки и выхода устройства.Таким образом, обеспечивается,блокировка воздействия этих сигналов на входы реверсивного счетчика 20 в случае, когда совпадают фаза и частота входной и выходной последовательностей и не требуется вмешательства в длительность периода генерируемой частоты импульсов. В случае несовпадения фаз появляется импульс на том из элементов 3 И-НЕ 16 и 18, а следовательно, и на соответствующем тактирующем входе реверсивного счетчика 20, который обеспечивает нужный знак смены цикла генерации. Первый элемент ИЛИ-НЕ 17 обеспечивает выделение моментов совпадения фаз принимаемого и передаваемого сигналов и сброс .в исходное состояние первого 8 и второго 9 э-триггеров формирователя 3 импульсов установки. В случае расхождения фаэ принимаемого и генерируемого сигналов на выход элемента ИЛИ-НЕ 6 длительное время сохраняется уровень логической единицы, который10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 разрешает работу первого 8 и второго9 Р-триггеров, Появление первого импульса- на выходе делителя 2 частотыобеспечивает запись единицы в первыйР-триггер 8, а второго во второй Ртриггер 9. Если к этому времени неуравнялись фазы входного и выходногосигналов, т.е. на выходе элементаИЛИ-НЕ 6 присутствует стабильно высокий уровень, то следующий импульсс выхода блока 4 тактовой привязкипропускается через элемент И 10 наустановочный вход делителя 21 частоты блока 5 автоподстройки фазы, чтопривязывает во времени начало каждогонового цикла счета к моменту приходаимпульса входной последовательности,т.е. устанавливает действительноезначение фазы. Одновременно на выходе элемента ИЛИ-НЕ 6 появляется уровень логического нуля за счет равенства фазы, который сбрасывает первый8 и второй 9 Р- триггеры в исходноесостояние,Формула из обре тения 1. Устройство фаэовой синхронизации,содержащее последовательно соединенные задающий генератор, делитель частоты, формирователь импульсов установки и блок автоподстройки фазы, к тактовому входу которого подключен выход задающего генератора, а также блок тактовой привязки, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности путем обеспечения устойчивости подстройки фазы принимаемого сигнала, введен элемент ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к входу "Сброс" формирователя импульсов устанонки, управляющий вход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ-НЕ, выходу блока тактовой привязки, к первому и второму управляющим нходам блока автоподстройки фазы,при этом к тактовому входу блока тактовой привязки подключен выход задающего генератора, к второму входу элемента ИЛИ-НЕ подключены выход и третий управляющий вход блока автоподстройки фазы.2, Устройство по п, 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что формирователь импульсов установки содержит последовательно соединенные инвертор, вход которого является входом формиронателя импульсов установки, первый и второй Р-триггеры, С-вход второго Р- триггера соединен с выходом инвертора, а К-нход второго Р-триггера подключен к объединенным К- иР-входам первого Р-триггера и является входом "Сброс" формирователя импульсов установки, и элемент И, второй нход которого является управляющим входом формирователя импульсов установки, выходом которого является выход элемента И.В3. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок тактовой привязки содержит последовательно соединенные Е-триггер, первый и второй Р-триггеры, объединенные С-входы которых являются тактовыми входами блока тактовой привязки, и Элемент И, второй вход которого подключен к Р-входу второго Р-триггера, выход которого подключен к К-входу Е-триггера, а выход элемента И является выходом блока тактовой привязкА. 4. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок автоподстройки фазы содержит первый 1 К-триггер, инверсный выход которого через последовательно соединенные первый элемент ЗИ-НЕ и первый элемент ИЛИ-НЕ подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика, а прямой выход через последовательно соединенные второй элемент 3 И-НЕ и второй элемент ИЛИ-НЕ подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика, выходы которого через двигатель частоты подключены к К-входу второго 1 К ттриггера, 1- и К-входы которого объединены и соединены с управляющим входом делителя частоты, вторым входом элемента ЗИ-НЕ, входом первого 1 К-триггера, вторым входом первого элемента ИЛИ-НЕ и являются третьим управляющим входом блока автоподстройки фазы, тактовым входом которого являются соответственно объединенные третий вход второго элемента 3 И-НЕ, С-вход первого 1 К- триггера, второй вход первого элемента 3 И-НЕ, С-вход делителя частоты и С-вход второго 1 К- триггера, при этом К-вход перного 1 К-.триггера, третий вход первого элемента 3 И-НЕ соединены и являются первым управляющим входом блока автоподстройки фазы, вторым управляющим входом которого является второй вход первого элемента ИЛИ-НЕ, при этом1332553 Составитель Н.Лебедянская Редактор Н,Бобкова Техред Л.Сердюкова Корректор С.Черни Заказ 3850/56 Тираа 638 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва 3-35, Рауаская наб., д,4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г.уагород, ул.Проектная, 4 К-вход делителя частоты является установочным входом блока автоподстройки фазы, выходок которого является выход второго,1 к-триггера.