Фазовый дискриминатор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 2 ЩВ ОО Н 03 О 13/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР 1 1027799, кл, Н 03 0 13/00, 1982, (54) ФАЗОВЫЙ ДИСКРИМИНАТОР(57) Изобретение относится к радиотехнике. Целью изобретения является повышение точности и быстродействия формирования корректирующего воздействия. Фазовый дискриминатор содержит элементы И 1 и 2, линии задержки З.и 4, коммутаторы 5 и 6, дифференцирующие цепи 7 и 12, выпрямители 8 и 11, измеритель 10 частоты, элемент И-НЕ 13, регистр 214 сдвига, Фазовый дискриминатор повышает точность и быстродействие формирования корректирующего воздействияпутем автоматического изменения еговеличины в зависимости от величины изнака расхождения фаз тактовых импульсов с импульсами посылки, а также сучетом режима работы устройства - поиск или поддержание синхронизма, В фазовом дискриминаторе используются линии задержки, реализованные на типовых элементах задержки и на входах которых элементы И 1 и 2 разрешают вводинформации от внешнего источника - регистра 14 сдвига, а коммутация сигналов с выходов элементов задержки осу-ществляется через монтажное ИЛИ, 4 ил,табл,Изобретение относится к радиотехнике, может быть использовано, в частности, в приемной части системы передачи информации и является усовер 5шенствованием изобретения по авт.св.У 1027799.Цель изобретения - повышение точности и быстродействия формированиякорректирующего воздействия, 10На фиг.1 приведена структурнаяэлектрическая схема фазового дискриминатора; на фиг.2 - структурнаяэлектрическая схема линии задержки;на фиг,З - временные диаграммы, поясняюшие принцип работы фазового дискриминатора; на фиг.4 - временные диаг;раммы, поясняющие принцип работы линии задержки.Фазовый дискриминатор содержит пер вый 1 и второй 2 элементы И, первую 3и вторую 4 линии задержки, первый 5 ивторой б коммутаторы, первую дифференцирующую цепь 7, первый выпрямитель 8,инвертор 9, измеритель 10 частоты 25второй выпрямитель 11, вторую дифференциальную цепь 12, элемент И-НЕ 13,регистр 14 сдвига, информационныйвход 15, первый 16 и второй 17 тактовые входы, выходы 18 и 19, Первая 30(вторая) линия 3 (4) задержки содержит четыре элемента И 20-23, элемент24 задержки на четыре такта (4 Т), элемент.25,задержки на восемь тактов(8 Т), элемент 26 задержки на двенадцать тактов (12 Т), двенадцать 27-38задержки на такт (Т), четыре элементаИЛИ 39-42, четыре информационных входа 43-46, вход 47 и четыре выхода48-51. 40Фазовый дискриминатор работает следующим образом,Импульсы тактовой синхронизации ввиде меандра с частотой, близкой кскорости телеграфирования принимаемых 45элементов сообщения, поступают на первый тактовый вход 16 устройства, Навторой вход второго элемента И 2 так-,товые импульсы поступают непосредственно (фиг.Зв), а на второй вход первого 1 элемента И - через инвертор 9(разрешая работу на соответствующийполупериод).Принимаемые элементы сообщения поступают на информационный вход 15 устройства (фиг,За), первая дифференци-,рующая цепь 7 осуществляет выделениеих фронтов, которые выпрямляются первым выпрямителем 8 (фиг,Зб), с выходакоторого импульсы поступают на первыевходы первого 1 и второго 2 элементовИ.Е сли ф аз а тактовых импульсов совпадает с фазой принимаемых элементов сообщения (фиг.За, в), то на выходе элемента И-НЕ 13 формируется логическийиО, а следовательно, на выходах первого 1 и второго 2 элементов И формируются также логические 0, запрещающие ввод информации в первую 3 ивторую 4 линии задержки, Вследствиеэтого на выходах первого 5 и второгоб коммутаторов корректирующих импульсов нет независимо от информации науправляющих входах этих коммутаторов,поступающей с выхода измерителя 1 Очастоты,Если фаза тактовых импульсов(фиг. Зв) отстает или опережает фазупринимаемых элементов сообщения(фиг, За), то на выходе элемента И-НЕ13 (фиг, Зд) присутствует уровень напряжения логической "1", и первыйивторой 2 элементы И оказываются подготовленными к работе по третьим входам,В случае отставания фазы тактовыхимпульсов от фазы принимаемых элементов сообщения импульсы с выхода первого напрямителя 8 (фиг. Зб) проходятна выход второго элемента И 2 (фиг.Зе)и не проходят на выход первого элемента И 1 (фиг.Зж), а в случае опережения фазы проходят на выход первогоэлемента И 1 (фиг,Зж) и не проходятна выход второго элемента И 2 (фиг.Зе),Импульсы с выхода первого элемента И1 осуществляют ввод показаний регистра 14 сдвига с его прямых выходов(фиг. Зк) в первую линию 3 задержки, аимпульсы с выхода второго элемента И2 - ввод показаний с инверсных выходоврегистра 4 сдвига во вторую линию 4задержки,Импульсы с второго тактового входа 17 устройства с частотой 2 =2 КГ(где Го= 1/Т,; К - число разрядов регистра 14 сдвига; Т - длительностьэлемента сообщения) поступают на тактовый вход регистра 4 сдвига(фиг,Зз), последовательно занося логические "1" в его разряды, Сброс в ."0" регистра 14 сдвига осуществляетсяимпульсами с выхода второго выпрямителя 11 (фиг.Зи). ВСледствие этого,чем больше имеющееся расхождение фазв случае опережения, тем больший код ,будет считан с прямых выходов регистра 14 сдвига в первую линию 3 задержки (временное положение импульсов, Фиг.За, в, ж, и, к), В случае отставания фаз аналогичное соотношение сохраняется для инверсных выходов регистра 14 сдвига и второй линии 4 задержки (временное положение импульсов,фиг. За, в, е, и).В первой 3 и второй 4 линиях за-,держки (фиг.4) происходит размножениесчитанного кода в п , раз, где и -коэффициент размножения импульсов (в 15данном случае п = 4). Информацияс выходов первой 3 и второй 4 линийзадержки (фиг.Зл, м) поступает соответственно на информационные входыпервого 5 и второго 6 коммутаторов, 20Измеритель 1 О частоты определяетсреднее число поступивших в единицувремени фронтов элементов сообщения иустанавливает необходимый коэффициентразмножения корректирующих импульсон 25(от п= до п=4) в первом 5 и втором6 коммутаторах, Импульсы на выходахпервого 5 и второго 6 коммутаторов(фиг,Зн, о) являются выходными импульсами устройства, 30На временной диаграмме (фиг. 3) последовательно рассмотрены три случаядля К = 4,Первый случай, Отставание фазы тактовых импульсов от фазы импульсов по 35сылки составляет одну восьмую длительности одиночного элемента сообщения и п=1, установленный измерителем10 частотыВ этом случае на выходе18 формируется один импульс добанле -нияВторой случай, Опережение заразытактовых импульсов от Фазы импульсовпосылки составляет три восьмых длительности элементов сообщения и п=4,.В этом случае на выходе 19 формируется 12 импульсов вычитания,Третий случай. Когда происходитсовпадение фаз тактового импульса и 50импульса посылки, на выходах 18 и 19импульсы добавления и вычитания не Формируются,Все возможные варианты корректирующего воздействия для случая, когда 55разность фаз определяется с точностью до одной восьмой от длительности элемента сообщения и максимальньй коэффициент размножения импульсов равен четырем (т,е. К = 4, п,ц = 4), приведены в таблице.Как следует из таблицы, корректирующее воздействие фазового дискриминатора с учетом величин п и К болееэффективно, чем воздействие фазовогодискриминатора без взаимного учетаэтих величин, Кроме того, анализ временной диаграммы работы устройстна(фиг.3) показывает, что количествокорректирующих импульсов на выходекоммутаторов тем больше, чем большеразность фаз тактовых импульсов посылки и чем меньше количество фронтов импульсов, поступающих в единицу времени на вход устройства,В фазовом дискриминаторе используются линии эдержки, которые реализованы на типовых элементах задержки ина входах которых элементы И разреша -ют ввод информации от внешнего источника (регистра 14 сдвига), а коммутация сигналов с выходов элементов задержки осуществляется через монтажноеЮ 1 И,В качестве примера взята линия задержки с четырьмя входами (фиг,2). Условно ее можно считать первой линией3 задержки (Фиг,1). Вторая линия 4 задержки (фиг.1) полностью аналогичнапервой, За время расхождения фаз между тактоным илпульсол 1 и импульсом посылки н регистр 14 сдвига заносятсядве единицы (фиг,4), Как видно из схемы (Фиг.2) и временной диаграммы(фиг.4) размножение импульсон всегдапроисходит с интерналол 1 времени, крат - снь.м Т где Т = - . Число импульсов наГее выходе н зависимости от входногокода может изменяться от К = 4 доК = 6. Максимальное время задержкисигналов КТ не должно превышать длительности одиночного элемента сообщения, деленного на 2 п, т, е,КТ Г, /2.Так как порядок величины Т н пределах десятков наносекунд, а порядокТ - десятки и сотни миллисекунд, топодбором величины К легко подобрать изадать необходимую точность измеренияимеющегося рассогласования фаз, Принцип работы линии задержки (Фиг.2) поясняется временными диаграммами(Фиг.4).1Так, например, если н момент поступления импульса на вход 47 (Фиг.2, фиг 4 а) на информационных входах 43- 46 присутствует код 1100 (Фиг,4 б), то1569941 . 2 3 4 2 3 4 4 6 8 6 9 12 8 2 16 1 02 0 2 3 0 3 4 0 4 на выходах первого 20 и второго 21 элементов И формируется по одному импульсу (фиг.4 в), Импульс с выхода первого элемента И 20 проходит по соот 5 ветствующим цепям, и на выходах 48-51 формируется первая гребенка иэ четырех импульсов (фиг.4 г), Кроме того, импульс с выхода второго 3 лемента И 21 поступает на вход элемента 24 задержки, на вход элемента 28 задержки и через второй элемент ИЛИ 40 на выход 49, Далее, спустя время Т, с выхода элемента 28 задержки импульс поступает на вход элемента 32 задержки и 5 через элемент ИЛИ 41 на выход 50, Далее, спустя время Т, импульс с выхода элемента 32 задержки поступает на вход элемента 36 задержки и через элемент ИЛИ 42 на выход 51, Далее, спус тя время Т, импульс с выхода элемента 36 задержки через элемент ИЛИ 39 поступает на выход 48, Таким образом, наличие кодовой единицы на входе 44 приводит к формированию на выходах 25 48-51 второй гребенки импульсов. 11 ри эТом ни один из выходных импульсов второй гребенки не совпадает во времени ни с одним из импульсов первой гребенки (фиг.4 г) . 30 Таким образом, фазовый дискриминатор обеспечивает повышение быстродей- ствия и точности формирования корректирующего воздействия за счет одновременного автоматического изменения величины корректирующего воздействия(количества корректирующих фазу импульсов) в зависимости от величины изнака расхождения фаз тактовых импульсов с импульсами посылки и типа принимаемых сообщений, а также режима ра-боты устройства (поиск или поддержание синхронизма),Формула изобретенияФазовый дискриминатор по авт.св. У 1027799, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия формирования корректирующего воздействия, в него введены второй выпрямитель, вторая дифференцирующая цепь, элемент И-НЕ и регистр сдвига, прямые иинверсные выходыкоторого соединены с управляющими входами первой и второй линии задержки соот- ветственно, а тактовый вход регистра сдвига является вторым тактовым входом фазового дискриминатора, тактовый вход измерителя частоты соединен с входом второй дифференцирующей цепи, выход. которой через второй выпрямитель соединен со сбросовым входом регистра сдвига и первым входом элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с первыми входами элементов И, а выход соединен с третьими входами элементов И, 1- чи ГКНТ СССР осударс енного комитета по изобретениям и открытиями13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. ц/5 роизводственно-издательский комбинат ".Патент", г.ужг ул, Гагарина, 1 О Составитель А.Колосо едактор О,Головач Техред М.Моргентал