Устройство предварительного приведения частоты подстраиваемого генератора

(57) Использование: рад тура синтеза частота. С ния; устройство содерж бьединение импульса начальной уста теля кода 2, 1 цифроана езваяватель 3, 1 выходной тальная отработ- генератор 4,1 тракт прив о двоичного "по-, блок задержки 7, 1 расп зи. Сер. Техника сов 8, 2 счетчика 9 и 1 85, с. 70-71.знака 10, 1 преобразова ВАРИТЕЛЬНОГО, 2 - 3 - 4 - 5 - 8 - 9 - 10 - 11-2,1 ПОДСТРАЙВАЕ- стае достигается сокра предварительное привеное о 4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССРОПИСАНИЕ ИЗОБРК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1(54) УСТРОЙСТВО ПРЕДПРИВЕДЕНИЯ ЧАСТОТЬМОГО ГЕНЕРАТОРА 1755370 А 1 иотехника, аппараущность изобретеит 1 формировательновки 1, 2 вычислилоговый преобразоподстраиваемый едения частоты 5, 1 ределитель импуль, 1 определитель тель частоты 12. 12 - 9, 8 - 10. В устройщение временй на дение частоты, 1 ил.Изобретение относится к радиотехникеи может использоваться в эппарэтуре синтеза частот, в частности в кольце фэзовойэвтоподстройки частоты.Известно устройство для автоматической подстройки частоты, содержащее последовательно соединенныйпреобразователь кода в напряжение,фильтр нижних частот, управляющий эле-мент, подстраиваемый генератор, трактприведения частоты и частотный дискриминатор, между противофазовыми выходамикоторого и входами итерационного вычислительного блока включены два формирователя зоны нечувствительности во времени,йричем разрядные выходы итерационноговычислительного блока подключены к соответствующим входэм преобразователя кодав напряжение,Недостатком известного устройства является большое время перестройки,Известно устройство и редварительногоириведения частоты подстраиваемого генератора, содержащее последовательно соединенные формирователь импульсаначальной устэновкй, вычислитель кода,циФроаналоговый преобразователь, подстрэиваемый генерэтор, выход которого является выходом устройства, и трактприведения, последовательно соединенные устройство задержки, первыйвход которого соединен с вторым выходомформирователя импульса начальной установки, формирователь импульсов запуска,счетчик периодов эталонного колебания ирэзличитель знака, первый выход которогосоединен с вторым входом вычислителя кода, и счетчик циклов, первый вход которогосоединен с вторым входом устройства задержки и вторым выходом различителя знака, второй вход соединен с первым выходомформирователя импульса начальной уста новки, а выход - с третьим входом вычислителя кода.Недостатком устройства так же является большое время перестройки.Предварительное приведение подстрэ"иваемого генератора осуществляется отдельными циклами. Нэ каждом из циклов нагенератор подают воздействие, равноесреднему значению области возможныхзначений воздействий на этот генератор, исравнивают частоту выходного колебаниятракта приведения и частоту эталонного колебания, т,е. осуществляется различениезнака, В результате рэзличения знака находят новую, в двэ раза более узкую, областьвозможных значений воздействия, Такимобразом, максимально возможная величинарасхождения частот после каждого циклаТзт 1 Тзт - гп Ттп ЬТ (1)Ттп 1 Тзт рз, Ттп 30Тогда минимальная длительность различения знака определяется выражением ЬТ ош где ЬТош - минимальная разность временных интервалов., которая может быть обнаружена в процессе различения знака 40 (ошибка сравнения);одоп - минимальная величина расхождения частот, которая должна быть обнаружена в процессе различения знака (допустимая погрешность).45 Основной причиной ошибок сравненияЬТош является начальное расхождение фэз выходного колебания тракта приведения и эталонного колебания. Это расхбждение может достигать 2 к и, следовательно, вносить ошибку, равную периоду эталонногоколебания (Тз,) т.е,Тзт(3) тр,з. =5 В прототипе количество периодов сравниваемого колебания равно количествупериодов эталонного колебания, поэтому ТзтТто и уменьшается в двэ раза и в реэультэте последнего цикла становится меньше допустимого расхождения одоп. Погрешность измерений на последнем цикле не должна 5 превышать одоп, а на каждом предыдущемцикле может быть увеличена в два раза, Длительность различения знака должна быть такой, чтобы обеспечить необходимую погрешность.10 В общем случае, различение знака расхождения чэстот осуществляется путем сравнения двух временных интервалов: эталонного интервала, равного целому числу периодов эталонного колебания и сравни вэемого интервала, равного целому числу впериодов выходного колебания ТП. Длительность различения знака при этом 1 р,з, = 1 Тзт и отклонение частоты ТП (1 тп)от 20своего номинального значения (тзт - ) опТределяется через разность длительностей эталонного и сравниваемого интервалов ЛТ =Тзт - птТ,п следующим образомФормула (4) определяет длительность последнего цикла, когда погрешйость по частоте должна быть минимальной. От цикла к циклу погрешность по частоте измейяется по двоичному закону и; следовательйо, длительность п-го цикла: Общую длительность поиска; - равную сумме длительностей всех Й циклов, можно определить, используя формулу для суммы геометрической прогрессии Т=2 Например, если полоса захвата в кольце ФАП Юзахв = 100 кГц, то с учетом производственного запаса выбирают ЛГдоп= =Л 1 зэхв/2 = 50 кГц, Длительность поиска2прй этому = 5 . Г =40 мксВ некото 0 кГцрых случаях такая длительность превышает, допустимую.Однако существует возможность уменьшения длительности предварительного приведения.Действительно, если принять, что р,з, 1 Тэт пзТтп, то п одста в и В)азТтп =в формулу 3), получимги Очевидно, что длительность различенйя знака уменьшается при уменьшении в и Тзт. Значение в может быть уменьшено до 1, так как процесс различения знака не может длиться меньше одного периода сравниваемого колебания, Частота ТП при этом определяется следующим выражением Тп = Ъ Тв, 7)Вдоп Таким образом, эа счет увеличения частоты эталонного колебания и уменьшения частоты выходного колебания тракта приведения появляется возможность сокращения длительности предварительнбго йрйведения,Целью изобретения является сокращение времени на предварительное приведение частоты подстраиваемого генератора,Указанная цель достйгается тем, что ус 5 тройство предварительного приведения частоты подстраиваемого "генератора,содержащем последовательно соединенные формирователь импульса начальной ус"тановки,"" вйчйслителькода,10 цифроаналоговый преобразователь, выходной подстраиваемый генератор и тракт приведения, последовательно соединенныеблок задержки, сигнальный вход которогоподключен к вторбму-выходу формировате 15 ля импульса начальной установки, распределитель импульсов, счетчик периодов иопределитель знака; первый выход которогоподключен к.второму входу вычислителя кода, счетчик циклов, счетный вход которого20 соединен с вторым выходом определителязнака и входом разрешения блока задержки, вход установки Соединенс"первым в ыходом формирователя импульса начальнойустановки, а выход - с третьим входом вы 25 числителя кода и информационным входомсчетчика периодов, тракт прйведения выполнен со смесителем на выходе, к гетеродинному входу которого подключен выходформирователя опорных частот, первый30 вход формирователя опорных частот соединен с выходом счетчика цикла, а второй входявляется входом колебания опорной частоты, выход смесителя соединен с входом синхронизации распределителя импульсов и в. 35 устройство введен преобразователь частоты, вход которого является входом колебания опорной частоты, а выход соединен сосчетным входом счетчика периодов, второйвыход распределйтеля импульсов соединен40 с вторым входом определителя знака, формирователь импульсов начальной установкии блок задержки снабжены тактовыми входами для подачи тактовых импульсов.На чертеже приведена структурная схе. 45 ма предлагаемого устройства предварительного привеДения частотыподстраиваемого генератора,Устройство содержит последовательновключенные формирователь 1 импульса на. 50 чальной установки, вычислитель 2 кода,цифроаналоговый преобразователь 3, вы. ходной подстраиваемый генератор 4, тракт5 приведения, выполненный со смесителем6, последовательно соединенные блок 7 за 55 держки, распределитель 8 импульсов, счетчик 9 периодов и определитель 10 знака,подключенный первым выходом к второмувходу вычислителя кода 2, счетчик 11 циклов, соединенный счетным входом с вторымвыходом определителя 10 знака и входомыполразрешения блока 7 задержки, а также преобразователь 12 частоты и формирователь13 опорных частот;Блок 7 задержки подключен сигнальным входом к второму выходу формирователя 1 импульса начальной установки счетчик11 циклов соединен входом установки с первым выходом формирователя 1 импульса начальной установки, а выходом с третьимвходом вычислителя 2 кода и информационным входом счетчика 9 периодов.Смеситель 6 подключен гетеродиннымвходом к выходу формирователя 13 опорныхчастот, э выходом к входу синхронизациираспределителя 8 импульсов., Формирователь 13 опорных частот первым входом соединен с выходом счетчика 11 цикла, авторой его вход является входом колебанияопорной частоты,Преобразователь 12 частоты соединенвыходом со счетным входом счетчика 9 периодов, а вход его является входом колебания опорной частоты, Распределитель 8импульсов соединен вторым выходом с вторым входом определителя 10 знака. Формирователь 1 импульсов начальной установкии блок 7 задержки снабжены тактовыми входами для подачи тактовых импульсов,Формирователь 1 импульса начальнойустановки может быть выполнен на О-триггере (564 ТМ 2), на установочный вход которого подан импульс запуска, а на С-вход -колебание тактовой частоты,Вычислитель кода 2 может быть выполнен по схеме накапливания, сумматора с по. мощью сумматоров 564 ИМ 1 и регистров564 ИР 9 для запоминания результата вычислений. Цифроаналоговый преобразователь.3 можно выполнить на микросхемах572 ПА 1 А и 544 УД 1 А. Блок 7 задержки можетбыть на счетчике 564 ИЕ 10, на С-вход которого подано колебание тактовой частоты,Распределитель импульсов может бытьвыполнен на триггерах 533 ТВ 6), на й-входкоторых подан сигнал с устройства задержки, а на С-вход - импульсное колебанйе сосмесителя.Счетчик 9 периодов может быть выполнен с помощью счетчика 533 ИЕ 7, на С-входкоторого подано импульсное колебание эталонной частоты, на О-входы - двоичный кодсо счетчика циклов, а на Ч-вход - выходной. сигнал формирователя импульса запуска.Определитель 10 знака может быть выполнен на 1 К - триггерах (533 ТВ 6) и логических элементах 533 ЛАЗ);Счетчик 11 циклов может быть внен на счетчике 533 ИЕ 7.Предварительное приведение частотыосуществляется устройством отдельйымициклами. Перед первым циклом работы устройства по сигналу запуска, полученному извне при помощи формирователя 1 импульса начальной установки 1, осуществляется начальная установка, в результате кбторой с вычислителя 2 кодапоступает код пробного воздействия, соответствующий среднему значенйюп всей области возможных значенйй воздействияЦифроаналоговый преобразователь 3 преобразует полученный код в напряжение, под влиянием которого выходной подстраиваемый генератор 4 изменяет частоту вы 10 ходного колебания. После задержки на перестройку генератора, отсчитываемой 15 блоком 7 задержки, распределитель импульсов включает счетчик 9 периодов, на вход которого поступают импульсы эталонного колебания с выхода преобразователя выхода смесителя 6, после начала работы счетчика 9 периодов производит сравнение частот. В результате сравнения на вычисли 25 тель 2 кода йодается сигнал "Больше" или"Меньше", свидетельствующий о знаке расхождения частот или сигнал "Не знаю", указывающий на то, что расхождения частот меньше допустимой ошибки сравнения для 30 данного цикла, В зависимости от результата различения знака, как и в прототипе, происходит соответствующее изменение воздействия нэ выходной подстраиваемый генератор, Сигнал об окончании работы определителя 10 знака фиксируется счетчиком 11 циклов, который управляет коэффициен 35 том пересчета в счетчике 9 периодов и переключает выходные частоты формирователя 13 опорных частот таким образом, чтобы 40 значение выходной частоты смесителя 6 удовлетворено условию (7) Гсц = УД 0 ПТэт 45 При этом коэффициент пересчета счетчика9 периодов в каждом цикле определяется изусловия Там = Тэт т = п ГиВ доп 20 12 частоты, Определитель 10 знака через время, равное одному периоду колебания с1755370 10 Длительность различения знака в цикле вэтом случае равна периоду выходного колебания смесителя 6 тя л Ъ/ ут 1.Тп =6 0 Составитель И, РезваяРедактор Ю, Середа Техред М,Моргентал КорректоЗаказ 2898ВНИИПИ Го ре цман Подписноетениям и открытиям при ГКНТ СССРкая наб., 4/5 Тиражсударственного комитета по изоб 113035, Москва, Ж, Рау роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина; 10 б б у лбйс . бмкс,50 кГцДлительность предварительного приведе 5 ния уменьшается в несколько раз. соялл . -, ьоормула изобретенияУстройство предварительного приведеПри расчете длительности цикла необ-. ния частоты подстраивэемого генератора, ходимо учесть, что начало процесса разли- содержащее последовательно соединенные чения знака должно совпадать с фронтом 10 формирователь импульса начальной устасравниваемого колебания, аследовательно, новки, вычислитель кода, цифроаналоговый длительность каждого цикла увеличиваетсяпреобразователь, выходной подстраиваена величину Тсм ., мый генератор и тракт приведения, последовательно соединенные блок задержки,15 сигнальный вход которого подключен к втотчь Гэ : рому выходу формирователя импульса на. муллл " . чальнои установки, распределительимпульсов, счетчик периодов и определиг .тель знака; первый выход которого подклюПогрешность по частоте как и в прототипе 20 чен к второму входу вычислителя кода, от цикла к циклу уменьшается в два раза и счетчик циклов, счетйый вход которого соеминимальнэ на последнем цикле, следова- динен с вторым выходом опредсеслителя знэтельно, длительность и-го цикла,ка и входом разрешения блока задержки,вход установки соединен с первым выходом ,-2 ъ 1, сб . 25 ьр р/ ЮГ му - новки, а выход - с третьим входом вычислителя кода и информационным входом Общую длительность поиска, равную сумме" . счетчика периодов,о"тлл" йчаюл щ"е "е с я тем, длительностей всех циклов, можно опреде- что, с целью сокращениявремени на продлить, используя формулу для суммы геомет варительное приведение частоть, тракт рической прогрессии . приведения выполнен со смесителем на выходе. к гетеродинному входу которого подключен выход формирователя опорных ,б т/ Тэт (9) . частоты, первый вход формирователя опор. тлГлллЗб ных частот соединен с выходом счетчикацйкла, а второй вход явйяется входом коле- Рассчитаем длительность предварительно-, бания опоркой частоты, выход смесителя го приведениячастоты по предлагаемому соединен с входом синхронизации рэспреспособу для тех же данных, чтои в рэссмот- делителя импульсов и в устройство введен ренном выше случае. Эталонную частоту вы преобразователь частоты, вход которого явберем равной 25 МГц, что соответствует ляется входом колебания опорной частоты, максимальной рабочей частоте счетчиком а выход соединен со счетным входом счет- ТТЛ-логики. Тогда Тэу, =- 40 нс, . чика периодов, второй выход распределителя импульсов соединен с вторым входом Тл=б,б 1/ Тэт = . 4 б определителя знака, формирователь им. м/ллл пУлсов начальнои Установки и блок задеР- жки снабжены тактовыми входами для подачи тактовых импульсов,