Импульсно-фазовый детектор

(51) 4 Н ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТОРСКОЮЮ С ЕЛЬС К 4339124/2430,10.8707.08.89.А.В.Леонов621.376.4Авторское225, кла Н,(57) Изобретение ной технике, Цел ширение раствора х-ки, Импульсно- содержит фазоимп относит изобре к искриминационноизовый детекторьсный расщепител ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 54) ИИПУЛЬСНО-ФАЗОВЫЙ ДЕТЕКТО1, эл-ты И 2, 6 и 7, г-р 3 пилообразного напряжения, электронный ключ 4, триггеры 5, 1 О и 11, мультиплексор 8 и эл-ты ИЛИ 9 и 12. Рассматриваются два режима работы, отличающиеся временем прихода импульса на второй вход детектора по отно, шению к импульсам на выходах расщепителя 1. Цель достигается тем, что в.обоих режимах работы преобразование разности фаз сравниваемых импульсных последовательностей в напряжение происходит пропорционально крутизне рабочего участка х-ки детектора. 3 ил.3 1499426Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах автоподстройки частоты. 5Цель изобретения " расширениераствора дискриминационной характеристики.На фиг. 1 приведена структурнаяэлектрическая схема импульсно-фазо Ового детектора; на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы его работы.Импульсно-фазовый детектор содержит фазоимпульсный расщепитель (ФИР)1, первый элемент И 2, генератор 3 15пилообразного напряжения, электронныйключ 4, первый триггер 5, второйи третий элементы И 6 и 7, мультиплексор 8, первый элемент ИЛИ 9, вто"рой 10,и третий 11 триггеры, второй 20элемент ИЛИ 12,Детектор работает следующим образом.Первый 5 и второй 10 триггеры находятся в нулевом исходном состоянии. 25ФИР 1 осуществляет операцию расщепления сигнала, поступающего с первоговхода устройства, при этом на второмвыходе ФИР 1 образуется сигнал 0с частотой следования импульсов, равной частоте следования импульсов сигнала О, с первого выхода ФИР 1 исдвинутый по фазе на 180. относительно сигнала О, (фиг. 2 а б).Рассмотрим два режима работы(фиг. 2 и 3 соответственно),. отличающиеся временем прихода импульса навтором входе устройства (0) по отношению к импульсам на выходах ФИР 1,В первом режиме работы импульсы 400 на зтором входе устройства опеЪрежают импульсы 0 с второго выходаФИР 1 и отстают от импульсов О, спервого выхода ФИР 1, (фиг. 2 а, б, в),До прихода первого импульса 2 свторого выхода ФИР 1 информация навыходах устройства не изменяется,т,е. остается исходной.Импульс 0 , приходящий с второговыхода ФИР 1, поступает на вход сброса генератора 3 и через элемент ИЛИ9 (фиг. 2 м) на обнуляющий вход первого триггера 5, подтверждая исходноесостояние выхода генератора 3 (фиг.2 н,О, ) и нулевое состояние первоготриггера 5 (фиг, 2 к, Уо ) соответственно. Одновременно с этим импульс0 поступает на инверсный вход пер 2вого элемента И 2 и запирает его на длительность импульса 0 . Крометого, импульс 0. поступает на установочный вход второго триггера 10 иустанавливает его в единичное состояние (фиг. 2 г, 04), Сигнал 0 с выхода второго триггера 10 поступаетна вторые прямые входы второго 6 итретьего 7 элементов И и разрешаетпрохождение сигналов 0 и 0 наих выходы,Импульс 0, приходящий от ФИР 1,поступает на инверсный вход третьегоэлемента И .7 и не проходит на еговыход (фиг. 2 е, 06). Одновременнос этим импульс 0 поступает на первыйпрямой вход второго элемента И 6 ипроходит на его выход (фиг. 2 д, 0),так как на инверсном входе второгоэлемента И 6 сигнал 0 с второго входа устройства отсутствует. Сигналс выхода второго элемента И 6поступает на установочный входтретьего триггера 11 (триггер 11может находиться в произвольном исходном состоянии, допустим, что оннаходится в нулевом состоянии) и устанавливает его в единичное состояние (фиг. 2 ж, 0.1). Сигнал 07 . с вы"хода третьего триггера 11 поступаетна вход адреса мультиплексора 8, запрещая тем самым прохождение на еговыход сигнала 0, поступающего напервый информационный вход.Сигнал 0 с выхода второго элемента И 6 поступает на первый входвторого элемента ИЛИ 12, проходитна его выход (фиг. 2 з), поступаетна пямой вход первого элемента И 2 ипроходит на его выход (фип, 2 и, 0),так как на инверсном входе первогоэлемента И 2 сигнал О отсутствует.Сигнал 0 с выхода первого элементаИЛИ 9 поступает на обнуляющий входвторого триггера 10 и устанавливаетего в нулевое состояние. Сигнал 04с выхода второго триггера 10 (фиг. 2 г)поступает на вторые прямые входывторого и третьего элементов И 6и 7 и запирает их,Одновременно с этим сигнал 0 свыхода первого элемента ИЛИ 9 поступает на установочный вход первоготриггера 5 и устанавливает его вединичное состояние (фиг. 2 к, 0 ю ).Сигнал 0 ю с выхода первого триггера 5 поступает на управляющий входгенератора З,при этом на его выходенапряжение (фиг 2 н, Оэ ) начинает ,1499426 е 40 45 50 изменяться с заданной крутизной,что соответствует рабочему участкутрапецеидальной характеристикиустройства,. Импульс П с второго входа устройства поступает на инверсный входвторого элемента И 6 и на первыйпрямой вход элемента И 7 и не проходит на их выходы, так как на вторыхпрямых входах этих элементов присутствует логический "0" с выхода второго триггера 10,Одновременно с этим импульс Б поступает на второй информационный вход мультиплексора 8 и проходит на его выход (фиг. 2 л), так как на входе адреса мультиплексора 8 присутствует логическая "1" с выхода третьего триггера 11 (фиг. 2 ж, Б). Сигнал Оц с выхода мультиплексора 8 поступает на второй вход первого элемента ИЛИ 9, проходит на его выход (фиг, 2 м, Б ) и, поступая на обнуляющий вход первого триггера 5, устанавливает еГо в нулевое состояние Шщ ), Сигнал Б поступающий с выхода первого триггера 5 на управляющий вход генератора 3, заканчивается, и напряжение Б на выходе генератора 3 перестает изменяться. Сигнал Б 1 с выхода мультиплексора 8 поступает на управляющий вход ключа 4, и напряжение П поступающее с выхода генератора 3 на информационный вход ключа 4, подается на первый выход устройства. При этом на второй выход устройства поступает сигнал Б с выхода третьего триггера 11.Импульс Б , приходящий с второго выхода ФИР 1; через второй элемент ИЛИ 9 поступает на обнуляющий вход первого триггера 5 и подтверждает его нулевое состояние, поступает на вход сброса генератора 3 и сбрасывает напряжение Б на его выходе до исходного, что соответствует вертикальной линии трапецеидальной характеристики устройства, поступает на инверсный вход первого элемента И 2 и запирает его на длительность импульса И, а также поступает на установочный вход второго триггера10 и устанавливает его в единичное 1 состояние. Сигнал Б с выхода второго триггера 10 поступает на вторые прямые входы второго и третьего эле ментов И б и 7, разрешая тем самым прохождение сигналов Б, и Б навыходы этих элементовлПосле этого в течение времени ьдо момента прихода следующего импульса Б напряжение У на выходе генератора 3 практически не изменяется.В рассмотренном режиме работы преобразование разности фаз сравниваемых импульсных последовательностей(П, и Б) в напряжение происходитпропорционально крутизне рабочегоучастка характеристики устройства.Одновременно со считыванием с первоговыхода напряжения, пропорциональногоразности фаз сигналов У и П . свторого выхода считывается знак этойразности, определяемый состояниемтретьего триггера 11. В данном режиме на втором выходе присутствует уровень логической "1", показывающий,что сигнал У опережает по фазе сигнал У.Во втором режиме работы импульсы 25 У. на втором входе устройства опереЭжают по времени импульсы с первоговыхода ФИР 1 (Б ) и отстают от импульсов с второго выхода ФИР 1(фиг За б, в, У).До прихода первого импульса Пс второго выхода ФИР 1 информацияна выходах устройства не изменяется,т,е, остается исходной.Импульс У , поступающий с второговхода ФИР 1, подается на установочный вход второго триггера 10, под действием которого последний устанавливается в единичное состояние(фиг. 2 г, Б 4) и с его выхода на вторые прямые входы второго 6 и третьего 7 элементов И поступает сигнал,разрешающий прохождение сигналов через эти элементы, Одновременно сэтим импульс 2 поступает на входсброса генератора 3 и через второйэлемент ИЛИ 9 на обнуляющий вход первого триггера 5, подтверждая исходное состояние выхода генератора3 (фиг. Зн, Б, ) и нулевое состояние первого триггера 5 (фиг. Зк, Юр )соответственно, Кроме того, импульс Б поступает на инверсный вход пер вого элемента И 2 и запирает его, приэтом на установочный вход первоготриггера 5 импульс установки в единичное состояние этого триггера не поступает (фиг. Зи, Б). Импульс Уэ, поступающий с второго входа устройства после прихода им 1499426пульса 0 , подается на инверсный вход второго элемента И 6 и не проходит на его выход (фиг. Зд, О). Одновременно с этим импульс 0 поступает на первый прямой вход третьего элемента И 7 и проходит на его выход (Фиг. Зе, 0), так как на инверсном входе третьего элемента И 7 сигнал 0,с первого выхода ФИР 1 отсутствует.Сигнал 0 (фиг. Зе) с выхода третьего элемента И 7 поступает на обнуляющий вход третьего триггера 11 (триггер 11 может находиться в произвольном исходном состоянии, допустим, что он находится в единичном состоянии) и устанавливает его в нулевое состояние (фиг. Зж, 01). Сигнал 0 с выхода третьего триггера 11 поступает на вход адреса мультиплексора 8, запрещая тем самым прохождение на его выход сигнала 0 поступающего .на второй информационный вход.Сигнал 0 с выхода элемента И 7 поступает также на второй вход элемента ИЛИ 12, проходит. на его выход . (фиг. Зз, 0 ), поступает на второй вход первого элемента ИЛИ 9 и проходит на его выход (0), так как на первом инверсном входе элемента ИЛИ 9 сигнал 0 отсутствует. Сигнал 0 с выхода первого элемента И 2 поступает на обнуляющий вход второго триг" гера 10 и устанавливает его в нулевое состояние Щ ). Сигнал 04 с выхода второго триггера 10 поступает на третьи входы второго 6 и третьего 7 элементов И и запирает их.Одновременно с этим сигнал 0 с выходапервого элемента И 2 поступа ет на установочный вход первого триггера 5 и устанавливает его в единичное состояние (фиг, Зк, б,ю ). Сигнал 0 с выхода первого триггера 5 поступает н управляющий вход, генератора 3, при этом на его выходе напряжение 0 (фиг. Зн) начинает изменяться с заданной крутизной, что со" ответствует рабочему участку ь трапецеидальной характеристики устройст" 50 ва.Импульс 0 , поступающий (после прихода импульса 0) с первого выхода ФИР 1, подается на.первый прямой вход второго элемента И 6 и, на инверсный 55 вход третьего элемента И 7 и не проходит на их выходы, так как на вторых прямых входах этих элементов присутствует логический "0 с. выхода второго триггера 10Одновременно импульс О поступает на первый информационный вход мультиплексора 8 и проходит на его выход (фиг. Зл, 0 ), так как на входе адреса мультиплексора 8 присутствует логический "0" с выходатриггера 11 (0). Сигнал 0 с выхода мультиплексора 8 поступает на второй вход вто- рого элемента ИЛИ 9, проходит на его выход (фиг. Зм, 0 ).и, поступая на обнуляющий вход первого триггера 5, устанавливает его в нулевое состояоие (О о), после чего напряжение 09 на выходе генератора 3 перестает изменяться. Сигнал 0 . с выхода мультиплексора 8 поступает на управляющий вход ключа 4, "открывая" его, и напряжение 0 поступающее с выхода генератора 3 на информационный вход ключа 4, подается на первый выход устройства. При этом на второй выход устройства поступает сигнал 01 с выхода триггера 11.Следующий импульс 0 , приходящий с второго выхода ФИР 1, через элемент ИЛИ 9 поступает на обнуляющий вход первого триггера 5 и подтверждает его нулевое состояние, поступает также на вход сброса генератора 3 и "сбрасывает" напряжение 0 на его выходе до исходного, что соответствует вертикальной линии трапецеидальной характеристики устройства, поступает также на инверсный вход первого элемента И 2 и запирает его на длительность импульса 0, а также поступает на установочньп вход второго триггера 10 и устанавливает его в )единичное состояние. Сигнал 0 с выхода второго триггера 10 поступает на вторые прямые входы второго 6 и третьего 7 элементов И, разредая тем самым прохождение сигналов 0 и 0 на выходы этих элементов.После этого в течение времени Ф до момента прихода следующего импуль-, са 0 напряжение 0 на выходе генератора 3 практически не изменяется. Во втором режиме работы, как и в первом, преобразование разности фаз сравниваемых импульсных последовательностей (0 и 0) в напряжение происходит пропорционально крутизне ,рабочего участка характеристики устройства, При этом одновременно сосчитыванием с первого выхода напряив ЦД фи жения, пропорционального разности фаз сигналов Б и Ц с второго вы) Ухода считывается знак этой разности, определяемый состоянием триггера 11. В данном режиме на втором выходе присутствует уровень логического "0", показывающий, что сигнал Б опережает по фазе сигнал 01. формула изобретения Импульсно-фазовый детектор, содержащий фазоимпульсный расщепитель, вход которого является первым входом импульсно-фазового детектора, элемент И, генератор пилообразного напряжения,и первый триггер, выход которого через генератор пилообразного напряжения соединен с информационным входом электронного ключа, выход которого является выходом импульсно- фазового детектора, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью расшире.,ния раствора дискриминационной характеристики, в него введены второй и третий триггеры, два элементаИ, два элемента ИЛИ и мультиплексор, причем первый выход фазоимпульсного. расщепителя соединен с первым прямым входом второго элемента И, инверсным входом третьего элемента И и первым информационным входом мультиплексора, второй информационный входкоторого соединен с инверсным входомвторого элемента И, первым прямым 5входом третьего элемента И и является вторым входом импульсно .фазовогодетектора, второй выход фазоимпульсного расщепителя соединен с входомсброса генератора пилообразного на пряжения, инверсным входом первогоэлемента И, первым входом первогоэлемента ИЛИ и установочным входомвторого триггера, обнуляющий входкоторого соединен с выходом первого 15 элемента И и установочным входомпервого триггера, а выход второготриггера соединен с вторыми прямымивходами второго и третьего элементовИ, выходы которых соединены соответ ственно с установочным и обнуляющимвходами третьего триггера, с первыми вторым входами второго элементаИЛИ, выход которого соединен с прямым входом первого элемента И, вы ход третьего триггера соединен с входом адреса мультиплексора, выход ко торого соединен с управляющим входомэлектронного ключа и вторым входомпервого элемента ИЛИ, выход которого 30 соединен с обнуляющим входом первоготриггера, при этом выход третьеготриггера является вторым выходом им"пульсно-фазового детектора." аав Заказ 4704/52 ; Тира ВНИИПИ Государственного комитета 113035, Москва, 884по изобретения