DE2506729A1 - Phasendiskriminator fuer impulsfoermige eingangssignale - Google Patents
Phasendiskriminator fuer impulsfoermige eingangssignaleInfo
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
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Description
- Phasendiskriminator für impulsförmige Eingangssignale Die Erfindung bezieht sich auf einen Phasendiskriminator für zwei impulsförmige Eincjangssignale. Phasendiskriminatoren werden beispielsweise für die Zeilensynchroriisierung in Fernsehempfngern benutzt und sind in verschiedenen schaltungstechnischen Ausführungsformen bekannt. Die typische Kennlinie eines solchen Phasendiskriminators ist in Figur 1 durch die ausgezogene Linie dargestellt. Die Ausgangsgleichspannung U des Phasendiskriminators hängt nach Polarität und Größe von der Phasendifferenz der beiden Eingangssignale, beispielsweise der Oszillatorfrequen fO und der Synchronisierfrequenz f ab. Stimmen beide Frequenzen überein, so 5 ist die Ausgangsgleichspannung des Phasendiskriminators gleich Null.
- Die Eigenfrequenz des Oszillators ist so gewählt, daß sie etwa gleich der Synchronisierfrequenz ist. Weicht der Oszillator von dieser Frequenz ab, so liefert der Phasendiskriminator eine Ausgangsgleichspannung an den Steuereingang des Oszillators, welche dessen Frequenz in Richtung auf die Synchronisierfrequenz verschiebt. Aus Figur 1 ist ersichtlich, daß ein solcher Phasendiskriminator nur innerhalb des Fangbereiches zwischen dem Minimum und dem Maximum der Kennlinie eine für die ordnungsgemäße Steuerung des Oszillators geeignete Gleichspannung liefert, während außerhalb dieses Fangbereiches die Kennlinie ihre Richtung umkehrt und somit keine den Oszillator in Richts1ng auf c;#ic- Synchronfrequcenz verstimmende Gleichspannung zur Verfügung steht. In einem Fernsehempfänger sind die Oszillatofrequenz eirseits und der Fangbereich desPbsendiskriminators andererseits so gewählt, daß im Normalfall die Zeilensynchronisierur,g nicht außer Tritt fallen kann. Die auftretenden E'requenzunterschid, sind gering.
- Ganz anders liegen die Verhältnisse beispielsweise bei einem Doppler-Radargerät zur Weg- oder Ceschwindigkeitsmessung von Fahrzeugen, wo ein örtlicher Oszillator über den gesamten Frequenzhub der Dopplerfrequenz nachstirnrnbar sein muß und zwar von der Frequenz Null (Stillstand) bis zu derjenigen Dopplerfrequenz, welche der maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht. Für die Synchronisierung eines solchen OszillaLors ist ein Phasendiskriminator herkömmlicher Bauart ungeeignet. Man hat sich dadurch zu helfen versucht, daß man für die Grobabstimmung des Oszillators einen Frequenz/Stromumformer und für die Feinabstimmung einen besonderen Multiplizierer eingesetzt hat (DT-OS 23 24 271).
- Aufgabe der Erfindung ist es, einen Phasendiskriminator zu schaffen, der einen praktisch unbegrenzten Fangbereich hat.
- Diese Aufgabe wird gelöst durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
- Zur Erläuterung der Erfindung wird im folgenden auf ein in den Zeichnungen wiedergegebenes Ausführungsbeispiel Bezug genommen. Dabei zeigt Figur 1 mit ausgezogenen Linien die Kennlinie eines herkömmlichen Phasendiskriminators und gestrichelt diejenige des erfindungsgemäßen Phasendiskriminators; Figur 2 ein Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung des Phasendiskriminators und Figur 3 den Signalverlauf an verschiedenen Schaltungspunkten dieses Phasendiskriminators bei unterschiedlichen Werten der Frequenzabweichung zwischen den beiden Signalimpulsfolgen.
- Der Phasendiskriminator gemäß Figur 2 besteht im wesentlichen aus zwei Flip-Flops F1 und F2, einem Koinzidenzgatter G und einem Operationsverstärker V. Das Flip-Flop,F1 weist einen Takteingang Tl, einen Dateneingang Dl, einen Setzeingang 51 ~einen nichtinvertierenden Schaltausgang Q1, eineninvertierenden Schaltausgang Q1 sowie einen Rückstelleingang Zl auf. Das Flip-Flop F2 ist gleich aufgebaut. Der Schaltausgang Q des Flip-Flops F1 ist über einen ersten Widerstand R1 mit dem einen Eingang des Operationsverstärkers V verbunden, während der Schaltausgang Q des zweiten Flip-Flops F2 über einen Widerstand R2 an den anderen Eingang des Operationsverstärkers angeschlossen#ist. Die Widerstände R1 und R2 sind gleich groß gewählt. Die invertierenden Ausgänge 1 und Q 2 der beiden Flip-Flops sind an die Eingänge eines NOR-Gatters G angeschlossen, dessen Ausgang an den ückstelleingängenund Pl Beider Flip-Flops F1 und F2 liegt. Anstelle des NOR-Gatters G könnte auch ein UND-Gatter verwendet werden, dessen Eingänge dann an die beiden nicht-invertierenden Schaltausgänge Q1 bzw. Q2 der beiden Flip-Flops anzuschließen wären. Vom Ausgang Avdes Verstärkers V ist ein dritter Widerstand R3 zum zweiten Verstärkereingang geschaltet, während der erste Verstärkereingang über einen vierten Widerstand R4 mit Bezugspotential in Verbindung steht. An dem Verstärkerausgang A ist ein Integratorffür das zunächst impulsförmige Ausgangssignal des Phasendiskriminators angeschlossen. Ein gleichspannungs- oder gleichstromgesteuerter Oszillator OS wird in seiner Frequenz durch das Ausgangssignal des Integrators IN gesteuert. Die Oszillatorfrequenz wird einerseits vom Oszillatorausgang Ao zur weiteren Signalverarbeitung abgegriffen und andererseits über eine Rückführleitung dem Eingang T1 des Flip-Flops Fi als Vergleichssignal zugeleitet. Die Synchronimpulsfolge bzw. im Falle eines Doppler-Radargerätes, die Dopplerfrequenzimpulse werden dem Eingang T2 des anderen Flip-Flops F2 zugeleitet. Die Dateneingänge D1 bzw. D2 beider Flip-Flops erhalten das Signal "1",~während die Setzeingänge auf"O'1liegen. Beide Flip-Flops schalten jeweils beim Eintreffen einer positiven Anstiegsflanke des Signals an ihrem Takteincjang T das arn Dateneingang D stehende Signal 11111 zum nicht-in#ertierenden Ausgang Q durch. Durch die Wahl von R1 - R2 und R3 = R4 erreicht man, daß am Verstärkerausgang AV ein amplitudenmaßg bei beiden Pclaritäten der Frequenzdifferenz gleich hohes Ausgangssignal entsteht. Der Operationsverstärker wird im linearen Bereich, d.h. ohne in Sättigung zu geraten, betrieben. Demensprechend ist das Verhält nis des Widerstände R1 zu R4 bzw. R2 zu R3 gewählt.
- Die Wirkungsweise des Phasendiskriminators wird nachfolgend in Verbindung mit Figur 3 erläutert. Aus dem Vergleich der beiden Kurvenzüge der Spannungen an den Zing#ne T1 und T2 ersieht man, daß zunächst die Spannung am Eingang T2, d.h. die Synchronisierimpulsfolge eine höhere Frequenz hat als die zum Eingang T1 gelangende Generatorfrequenz. Folglich entstehen negativ gerichtete Impulse großer Länge. Sobald sich der Frequenzunterschied zwischen Generatorfrequenz und Synchronisierfrequenz verringert, nimmt die Länge der negativ gerichteten Impulse ab. Stimmen Oszillatorfrequnz f und Synchronisierfrequenz f5 überein, so steht am Ausgang AV keine Ausgangsspannung. Fällt umgekehrt die Synchronisierspannuny frequenzmäßig unter die Frequenz der Oszillatorspannung ab, so entstehen, wie der rechte Teil von Figur 3 zeigt, positiv gerichtete Impulse, deren Länge mit zunehmendem Frequenzunterschied wächst.
- Sobald zur Zeit t1 eine positive Anstiegsflanke der Synchronisierspannung fs auftritt, liefert das Flip-Flop 2 an seinem Ausgang ein Signal ~1" an den oberen Eingang des Verstärkers V, so daß an seinem Ausgang ein negativ gerichteter Impuls beginnt, Das Flip-Flop F2 hält diesen Zustand aufrecht. Erst beim Eintreffen einer positiv gerichteten Vorderflanke der Oszillatorspannung am Takteingang T1 des Flip-Flops F1 wird dieser Impuls beendet, indem zu diesen Zeitpunkt auch der invertierende Ausgang Q1 des Flip-Flops F1 den Wert "O" annimmt und somit am Ausgang des Gatters G das Signal 1 entsteht und beide Flip-Flops zurückstellt. Bei der nächsten Anstiegsflanke desSynchronisiersignals zur Zeit t3 beginnt das Spiel von neuem. Stimmen beide Frequenzen überein, wie dies im mittleren Teil der Kurvenzüge gemaß Figur 3 dargestellt ist, so werden beide Flip-Flops jeweils sofort zurückgestellt, so daß kein Ausgangssignal am Verstärkerausgang AV entsteht. Das Signal am Verstärkerausgang AV wird in bekannter Weise mit Hilfe eines Integrators IN geglättet und steuert die Frequenz f des Oszillators OS derart, daß diese der Synchronisierfrequenz fs nachgeführt wird. Wie man sieht, erfolgt diese Nachführung über einen beliebig großen Fangbereich, d.h. auch bei beliebig großen Frequenzunterschieden zischen Synchronisierfrequenz und Oszillatorfrequenz.
- Die Darstellung-der Kurvenzüge in Figur 3 soll nur die Erzeugung des Ausgangssignals am Verstärker V erläutern. Im Falle eines fleichspannungs- oder gleichstromgesteuerten Oszillators würde selbstverständlich die Oszillatorfrequenz jeweils automatisch und ständig der Synchronisierfrequenz nachgeführt und nicht, wie in Figur 3 angenommen, konstant bleiben.
- Der praktisch unbegrenzte Fangbereich des Phasendiskriminators bietet nicht nur in Doppler-Radargeräten sondern auch bei vielen anderen Anwendungen beträchtliche Vorteile. Insbesondere ergibt sich eine erhöhte Sicherheit des - #iedereinfangens der Oszillatorfrequenz bei längerem Ausfall der Synchronisierimpulse. Ein kurzzeitiger Ausfall wird ohnehin durch die Speicherwirkung des Integrators überbrückt.
Claims (4)
1. Phasendiskriminator für zwei impulsförmige Eingangssignale , d
a d u r c h g e k e n n z e k für n e t, daß die beiden Signale dem Takteingang
(T1, T2) je eines von zwei Flip-Flops (F1, F2) zugeführt sind, deren Schaltausgänge
(Ql, Q2) einerseits über ein Koinzidenzgatter (G) an die Rückstelleingänge heider
Flip-Flops und andererseits an die beiden Eingänge eines im linearen Bereich betriebenen
Operationsverstärkers (V) angeschlossen sind.
2, Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n
z e i c h n e t, daß das Koinzidenzgatter ein an die nicht-invertierenden Schaltausgänge
beider Flip-Flops angeschlossenes UND-Gatter ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n
z e i c h n e t, daß das Koinzidenzgatter ein an die invertierenden Schaltausgänge
(Q1, Q2) beider Flip-Flops (F1, F2) angeschlossenes NOR-Gatter (G) ist.
4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u
r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zwischen die Schaltausgänge (Q1, Q2) der
beiden Flip-Flops (Fl, F2) und den angeschlossenen Eingang des Operationsverstärkers
(V) jeweils ein gleich großer Widerstand (R1, R2) eingeschaltet ist der eine Verstärkereingang
<-) über einen dritten Widerstand
(R3) mit dem Verstärkerausgang
(N) und der andere Verstärkereingang <+) über einen vierten Widerstand (R4) mit
Bezugspotential in Verbindung steht, wobei der dritte und der vierte Widerstand
gleich groß sind.
L e e r s e i t e
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19752506729 DE2506729A1 (de) | 1975-02-18 | 1975-02-18 | Phasendiskriminator fuer impulsfoermige eingangssignale |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19752506729 DE2506729A1 (de) | 1975-02-18 | 1975-02-18 | Phasendiskriminator fuer impulsfoermige eingangssignale |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2506729A1 true DE2506729A1 (de) | 1976-08-26 |
Family
ID=5939100
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19752506729 Pending DE2506729A1 (de) | 1975-02-18 | 1975-02-18 | Phasendiskriminator fuer impulsfoermige eingangssignale |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2506729A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2805051A1 (de) * | 1977-02-07 | 1978-08-10 | Cii Honeywell Bull | Phasenvergleichsanordnung |
-
1975
- 1975-02-18 DE DE19752506729 patent/DE2506729A1/de active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2805051A1 (de) * | 1977-02-07 | 1978-08-10 | Cii Honeywell Bull | Phasenvergleichsanordnung |
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