SU1160564A2 - Устройство фазовой автоподстройки частоты - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРрЙКИ ЧАСТОТЫ по авт. св. № 1012444 о т л а ю щ е ё с   тем, что, с целью повышени  быстродействи , между .выходом эталонного генератора и входом установки нул  делител  частоты включены последовательно соединенные формирователь импульсов и элемент И, а между выходами выделител  разностной частоты и другим входом элемента И включен третий элемент.ИЛИ.

Description

(Л С

О5

о ел

о

4 Изобретение относитс  .к радиотехнике и может быть использовано в быстродействующих широкодиапазонных системах с.инхронизации, синтезаторах частоты радиоизмерительных устройств, где требуетс  установивша с  ошибка по фазе, близка  к нулю По основному авт. св. № 1012444 известно устройстйо фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), содержащее соединеннее в кольцо перестраиваемый генератор, делитель щстоты, фазовый детектор, первый фильтр нижних частот, выход которого соединен с первым управл ющим входом перестра иваемого генератора, причем первый вход фазового детектора соединен с выходом делител  частоты, а второй - с выходом эталонного генератора , канал грубой подстройки частоты перестраиваемого генератора, вклю чающий соединенные последовательно выделитель разностной частоты, входы которого соединены с выходами эталонного генератора и делител  частоты , реверсивный счетчик, преобразователь цифра - аналог, второй фильтр нижних частот, выход которого соединен с вторым управл ющим входом пере страиваемого генератора, а также фа .зовый компаратор и два элемента ИЛИ, причем входы фазового компаратора соединены с выходами эталонного генератора и делител  частоты, а выхо-ды , фазового компаратора соединены .с первыми входами двух элементов 1-ШИ вторые входы которых подключены к выходам выделител  разностной частоты, при этом выходы элементов ИЛИ соединены с входами реверсивного счетчика О Однако известное устройство обла дает значительным временем переходного процесса при перестройке генератора по диапазону. Это объ сн етс  тем, что при.больших частотных расстройках сигналов эталонного и перестраиваемого генераторов изменение состо ни  реверсивного счетчика про исходит в основном за, счет импульсо поступающих с вьщелител  разностной частоты (один раз за период разност ной частоты). При уменьшении расстройки (разностной частоты) основной причиной изменени  состо ни  реверсивного счетчика становитс  по ступление импульсов с фазового компаратора (с частотой эталонного сиг нала). Учитыва , что разность фаз сигналов, поступающих на фазовый компаратор в процессе подстройки йринимает как положительные, так и отрицательные значени , код реверсивного счетчика измен етс  как в сторону увеличени , так и уменьшени . Поэтому в течение части периода сигнал, поступающий на перестраиваемый генератор по грубому каналу подстройки, производит не подстраивающее, а расстраивающее действие. При увеличении инерционности (уменьшении полосы удержани ) точного канала подстройки за счет этого эффекта существенно увеличиваетс  длительность переходного процесса Цель изобретени  -повышение быстродействи . . Дл  этого в устройстве ФАПЧ, содержащем соеди11енные в кольцо перестраиваемый генератор, делитель частоты , фазовый детектор, первый фильтр нижних частот, выход которого соединен с первым управл юа1им входом перестраиваемого генератора, причем пер- . вый вход фазового детектора соединен с выходом делител  частоты, а второй с выходом эталонного, генератора, а также канал грубой подстройки частоты перестраиваемого генератора, включающий последовательно соединенные , . выделитель разностной частоты, входы которого Соединены с выходами эталонного генератора и делител  частоты, реверсивный счетчик, преобразователь цифра -. аналог, второй фильтр нижних частот, выход которого соединен с вторым управл ющим входом перестраиваемого генератора, а также фазовый компаратор и два элемента ИЛИ, причем входы фазового компаратора соединены с выходами эталонного генератора и делител  частоты, а выходы фазового компаратора соединены с первыми вхо- . дами двух элементов ИЛИ, вторые входы которых подключены к двум выходам вьщелител  разностной частоты, при этом выходы элементов ИЛИ соединены с входами реверс шного счетчика, между выходом эталонного Генератора и входом установки нул  делител  частоты включены последовательно соединенные формирователь .импульсов и элемент И, а между выходами выделител  разностной частоты и другим входом элемента И включен третий элемент ИЛИ. На фиг, 1 показана схема предлагаемого устройства ФА1ТЧ; на фиг. 2 временные диаграммы работы устройст ва ФАПЧ. Устройство содержит перестраивае мый генератор 1, делитель 2 частоты фазовый детектор 3, эталонный генер тор 4, первый.фильтр 5 нижних часто выделитель 6 разностной частоты, ре версивный счетчик 7 „преобразователь 8 цифра - аналогJ второй фильтр 9 нижних частот, фазовый компаратор 10, первый 11 и второй 12 элементы ИЛИ, формирователь 13 импульсов, третий элемент 1ШИ 14 и элемент И 15. Устройство работает следующим образом. При расстройках, больших полосы захвата кольца ФАПЧ, на выходе фазового детектора 3 имеетс  переменное напр жение, частота которого равна частоте биений, периодически измен ю щее через первый фильтр 5 нижних час тот частоту перестраиваемого генератора 1 в пределах полосы удержани  кольца ФАПЧ. Подстройка частоты пере страиваемого генератора 1 к частоте эталонного генератора 4 осуществл ет с  в основном по грубому каналу. Поскольку узлы выделител  6 разностной частоты и фазового компаратора 1 обычно выполн ютс  в цифровом виде, считаем, что формирование импульсов требуемой длительности происходит , в блоках 6 и 10. При больших частотных расстройках подстройка по грубому каналу произво дитс  в основном за счет действи  выделител  6 разностной частоты, а при меньших расстройках преобладагаще вли ние оказывает сигнал, поступающий с фазового компаратора 10. Дл  устранени  расстраиваемого действи  грубого канала подстройки. в предлагаемом устройстве производит с  принудительна  циклическа  устано ка разности фаз сравниваемых сигнало ( ) вснкий раз, когда изображающа точка переходит на участок движени , соответствующий обратному изменению кода, в реверсивном счетчике (участкиТ .) фиг. .2). Б результате этогосигналы , поступающие на фазовый детектор 3 и фазовый компаратор 10, всегда имеют такое фазовое рас- . согласование, при котором обеспечиваетс  изменение состо ни  реверсивRoro счетчика 7 только в направлении уменьшающем начальную частотную расстройку (фиг. 2&, крива  2). Дл  определени  моме.нта принудительной установки разности.фаз используютс  сигналы с выходов выделител  6 разностной частоты. Они по вл ютс  именно в те моменты времени, когда разность фаз сравниваемых сигналов превьшает значени  кратные t2f, после.этого в известном устройстве изображающа .точка попадает на участок движени  с возрастанием частотной расстройки. В предложенном устройстве эти з астки движени  ликвидируютс  за счет принудительного воздействи  на фазу сигнала, поступающего от перестраиваемого генератора 1, путем сброса в .О делител  2 .частоты. Момент сброса в О делител  2 определ етс  элементом И 15 при условии по влени  импульса на одном из выходов выделител  6 разностной частоты (в зависимости от знака начальной частотной расстройки) и поетуплении импульса с выхода формировател  13 импульсов. Причем дл  реализации услови  Чк Т необходимо иметь форму сигнала эталонного генератора 4, близкую к меандровой, и формировать импульсы, поступающие на элемент И 15 из соответствующего, фронта сигнала эталонного генератора 4., Дл  нормальной работы устройства необходимо, чтобы длительность импульсов , поступающих с выделител  6 разностной частоты, была не менее половины периода эталонного сигнала. На фиг. 2« приведены диаграммы работы известного устройства и прин ты следующие обозначени : FCMCt))нормированное напр жение биений на выходе фазового детектора 3 при пилообразной характеристике фазового цетектора); - имщгльсы. . . . эг сформированные из сигнала эталонного генератора 4, частота следовани  которых равна частоте эталонного генератора; и-)- - импульсы, поступающие с фазового компаратора 10 на вход сложени  реверсивного счетчика 7; и- - №1пульсы, поступающие на вход вычитани  реверсивного счетчика 7; Ugpn - импульсы на выходе выделители 6 разностной частоты; интервалы времени, в течение оторых происходит обратный счет реверсивного счетчика 7 (цифровой интегратор увеличивает частотную рас- / стройку). На фиг. 2f иллюстрируетс  работа предложенного устройства ФАПЧ. На фиг. 2Ь показано изменение частотно ра.сстройки в известном устройстве . (крива  1) и. предло  нном (кри1за  2) и прин ты следующие обозначени : Л - частотна  расстройка ме зду сравниваемыми сигналами; о - начальна  частотна  расстройка; д- изменение частотной расстройки при смене кода рёверсШного счетчика из единицу;

/и

kn 11 полоса захвата кольца ФА11Ч по точному каналу управлени . Преимущество предложенного устройства ФАПЧ по сравнению с известным состоит в повьшении быстродействи . Как видно из фиг. 2Ь врем  переходного процесса в предложенном устройстве при одинаковых начальных . услови х в данном случае в 3 раза меньше, чем в известном устройстве, при этом выигрыш от использовани  предложени  возрастает с увеличением начальных частотных расстроек и инерционности точного канала управлени .

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ФАЗОВОЙ АВТ0П0ДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ по авт. св. № 1012444; о т лича ю щ е ё с я тем, что, с целью. повышения быстродействия , между выходом эталонного генератора и входом установки нуля делителя частоты включены последовательно соединенные формирователь импульсов и элемент И, а между выходами выделителя разностной частоты и другим входом элемента И включен третий элемент.ИЛИ.