SU758527A1 - Method of automatic tuning of reference signal generator frequency - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ ГЕНЕРАТОРА ОПОРНОГО СИГНАЛА Изобретение относитс  к радиотехнике и может использоватьс  при реализации методов фазовой и фазоразностной модул ции, а также в цифровых системах радиорелейной св зи. Известен способ автоматической подстройки частоты генератора опорного сигнала преимущественно дл  фазоманипулированных сигналов, заключающийс  в преобразовании входного сигнала в видеочастотный по квадратурным составл ющим, фильтрации видеочастотного сигнала и подаче отфильтрованного видеочастотного сигнала дл  управлени  частотой генератора опорного сигнала 1. Однако этот способ не позвол ет выделить опорного напр жени  при больщих частотных нестабильност х входного сигнала, так как в системе фазовой автоматической подстройки частоты (ФАПЧ),  вл ющейс  неотъемлемой частью устройств, реализующих этот способ, не прин ты меры дл  рас щирени  полосы захвата. Цель изобретени  - расщирение полосы захвата. Это достигаетс  тем, что в способе автоматической подстройки частоты генератора сигнала преимущественно дл  ф; 3оманипулированных сигналов, заключающемс  в преобразовании входного снгеала г. вкдеочастотный по квадратурным составл ющи.м, фильтрации видеочастотного сигнала и подаче отфильтрованного видеочастотного сигнала д.т  управлени  частотой генератора опорного сигнала, одновременно с фильтрацией видеочастотного сигнала фиксируют скачок видеочастотного сигнала и в момент по влени  скачка формируют дополнительный управл ющий сигнал соответствующей пол рности, который подают также дл  управлени  частотой генератора опорного спгнала . На фиг. 1 приведены эпюрь напр жений , по сн ющие предлагаемый способ; на фиг. 2 представлена структурна  электрическа  схе.ма устройсгва дл  реализации предлагаемого способа. Устройство содержит перемножитель 1, фазовый детектор 2, фильтр 3 нижних частот (ФНЧ) 3, управитель 4 частоты, подстраиваемый генератор 5, фазовращатель 6 на /2. синхронный детектор 7, усилительограничитель 8, дифференцирующую цепь 9, усилитель 10, сумматор 11, фильтр 12 нижних частот (ФНЧ), амплитудные детекторы 13 и 14 положительных и отрицательных импульсов соответственно, формирователи 15 и 16 положительных и отрицательных импульсов .(54) METHOD FOR AUTOMATIC FREQUENCY ADJUSTMENT OF THE REFERENCE SIGNAL GENERATOR The invention relates to radio engineering and can be used in the implementation of phase and phase difference modulation methods, as well as in digital radio-relay systems. The known method of automatically adjusting the frequency of the reference signal generator mainly for phase-shifted signals, which involves converting the input signal to video by quadrature components, filtering the video signal, and supplying a filtered video signal to control the frequency of the reference signal generator 1. However, this method does not allow to select a reference voltage with high frequency instabilities of the input signal, since in the system the phase automatic compensation Frequencies (PLLs), which are an integral part of devices implementing this method, have not taken measures to widen the capture band. The purpose of the invention is to widen the grip. This is achieved by the fact that in the method of automatic adjustment of the frequency of the signal generator mainly for φ; The 3 manipulated signals, which consist of transforming the input singeal, including the frequency by quadrature components, filtering the video signal, and supplying the filtered video signal with the frequency generator of the reference signal, simultaneously with filtering the video signal, they detect a jump in the video signal even at the instant of the jump event generate an additional control signal of the appropriate polarity, which is also used to control the frequency of the reference spgnal generator but . FIG. 1 shows a plot of stresses explaining the proposed method; in fig. Figure 2 shows the structural electrical circuitry of the device for the implementation of the proposed method. The device contains a multiplier 1, a phase detector 2, a low-pass filter 3 (LPF) 3, a 4 frequency governor, a tunable oscillator 5, a phase shifter 6 on / 2. synchronous detector 7, amplifier limiting 8, differentiating circuit 9, amplifier 10, adder 11, low-pass filter 12 (LPF), amplitude detectors 13 and 14 positive and negative pulses, respectively, shapers 15 and 16 positive and negative pulses.

Расширение полосы захвата при реализации предложенного способа достигаетс  тем, что форма управл ющего напр жени  до фильтрации имеет вид, показанный на фиг. 1а и а (в зависимости от знака частотной расстройки ). Видно, что оно напоминает косинусоиду с манипул цией фазы на   каждый пол периода частоты биений. При этом в момент манипул ции скорость изменени  напр жени  значительно превышает по абсолютной величине скорость изменени  напр жени  в остальное врем , что позвол ет при дифференцировании получить импульсы с частотой, равной удвоенной частоте биений, пол рность которых определ етс  знаком частотного рассогласовани  (фиг. 16 и б ). Если эти импульсы подвергнуть селекции с учетом пол рности и дальнейшему формированию (фиг. 1в и в ), то в выработанной импульсной последовательности величина посто нной составл ющей, пол рность которой определ етс  знаком частотного рассогласовани , значительно превышает величину , достигаемую в устройствах, реализующих известный способ. Это и определ ет существенное увеличение допустимой начальной частотной расстройки, т.е. полосы захвата.The expansion of the capture band in the implementation of the proposed method is achieved in that the shape of the control voltage before filtering has the form shown in FIG. 1a and a (depending on the sign of the frequency detuning). It can be seen that it resembles a cosinusoid with phase manipulation for each sex of the beat frequency period. At the same time, at the moment of manipulation, the rate of voltage change significantly exceeds in magnitude the rate of voltage change at the remaining time, which allows for differentiation to receive pulses with a frequency equal to twice the beat frequency, the polarity of which is determined by the sign of the frequency error (Fig. 16 and b). If these pulses are subjected to selection taking into account polarity and further formation (Fig. 1c and c), then in the developed pulse sequence the value of the constant component, the polarity of which is determined by the sign of the frequency error, significantly exceeds the value achieved in devices implementing the known way to. This determines a significant increase in the allowable initial frequency detuning, i.e. capture bands.

Устройство работает следующим образом. Дл  лучшего понимани  принципа работы разомкнем петлю ФАПЧ, а на вход подадим гармонический сигнал. Тогда на выходе синхронного детектора 7 по витс  напр жение биений разностной частоты, которое после ограничени  будет подано на перемножитель 1, на выходе которого по витс  сигнал с дополнительной фазовой манипул цией разностной частотой. В результате напр жение биений на выходе фазового детектора 2 приобретет особую форму, показанную на фиг. 1а: его частота - удвоенна , причем имеют место скачки напр жени , знак которых определ етс  знаком частотной расстройки между входным сигналом и подстраиваемым генератором 5. В интервалах между скачками форма напр жени  совпадает с полупериодом косинусоиды, т. е. весьма плавна .The device works as follows. For a better understanding of the principle of operation, open the loop of the PLL, and at the input give a harmonic signal. Then, at the output of the synchronous detector 7, Vits is the beat voltage of the difference frequency, which after limitation will be fed to multiplier 1, at the output of which a signal with an additional phase shift keying is obtained. As a result, the beat voltage at the output of the phase detector 2 will acquire a particular shape, shown in FIG. 1a: its frequency is doubled, and voltage surges occur, the sign of which is determined by the frequency detuning sign between the input signal and the adjustable oscillator 5. In the intervals between the jumps, the voltage form coincides with the cosine half-period, i.e., very smooth.

Такое своеобразие формы на выходе фазового детектора 2 и используетс  дл  достижени  поставленных целей: при дифференцировании этого сигнала с помощью дифференцирующей цепи 9 по вл ютс  импульсы , знак которых определ етс  знаком частотной расстройки (фиг. 16, б ). Если эти импульсы пропустить через амплитудный детектор 13 или 14 импульсов соответствующей пол рности, а затем подать на формирователь 15 или 16 импульсов той же пол рности , то образуетс  управл ющий сигнал (см. фиг. 1в, в ), где сплощцыми лини ми показано напр жение, снимаемое с формировател  15 или Ш типа одностабильного релаксатора , а пунктиром - напр жение, снимаемое с формировател  типа пикового детектора , имеющий больщую посто нную составл ющую , завис щую от знака частотной расстройки. Эта посто нна  составл юща Such a peculiarity of the form at the output of the phase detector 2 is used to achieve the set goals: when differentiating this signal using differentiating circuit 9, pulses appear whose sign is determined by the sign of frequency detuning (Fig. 16, b). If these pulses are passed through an amplitude detector of 13 or 14 pulses of the corresponding polarity, and then send 15 or 16 pulses of the same polarity to the shaper, then a control signal is formed (see Fig. 1c, c), where The voltage taken from the 15 or III type shaper of the one-stable relaxator, and the dotted line is the voltage taken from the peak-detector type shaper, which has a large constant depending on the sign of the frequency detuning. This constant constituting

проходит через дополнительный ФНЧ 12 и подстраивает подстраиваемый генератор 5, т. е. уменьшает разностную частоту. Важно отметить, что этот механизм подстройки действует при таких больших частотных расQ стройках, когда обычный механизм захвата частоты в системе ФАПЧ еще неэффективен. Поэтому введение дополнительных узлов и св зей в прототип и приводит к расширению полосы захвата.passes through an additional low-pass filter 12 and adjusts the adjustable oscillator 5, i.e., reduces the difference frequency. It is important to note that this adjustment mechanism operates at such large frequency spreads, when the usual frequency locking mechanism in the PLL system is still ineffective. Therefore, the introduction of additional nodes and connections in the prototype leads to an expansion of the capture band.

Работа устройства практически не измеS н етс  и при подаче на вход фазоманипулированного сигнала, так как закон манипул ции выдел етс  синхронным детектором 7, усилителем-ограничителем 8, а затем снимаетс  перемножителем 1 с напр жени , поступающего на фазовый детектор 2.The operation of the device is practically unchanged even when the phase-manipulated signal is applied to the input, since the law of manipulation is extracted by the synchronous detector 7, amplifier-limiter 8, and then removed by the multiplier 1 from the voltage supplied to the phase detector 2.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ автоматической подстройки часS тоты генератора опорного сигнала, преимущественно дл  фазоманипулированных сигналов , заключающийс  в преобразовании входного сигнала в видеочастотный по квадратурным составл ющим, фильтрации видеочастотного сигнала и подаче отфильтрованного видеочастотного сигнала дл  управлени  частотой генератора опорного сигнала, отличающийс  тем, что, с целью расширени  полосы захвата, одновременно с фильтрацией видеочастотного сигнала фиксируют 5 скачок видеочастотного сигнала, и в момент по влени  скачка формируют дополнительный управл ющий сигнал соответствующей пол рности, который подают также дл  управлени  частотой генератора опорного сигнала . Источники информации,A method of automatically adjusting the clock frequency of the reference signal generator, mainly for phase-shifting signals, which consists in converting the input signal into video frequency by quadrature components, filtering the video frequency signal and supplying a filtered video signal for controlling the frequency of the reference signal generator, characterized in that capture, simultaneously with the filtering of the video signal, record 5 jumps of the video signal, and at the moment of pitching form additional control signal corresponding to the polarity, which is supplied also for controlling the frequency of the reference signal generator. Information sources, прин тые зо внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 180644, кл. Н 04 L 27/22, 1964 (прототип).accepted zoo attention during examination 1. USSR Copyright Certificate № 180644, cl. H 04 L 27/22, 1964 (prototype). К. N, К N, N.K. N, K N, N. ss tt