DE2925795A1

DE2925795A1 - Phasendiskriminator

Info

Publication number: DE2925795A1
Application number: DE19792925795
Authority: DE
Inventors: Eduard Aleksandrovit Zalesskij
Original assignee: ZALESSKIJ
Current assignee: ZALESSKIJ
Priority date: 1978-06-26
Filing date: 1979-06-26
Publication date: 1980-01-10
Also published as: CA1140218A; DE2925795C2; FR2430015A1; JPS556993A; JPH0225293B2; FR2430015B1

Description

DEA-19264

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft die Radiotechnik und bezieht sich insbesondere auf Pha s endi skriiainat or en.

Die vorliegende Erfindung kann mit Erfolg in Systemen zum Phasenfrequenznachlauf, speziell in der analogen Rechentechnik, in Ultraschall-Durchflußmessern zur Abtrennung von zum Wert einer Phasenverstimiaung zwischen Impulsfolgen proportionalen Signalen, ausgewertet werden.

Es ist ein Phasendiskriminator (s. SU-Urheberschein Nr. 534031, Kl. H 03 k 9/04) bekannt, an dessen einen Eingang ein Bezugssignal gelangt und der elektrisch mit einem der Eingänge eines ersten an einen der Eingänge einer ersten Koinzidenzschaltung angeschlossenen Speicherelementes verbunden ist und an dessen anderen Eingang ein zu untersuchendes Signal gelangt und der elektrisch mit einem der Eingänge eines zweiten Speicherelementes verbunden ist, das an einen der Eingänge einer zweiten Koinzidenzschaltung angeschlossen ist, deren Ausgang ebenso wie der Ausgang der ersten Koinzidenzschaltung als entsprechende Ausgänge des Phasendiskriminators dienen. Außerdem enthält der Diskriminator zwei Invertern, wobei der Eingang des einen Inverters an den Eingang des Diskriminator angeschlossen ist, auf den ein Bszugssignal gelangt, und der Eingang des anderen Inverters an den Eingang des Diskriminators angeschlossen ist, auf den ein zu untersuchendes Signal gelangt. Die Ausgänge der Inverter sind an die Eingänge des zweiten Speicherelementes angeschlossen. Darüber hinaus sind beim vorliegenden Diskriminator die anderen Eingänge der ersten und der zweiten Koinzidenzschaltung an die Ausgänge des zweiten bzw. ersten Speicherelementes angeschlossen.

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Beim betreffenden Diskriminator führt aber eine Signalverzögerung in den Invertern zum Auftreten von Impulsen an einem seiner Ausgänge, deren Dauer vom Wert einer Verstimmung zu vergleichender Impulsfolgen um eine einer Verzögerungszeit in den Inventuren gleiche Zeit abweicht. Hierbei erscheinen am anderen Ausgang des Diskriminator Impulse mit einer der Verzögerungszeit in den Invertern gleichen Dauer. Da aber diese Impulse über eine Verstimmung der zu vergleichenden Impulsfolgen in einer Richtung entgegengesetzt zur wahren signalisieren, wird das Auflösungsvermögen des bekannten Diskriminator auf den doppelten Wert der Verzögerungszeit in den Invertern begrenzt«

Außerdem gestattet es die Prinzipschaltung des betreffenden Diskriminator, auf einen seiner Eingänge ein Bezugssignal nur in Form eines Mäanders zu liefern, was seine Anwendungsmöglichkeiten zusätzlich beschränkt«

Darüber hinaus ist im vorliegenden Diskriminator kein Störungsschutz vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Phasendiskriminator zu schaffen, dessen Prinzipschaltung es erlaubt, das Auflösungsvermögen für einen Phasenfrequenznachlauf zu vergrößern und die Störsicherheit zu gewährleisten.

Dies wird dadurch erreicht, daß bei einem Phasendiskriminator, an dessen einen Eingang ein Bezugssignal gelangt und der elektrisch mit einem der Eingänge eines ersten an einen der Eingänge einer ersten Koinzidenzschaltung angeschlossenen Speicherelementes verbunden ist und an dessen anderen Eingang ein zu untersuchendes Signal gelangt und der elektrisch mit einem der Eingänge eines zweiten Speicherelementes verbunden ist, das an einen der Eingänge einer zweiten Koinzidenzschaltung angeschlossen ist, deren Ausgang ebenso wie der Ausgang der ersten Koinzidenzschaltung als entsprechende Ausgänge des Phasendiskriminators dienen, gemäß der Erfindung der Eingang, an den ein Bezugssignal gelangt, elektrisch mit einem anderen Eingang der zweiten Koinzidenzschaltung und der Eingang, an den

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ein zu untersuchendes Signal gelangt, elektrisch mit einem anderen Eingang der ersten Koinzidenzschaltung verbunden ist, wobei der Diskriminator einen dritten Eingang aufweist, an den ein Strobsignal gelangt und der elektrisch mit Einstelleingängen des ersten und zweiten Speicherelementes und mit weiteren Eingängen der ersten und zweiten Koinzidenzschaltung gekoppelt ist.

Die vorliegende Erfindung gestattet es, eine wahre Verstimmungszeit zu vergleichender Impulsfolgen eines Bezugs- und eines zu untersuchenden Signals zu ermitteln, was das Auflösungsvermögen des erfindungsgemäßen Phasendiskriminators erhöht.

Außerdem sichert die Erfindung ein gleichzeitiges Anliegen von Kurzzeitimpulsen gleicher Dauer an den Ausgängen des Phasendiskriminators zu dem Zeitpunkt, zu dem die Phasendifferenz der zu vergleichenden Impulsfolgen des Bezugs- und des zu untersuchenden Signals gleich Null ist, was einen Dauerbetrieb der Stelleinrichtung des Systems für einen Phasenfrequenznachlauf gewährleistet, was wiederum die Auflösung des Phasendiskriminators erhöht.

Darüber hinaus sichert die vorliegende Erfindung einen Phasenfrequenznachlauf für eine gewählte Impulsfolge, was es erlaubt, den Störschutz zu verwirklichen.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild eines erfindungsgemäßen Phasendiskriiainators und

Fig. 2a, b, c, d, e, f, g Zeitdiagramme von in einem Phasendiskriminator nach Fig. 1 auftretenden Signalen.

Der Phasendiskriminator enthält zwei Speicherelemente 1,2 (Fig. 1), deren entsprechende Eingänge 3,4 die Eingänge 5,6 des Phasendiskriminators bilden, denen ein Bezugssignal U bzw. ein zu untersuchendes Signal ILj zugeführt werden. An die Ausgänge der Elemente 1 und 2 sind Schaltungen 7 bzw. 8 mit

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ihren Eingängen 9 bzw. 10 angeschlossen. Die anderen Eingänge 11 und 12 der Schaltungen 7 und 8 sind an die Eingänge 6 bzw. 5 des Diskriminators gekoppelt. Der Diskriminator verfügt über einen Eingang 13, dem ein Strobsignal U₂ zugeführt wird und an den die Einstelleingänge 14 und 15 der Elemente 1 bzw. 2 und Eingänge 16 und 17 der Schaltungen 7 bzw. 8 angeschlossen sind. Die Ausgänge 18 und 19 der Schaltungen 7 bzw. 8 stellen Ausgänge des Diskriminators dar.

Der Phasendiskriminator arbeitet wie folgt:

Beim Ausbleiben des in Fig. 2 a dargestellten Strobsignals U₂ am Eingang 13 (Fig. 1) des Phasendiskriminators werden die Speicherelemente 1,2 über die entsprechenden Einstelleingänge 14 und 15 auf 1 gesetzt. Bei Eintreffen eines in Fig. 2 b dargestellten Bezugssignals U und eines in Fig. 2 c dargestellten zu untersuchenden Signals U^ an den Eingängen 5 bzw* 6 (Fig. 1) des Phasendiskriminators und folglich an den Eingängen 3 bzw. der Speicherelemente 1 und 2 werden die Elemente 1 und 2 auf gesetzt, wobei die Speicherelemente 1 und 2 mit Vorrang über die Einstelleingänge 14 und 15 arbeiten.

Bei Eintreffen eines Strobsignals U₂ (Fig. 2 a) am Eingang 13 (Fig. 1) des Phasendiskriminators werden die Speicherelemente 1,2 vorbereitet (die Eingänge 14 und 15 der Speicherelemente 1,2 werden für die Einschreibung einer Information in diese freigegeben), und durch das Strobsignal U₂ (Fig. 2 a) wird eine Freigabe an die Eingänge 16, 17 (Fig» 1) der entsprechenden Koinzidenzschaltungen 7,8 vermittelt. Darüber hinaus werden die Eingänge 9 und 10 der entsprechenden Koinzidenzschaltungen 7 und 8 von den Speicherelementen 1 und 2 freigegeben, weil die Sp eicher elemente 1 und 2 beim Ausbleiben des Strobsignals Up (Fig. 2) auf 1 gesetzt waren.

Gemäß der Erfindung hängt eines der Signale, beispielsweise ein Bezugssignal U (Fig. 2b) mit dem Strobsignal Up (Fig. 2a) in der Weise zusammen, daß die Vorderflanke eines jeden Bezugsimpulses aus einer Folge der Bezugsimpulse des Bezugssignals U₀ (Fig. 2 b) inmitten eines Strobimpulses aus einer Folge der

Strobimpulse des Strobsignals Up (Fig. 2 a) liegt.

Nun wird die Arbeit des Diskriminator in drei verschiedenen Arten der PhasenverStimmung zu vergleichender Signale betrachtet.

Eilt ein zu untersuchender, in Fig. 2 c dargestellter Impuls 20 des zu untersuchenden Signals U₁ hinter einem in Fig. 2 b dargestellten Bezugsimpuls 21 des Bezugssignals U nach, so wird am Ausgang des Speicherelementes 2 (Fig. 1) zum Zeitpunkt der Ankunft des Bezugsimpulses 21 (Fig. 2b) der voreingestellte, in Fig. 2 d wiedergegebene 1-Zustand behalten.

Bei Eintreffen des Bezugsimpulses 21 (Fig. 2 b) am Eingang 12 (Fig. 1) der Koinzidenzschaltung 8 erscheint an ihrem Ausgang 19 (Fig. 1) ein in Fig. 2 e dargestellter, nacheilender Impuls 23, der eine Nacheilung des Impulses 20 (Fig. 2c) des zu untersuchenden Signals U^ hinter dem Impuls 21 (Fig. 2b) des Bezugssignals U signalisiert.

Zur Erhöhung der Störfestigkeit ist die Dauer eines Impulses 23 (Fig. 2 e) gemäß der Erfindung mit Hilfe eines am Eingang 17 (Fig. 1) der Koinzidenzschaltung 8 eintreffenden Strobimpulses 22 (Fig. 2 a) begrenzt, d.h. bei großen Abweichungswerten ist die Dauer des Impulses 23 (Fig. 2c) fixiert.

Im nächsten Arbeitszustahd des Phasendiskriminators ist bei geringen Werten der Nacheilung in den Grenzen eines in Fig. 2 a dargestellten Strobimpulses 24 eines in Fig. 2 c wiedergegebenen zu untersuchenden Impulses 25 hinter einem in Fig. 2 b dargestellten Bezugsimpuls 26 die Dauer eines in Fig. 2 e dargestellten, über die Nacheilung des Impulses 25 (Fig. 2c) des zu untersuchenden Signals U^ hinter dem Impuls 26 (Fig. 2b) des 3ezugssignals U signalisierenden Nacheilimpulses am Ausgang 19 (Fig. 1) der Schaltung 8 gleich dem Abweichungswert, weil durch die Vorderflanke des zu untersuchenden Impulses 25 (Fig. 2c), der am Eingang 4 (Fig. 1) des Speicherelementes 2 ankommt, das letztgenannte auf den in Fig. 2 d gezeigten O-Zustand gesetzt wird. Dadurch wird der Durchgang des Bezugsimpulses 26 (Fig. 2 b) über die Schaltung 8 gesperrt.

In den betrachteten Arbeitszuständen des Phasendiskriminators "bleiben die Signale am Ausgang 18 (Fig. 1) der Schaltung 7 und folglich auch am Ausgang des Diskriminators aus.

Im dritten Arbeitszustand des Phasendiskriminators, in dem ein in Fig. 2 c dargestellter zu untersuchender Impuls 28 einem in Fig. 2 b dargestellten Bezugsimpuls 29 voreilt, wird am Ausgang des Speicherelementes 1 (Fig. 1) zum Zeitpunkt der Ankunft des Impulses 28 (Fig. 2 c) ein in Fig. 2 f gezeigtes 1-Signal anliegen. Bei Vorhandensein eines in Fig. 2. a dargestellten Strobimpulses 30 am Eingang 16 (Fig. 1) der Koinzidenzschaltung 7 erscheint an deren Ausgang 18 ein in Fig. 2 g dargestellter voreilender Impuls 31> der von einer Voreilung des zu untersuchenden Impulses 28 (Fig. 2 c) vor dem Bezugsimpuls 29 (Fig. 2 b) zeugt, wobei die Vorderflanke des Impulses 31 (Fig. 2 g) mit der Vorderflanke des Impulses 28 (Fig. 2c) zusammenfällt. Die Rückenflanke des Impulses 31 (Fig. 2 g) fällt mit der Vorderflanke des das Speicherelement 1 (Fig. 1) über den Eingang 3 auf 0 (Fig. 2 f) setzenden Impulses 29 (Fig. 2 b) zusammen. Dadurch wird der weitere Durchgang des am Eingang 11 (Fig. 1) der Schaltung 7 eintreffenden zu untersuchenden Impulses 28 (Fig. 2c) gesperrt, d.h. die Impulsdauer am Ausgang 18 (Fig. 1) der Schaltung 7 wird dem Wert der Abweichung des zu untersuchenden Impulses 28 (Fig. 2c) vom Bezugsimpules 29 (Fig. 2b) gleich sein. Hierbei wird ein Impuls am Ausgang 19 (Fig. 1) der Schaltung 8 ausbleiben, weil mit der Ankunft des voreilenden zu untersuchenden Impulses 28 (Fig. 2 c) das Speicherelement 2 (Fig. 1) vor der Ankunft der Vorderflanke des Bezugsimpulses 29 (Fig. 2 b) auf Null (Fig. 2 d) gesetzt wird. Dadurch wird der Durchgang des Bezugsimpulses 29 (Fig. 2 b) über die Schaltung 8 (Fig. 1) gesperrt. Nach Abklingen des Strobimpulses 30 (Fig. 2 a) werden die Speicherelemente 1,2 (Fig. 1) wiederum in den Ausgangszustand gebracht.

Bei einer Phasennacheilung bzw. -voreilung des zu untersuchenden Signals tL· (Fig. 2c) gegenüber dem Bezugssignal U

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(Fig. 2 b) in den Grenzen des Strobsignals U₂ (Fig. 2 a) treten also an den Ausgängen 19 und 18 (Fig. 1) der entsprechenden Schaltungen 8 und 7 ein nacheilender Impuls 27 (Fig. 2 c) "bzw. ein vor eilender Impuls 31 (Fig. 2 g) auf. Hierbei ist die Dauer der Impulse 27 (Fig. 2 e) und 31 (Fig. 2g) proportional zur Phasendifferenz des zu untersuchenden Signals U^ (Fig. 2c) und des Bezugssignals U_Q (Fig. 2 b).

Trifft das zu untersuchende Signal IL· (Fig. 2c) nach der Dauer nicht in das Strobsignal Uo (Fig. 2 a), so erscheint am Ausgang 19 (Fig. 1) der Schaltung 8 ein Impuls 23 (Fig. 2 e) mit einer Dauer von der Vorderflanke des Bezugsimpulses 21 (Fig. 2 b) bis zur Rückenflanke des Strobimpulses 22 (Fig. 2 a), d.h. mit einer maximalen Dauer, und dieser Impuls 23 (Fig. 2e) kann zur Verwirklichung einer Phasensuche ausgenutzt werden.

Indem also bei dem erfindungsgeraäSen Phasendiskriminator eine Folge von Strobiinpulsen mit einer aus einer Vielzahl von als Bezugssignal gegebenen kohärenten Impulsfolgen in Übereinstimmung gebracht wird, kann ein Phasenfrequenznachlauf z.B. bei einem (in den Zeichnungen nicht angedeuteten) zu untersuchenden Generator mit Pulsen der gewählten Folge verwirklicht werden.

fr

Leerseite

Claims

PATENTANWÄLTE

SCHIFF ν. FÜNER STREHL SCHÜBEL-HOPF EB8IIM8HAUS FINCK

MARIAHILFPLATZ 2 & 3. MÖNCHEN 9O POSTADRESSE: POSTFACH 95 O1 6O, D-80OO MDNCHEN 95

PROFESSiONAL REPRESENTATIVES ALSO BEPORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE

KARL LUDWIG SCHIFF (196Λ-1978)

Eduard Aleksandrovitsch Zalesskij DIPL-CHEM-DR-ALEXANDERv₁FOn

Vladimir Viktorovitsch Smyschljaev ^DIPL·^CHEM·^DR·^URSUL*

OIPL. ING. DIETER EBBINGHAUS OR. ING. DIETER FINCK

TELEFON (Ο89) 43 2Ο54 TELEX 5-23 565 AURO D

TELEQRAMME auromarcpat München

DEA-19264 26. Juni 1979

PHASSNDISKRIMINATOR

PATENTANSPRUCH

Phasendiskriminator, an dessen einen Eingang ein Bezugssignal gelangt und der elektrisch mit einem der Eingänge eines ersten an einen der Eingänge einer ersten Koinzidenzschaltung angeschlossenen Speicherelementes verbunden ist und an dessen anderen Eingang ein zu untersuchendes Signal gelangt und der elektrisch mit einem der Eingänge eines zweiten Speicher el ententes verbunden ist, das an einen der Eingänge einer zweiten Koinzidenzschaltung angeschlossen ist, deren Ausgang ebenso wie der Ausgang der ersten Koinzidenzschaltung als Ausgänge des Phasendiskriminators dienen, dadurch gekennzeichnet , daß der Eingang (5) des Diskriminator, an den ein Bezugseignal (U) gelangt, elektrisch mit einem anderen Eingang (12) der zweiten Koinzidenzschaltung (8) und

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ORIGINAL INSPECTED

der Eingang (6) des Diskriminators, an den ein zu untersuchendes Signal (U₁) gelangt, elektrisch mit einem anderen Eingang (11) der ersten Koinzidenzschaltung (7) verbunden ist, wobei der Diskriminator einen dritten Eingang (13) aufweist, an den ein Strobsignal (U₂) gelangt und der elektrisch mit Einstelleingängen (14 und 15) des ersten und zweiten Speicherelementes (1 bzw. 2) und mit weiteren Eingängen (16 und 17) der ersten und zweiten Koinzidenzschaltung (7 bzw. 8) gekoppelt ist.

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