PT95866A - Circuito fechado de bloqueio de fase com uma largura de banda variavel - Google Patents
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Description
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MEMÓRIA DESCRITIVA
04*ΦΟ TÇÇWIOO 0 Invento refers-se a um circuito fechado de bloqueio de teee de largura de banda variável, que compreende um oseilador cor:t' ·*.-Jo- para gerar um sinal de frequência variável, um disp- ‘: vo de comparação de fase, um circuito filtro, o qual indui, pelo menos, um elemento resístivo e um elemento capacífci-vo. uns primeiro e segundo dispositivos geradores de corrente c^-'Ίύ ciáveis. cada um dos quais é construído de modo a gerar uma corrsi-Cç de pulsação positiva ou negativa, em resposta aos sinais de s-aíde. do dispositivo de comparação de fase, e dos «quais o Primeiro dispositivo gerador de corrente tem uma saída que está 1 Ig-ada v is»; primeiro ponto no circuito filtro e o segundo dispoç;tivo gerador de corrente tem uma saída que está ligada a *-'·'* secundo ponto no circuito filtro, ® cujo circuito *acba.do inclui, além disso, u® dispositivo de controlo para controla’·' av amplitudes das ditas correntes, Ç^TERiqp
Mo caso ds um circuito fechado da bloqueie de fase, a velocidade a que pode ser feita a mudança de frequência e a cor recção de frequência é dependente da largura de banda do circuito fechado, Por sua vez, esta é dependente, de entre outras coisas, do filtro incluído no circuito fechado, filtro cuja finalidade ê filtrar em passa baixo uma tensão de controlo criada para controlar a. frequência do oseilador. É necessário filtrar em passa baixo a tensão de controlo,a fim de se evitar a ondulação da tensão s as variações indesejáveis resultantes na frequência do sinal d» saída do oseilador. Na prática, contudo, a filtragem d-3 leosão de. controlo, significa, que a velocidade a que pode ser feita a mudança desejada da frequência é bastante baixa para o-ertas aplicações, 0 filtro pode, per exemplo, consistir numa res.istêr.cia ligada em série a um condensador„ A resistência é chsma-i* cor mal mente de resistência de amortecimento, visto que a sua finai/dade é a de amortecer, por baixo, a tendência do circuito bc'od«' de passar rapidamente para cima e para baixo, numa manei“a -3-
i X -3- i X ·*.·*· :..^/4845/02964 oscilatória, sa resposta às mudanças transitórias, Enquanto se ctumenta a estabilidade do circuito fechado, & resistência de amortecimento limita, no entanto, a velocidade a que podem ser toitas as mudanças de tensão e , com isso, as mudanças de frequência. Um processo para possibilitar que as alterações de frequência sejam feitas rapidamente, ou para possibilitar que os grandes erros de fase sejam corrigidos rapidamente, compreende o aumento da largura de banda do circuito fechado, quando tais mudanças são para ser feitas, e reduzir mais tarde a largura de banda para um valor de largura de banda padrão.
Aumentar a largura de banda do circuito fechado,quando são necessárias mudanças rápidas na frequência é uma técnica bem corri «ecida, mas a dificuidade bem conhecida deste processo é a de evitar a criação de um erro transitório ou "deslizamento", quando a largura de banda do circuito fechado é comutada de volta para o ièti valor original, depois do circuito fechado ter estabilizado. dm processo de conseguir mudanças livres de deslizamento da largura de banda do circuito fechado utilizando duas bcmbas de carga que são alternadamente controladas, está descrito na patente dos Estados Unidos 4 167 711. Nesta arte anterior, o filtro de circuito fechado consiste de duas resistências e um condensador, os quais estão ligados em série. Uma primeira homba de canga, qus tem dois geradores de corrente,tem uma saída que «stá ligada ao condensador do filtro,através de duas resistências, A saída de uma segunda bomba de carga, que tem dois geradores de corrente,está ligada ao condensador filtro, somente através de uma das resistências. As bombas de carga são coi«trotadas de uma maneira tal que, quando se desejar uma largura de banda de circuito fechado baixa, a amplitude das correntes da segunda bomba de carga é igual a zero, isto é, apenas a primeira bomba de carga fica então activa. Quando se desejar uma largura de banda de circuito fechado alta, a circunstância é a inversa, isto é, apenas a segunda bomba de carga fica então activa. A largura de banda do circuito fechado pode ser variada lígeiramente, variando a amplitude da corrente da primeira ou da 71 720 Lil/4348/02964
-4-segunda bomba de canga» Isto ê explicado pelo facto de a largura cie barda do circuito fechado ser dependente da corrente,que flui através do condensador de filtro» 0 chamado factor de amorteci-mento do circuito fechado consegue .um valor óptimo para uma dada largura de banda do circuito fechado baixa e uma dada largura de banda de circuito fechado alta, devido ao facto do factor de amor tec imanto ser dependente do produto da intensidade da corrente prevalecente e também do valor da resistência, através da qual a corrente flui. Consequentemente, é possível variar ligeiramente a largura de banda do circuito fechado em torno de uiíi valor baixo e alto, respectivamente, sem prejudicar, excessivamente , o factor de amortecimento»
DESCRIÇÃO DO INVENTO 0 ohjecto do presente invento é proporcionar um circuito fechado de bloqueio de fase do tipo descrito na introdução, do qual a largura de banda pode ser continuamente variada sem prejudicar a estabilidade do circuito fechado. Isto é alcançado, aumentando a amplitude das correntes, tanto do primeiro como do segundo dispositivo gerador de corrente, quando se aumentar a largura de banda do circuito fechado. Desta modo, ambos os dispositivos estarão activos, pelo menos, quando ê desejada uma largura de banda do circuito fechado mais alta do que a largura de banda mais baixa utilizada. As amplitudes das correntes dos dois dispositivos geradores de corrente são reduzidas, quando se deseja diminuir a largura de banda. Deste modo é possível controlar a largura de banda e o factor de amortecimento, iíidependentemente um do outro, o que possibilita que a largura de banda seja variada cont inuamente, entre um valor baixo e um alto enquanto se mantém o factor de amortecimento»
Pode ser mencionado que é vantajoso ter meios para variar o factor de amortecimento, separados dos meios para variar a largura de banda do circuito fechado, quando as caraeterísticas do circuito fechado são para ser variadas por razões diferentes
I daquelas para se alcançar a mudança rápida de frequência.
Os aspectos característicos do invento são estabelecidos nas c
71 720
LM/4848/02964 reivindicações seguintes,
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS 0 invento será agora descrito mais defalhadamente com referência aos desenhos anexos, nos quais a figura 1 é um esquema cie blocos de us circuito fechado de bloqueio de fase convencionai, que tem um oscilador controlador a figura 2 representa mais detalhadamente um dispositivo anteriormente conhecido, incluído no circuito fechado ilustrado na figura 1 e que actua para produzir uma tensão filtrada de controlo de oscilador? cada uma das figuras 3 e 4 representa duas concretizações preferidas dos dispositivos que funcionam de modo a produzir uma tensão de controlo de oscilador filtrada e que estão dispostos para possibilitar que a largura de banda de circuito fechado seja variada de acordo com o invento,
MELHORES MODOS DE REALIZAÇÃO DO INVENTO A figura 1 & um esquema de blocos de exemplo,que representa um circuito fechado de bloqueio de fase convencional. 0 número de referência 14 identifica um oscilador controlado, por exemplo, um chamado VOO (oscilador controlado por tensão), A frequência do sinal de saída do oscilador é dividida num divisor de frequência 13, e um sinal de frequência dividida é aplicado a um divisor de frequência li, o qual, de modo semelhante ao divisor cie frequência 15, está ligado ao dispositivo de comparação de fase 12, As frequências do sinal do oscilador e o sinal de referência são divididos em baixo, de uma maneira conhecida, na dependência da frequência desejada do sinal do oscilador, 0 dispositivo de comparação de fase 12 produz sinais pulsados nas duas saídas, as quais estão ligadas a um dispositivo 13 que actua para produzir uma tensão de controlo filtrada, que ê aplicada ao oscilador 14,
Os dois sinais aplicados ao dispositivo de comparação de fase 12 consistem de trens de impulsos curtos. Suando os impulsos nos dois trens de impulsos ocorrem simultaneamente, impulsos curtos são produzidos nas duas saídas. Suando os impulsos não ocorrem simultaneamente, são produzidos impulsos curtos numa das ditas saídas, enquanto que na outra das dicas saídas são 0 -6~ 71 720 ... ... LM/4348/02964 produzidos impulsos que têm uma largura proporcional ã diferença cie tempo entre os impulsos num trem de impulsos e os impulsos no outro trem de impulsos, Quando a diferença de tempo entre os impulsos de um dito trem de impulsos muda continuamente, em comparação com os impulsos do outro dito trem de impulsos, isto e; quando as frequências dos impulsos são mutuaments diferentes, são produzidos impulsos curtos numa saída e são produzidos impulsos que têm uma largura de impulso que aumenta sucessiva-mente na outra saída. Quando a largura dos impulsos atinge um valor máximo, começa uma sequência nova de larguras de impulso aumentam sucessivamente dos ditos impulsos. Qual das saídas produzirá impulsos curtos e qual das saídas produzirá impulsos longos é determinado pelos impulsos do trem de Impulsos que deriva do sinal de ref erê nc ia, chegando quer antes quer- depois dos impulsos do trem de impulsos que deriva do sinal do escilador. ft figura 2 representa um exemplo da técnica conhecida aplicada com dispositivo 13, a função do qual é produzir uma tensão filtrada de controlo do oscilador. Este dispositivo compreende dois geradores de corrente 21, 22 e um filtro que consiste de uma resistência 23 ligada em série a um condensador 24. Ha prática, contudo, o dispositivo 13 pode incluir mais circuitos filtro além cios filtros 23. 24, Estes circuitos adicionais pode® ser colocados tanto à esquerda como à direita do filtro representado,
Suando o gerador de corrente 21 ê aetivado, é fornecida uma corrente positiva ao filtro, e quando o gerador de corrente 22 é aetivado, é fornecida uma corrente negativa ao dito filtro. Coneequen temente, a tensão através do condensador 24 aumentará quando o gerador de corrente 21 e aetivado e diminuído quando o gerador de corrente 22 é aetivado. G dispositivo de comparação de fase 12 na figura ê concebido para funcionar de uma maneira tal que o gerador de corrente 21 é aetivado quando os impulsos do trem cs impulsos que deriva do sinal de referência chegam antes dos impulsos do trem de impulsos que deriva do sinal do oscilador. Isto resulta num aumento da frequência do sinal do osciladordoutros casos, o gerador de corrente 22 é aetivado, de
“Tf -i —.· ·"*.
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Lrl/ 4-íí4‘J /'j2V©4 modo « diminuir a frequência do dito sinal do oseilador.
Como um resultado da filtragem do sinal de controlo do oseilador acima descrito, não é sempre possível executar sufi-cientemente rápido as mudanças de frequência e as corrseções de fase, cusho anteriormente mencionado, A figura 3 ilustra uma primeira concretização exemplificati-và vle um dispositivo para produzir uma tensão de controlo filtrada par a fornsci mento ao osc i1ador, sendo este d i sposi ti vo construído de uma maneira que possibilitará que a largura de banda do circuito fechado seja variada de acordo com o presente invento. 0 dispositivo inclui dois geradores de corrente 21, 22 e um filtro 23, 24, que coincidem com as unidades correspondentes da figura 2, mas com a diferença de que'os geradores de corrente podem sar controlados, de modo a possibilitar que as amplitudes das correntes sejam também controladas, 0 dispositivo ilustralo incluí também um segundo par de geradores de corrente 25, 26.
Estes geradores são ligados ao ponto de junção entra a resistência 23 e o condensador 24, isto é, & um ponto no filtro que é diferente do ponto ao qual são ligados os geradores de corrente 21, 22= Os geradores de corrente 24, 26 são também controláveis, de modo a possibilitar que a amplitude das correntes sejam variadas, As amplitudes das correntes dos geradores ds corrente 21, 22 e 25, 26 são controladas aos pares a partir de um dispositivo de controlo 27, independeutemente um do outro, como será evidente a partir da figura. Ver-se-á também a partir' da figura que o gerador de corrente 25 é activado pelo mesmo trem de impulsos que o do gerador 21. Os geradores de corrente 22 e 26 são também activados por um e o mesmo trem de impulsos,
Devido ao segundo par de geradores de corrente 25 e 26 provocar que a corrente passe apenas através do condensador e não da resistência, é possível determinar a quantidade de corrente que passa através do condensador independentemente da quantidade da corrente que passa através da resistência, e, consequentemente, carregar ou descarregar o condensador a velocidades não limitarias '.. Μ / 4848/02964 Ό' pela resistência»
Durão te os períodos cie tempo nos quais ê desejada uma lar «ura cie banda do circuito fechado baixa, pode ser apropriado por em -erc a amplitude das correntes que derivam dos geradores de corrente 25, 26 do dito segundo par, isto é, não utilizar estes geradores de corrente. Durante estes períodos de tempo o dispositivo ilustrado na figura 3 funcionará, em princípio, cia mesma maneira que a do dispositivo conhecido representado na fiyUi a 2, Contudo, devido às amplitudes serem · controláveis, é possível permitir que as correntes que derivam dos geradores de corrente 21, 22 sejam mais fracas do que é apropriado no caso do dispositivo representado na figura 2=
Com o dispositivo representado na figura 3, é possível determinar a largura de banda do circuito fechado e o faetor de amortecimento independentemente um do outro. £ possível por essa razão variar a largura de banda do circuito fechado, embora mantendo ao mesmo tempo o faetor de amor teci mente» e mantendo a estabilidade do circuito fechado, variando a intensidade da corrente dos geradores da corrente de uma maneira apropriada. Assume-se que as correntes do primeiro par de geradores de corrente 21, 22 têm um valor baixo 10,num caso normal, e que as correntes do segundo par 25, 26 têm um valor de zero. Quando se deseja, por exemplo, uma largura de banda do circuito fechado alta, durante as mudanças de frequência, as correntes do primeiro par de geradores de corrente são mudadas apropriadamente do valor baixo 10 para um valor mais elevado II, com & ajuda dos sinais de controlo do dispositivo de controlo 27, ao passo que as correntes do segundo par dos geradores de corrente são mudadas de zero para um valor 12 que é, preferivelmente, mais alto do que II. Pode ser mostrado que a largura de banda é aumentada de um faetor de N quando a corrente II obtém o valor N x IQ e a corrente 12 obtém o valor N x (.Ί ~ í) x 10» Deste modo o tempo gasto para efectuar a mudança de frequência é diminuído de um faetor de N.
As correntes retornam aos seus valores normais, com a ajuda dos sinais de controlo do dispositivo de controlo 27, quando se
desejar outra vez uma largura de banda do circuito fechado baixa. Conjuntamente com uma mudança de frequência, isto ocorre, por exemplo, quando o erro de fase deteetado no dispositivo da comparação de fase 12 fica abaixo de um dado valor, ou simp>.essiííenfce quando tenha passado um dado período de tempo depois do inicio da mudança de frequência.
Por vezes pede ser apropriado variar s ucess i vame n te a largura de banda do circuito fechado. Corno acima mencionado, a largura de banda e o factor de amor teci mento são controlados iridependenteiiints um do outro, com a ajuda das correntes simul tâneas dos dois pares de geradores de corrente. A largura de banda é determinada com os mesmos,pela corrente combinada através do condensador e o factor de amortecimento ê determinado pela corrente através da resistência. Este último deriva somente dos geradores de corrente 21, 22, d figura 4 representa uma segunda concretização exemplifica-tiva do dispositivo,para produzir a tensão de controlo filtrada apii cada ao ©seilador e que constitui parte do aparelho do invento. De acordo com esta concretização, o dispositivo compreende três pares de geradores de corrente 31-36 e um filtro «tais; complexo do que os descritos e representados anisr iormente, 0 filtro compreende três resistências 37-39 e três condensadores 40-42. Cada um dos condensadores tem um dos seus terminais ligados à farra, e cada um dos três pares dos geradores de correu te está ligado a um respectivo segundo terminal dos condensadores. Os três geradores de corrente superiores 31, 33, 35 são activados pelo mesmo sinal, e os três condensadores inferiores 32, 34, 36 sãs também activados por um sinal simples, não mostrado contudo na figura, Neste caso está também incluído um dispositivo de controlo que corresponde ao dispositivo de controlo 27 da concretização da figura 3 e que funciona para controlar a amplitude das correntes produzidas pelos geradores de corrente, Isto também não tem sitio mostrado na figura.
Num caso normal, isto é, quando se deseja uma largura de banda do circuito fechado baixa por exemplo. apenas os
geradores de corrente 35, 36 ou os geradores de corrente 33, 34 são utilizados, Quando se deseja uma largura de banda alta, são utilizados dois ou os três pares dos geradores de corrente. Os geradores de corrente 31, 32, em particular, proporcionam uma mudança de tensão rápida da tensão de controlo produzida pelo <_-i.'ouito d© filtro, Outras possibilidades são contudo concebíveis H largura de banda pode também ser variada eor«tinuamente neste caso, entre um valor baixo e um alto com um faetor de amorfcscimento mantido, nos vários pares dos geradores de corrente qoa estão acfivos, ao mesmo tempo, S concebível permitir que os geradores de corrente adicionais, por exemplo 25 e 26 na figura 3, gerem também correntes quando são desejadas larguras de banda do circuito fechado baixas, A amplitude destas correntes seria, consequentemente, mui to ma is baixas do que quando são desejadas larguras de banda altas,
Se a largura de banda do circuito fechado é para ser mudada sucessivamente, são mudadas as amplitudes dos diferentes impulsos de corrente, por exemplo numa pluralidade de andares, com um andar cara cada impulso de corrente. Cada mudança de amplitude « õfaciuada, preferivelmente, no intervalo entre dois impulsos de corrente, que possibilita por meio disso que sejam evitadas variações de tensão indesejáveis no sinal de controlo do oscilado;*·.
Como será entendido, é também concebível substituir, de uma maneira apropriada, cada um dos pares de geradores de corrente por um único gsraclor de corrente, o qual pode ssr induzido a fornscer quer uma corrente positiva quer uma corrente negativa a u«; determinado ponto com a ajuda de sinais de controlo.
Caca gerador de corrente pode também ssr substituido por umo fonte de tensão,que te® um certo número de resistências,que podem ser activadas ds uma maneira apropriada com a ajuda de sinais de controlo, ã também concebível utilizar três ou mais pares ds geradores de corrente, sem ligar todos os pares de geradores a pontos diferentes do circuito de filtro, Contudo, pelo menos, dois dos
71 720 LM/43Í8/02964 -11- ditos paras devem ser sempre ligados a pontos diferentes,
Alé® do fflaiSy o dispositivo de comparação de fase pode ser construído para produzir impulsos de uma maneira diferente da ac1ma descr1 ta„
Claims (1)
- -12-REIVINDICAÇÕES 1 - Circuito fechado de bloqueio de fase de largura de banda variável compreencle ndo um oscilador controlado (14) para gerar um sinal de frequência variável, um dispositivo de comparação de fase (12), um circuito de filtro, que inclui pelo menos um elemento resistivo (23, 37-39) a uni elemento capaeitivo (24, 40--42), um primeiro (21-22, 35-36) e segundo (25-26, 31-32) dispositivos geradores de corrente controláveis, cada um dos quais é construído para gerar uma corrente de pulsação positiva uu negativa em resposta aos sinais de saída do dispositivo de comparação de fase (12), e em que, o primeiro dispositivo gerador de corrente tem uma saída que é ligada a um primeiro ponto no circuito de filtro a o segundo dispositivo gerador de corrente teiu uma saída que á ligada a um segundo ponto no circuito de filtro, e incluindo o circuito fechado além disso um dispositivo de controlo (27) para controlar as amplitudes das ditas correntes, caracter iz&clc por o dito dispositivo de controlo (27) ser construído de modo que as amplitudes das correntes de cada um dos dispositivos geradores de corrente (21-22, 25-26, 31-36) são alteradas numa prlimeira direcção, por exemplo, são aumentadas quando se deseja uma alteração na largura de banda do circuito fechado numa direcção, por exemplo, um aumento, e são alteradas riuma outra direcção, por exemplo, reduzidas, quando se deseja uma alteração na largura de banda na outra direcção, por exemplo, uma redução, possifoilitando por meio disso que a largura de banda do circuito fechado seja continuamente variada, enquanto mantém um fsetor de amortecimento desejado. Circuito fechado de bloqueio de fase de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o dito segundo ponto ser um ponto de ligação entre um elemento resistivo (23, 37) e um «lamento capaeitivo (24, 42)? e por o dito primeiro ponto ser o outro terminal cio elemento resistivo além do dito ponto de ± xgsçao, Circuito fechado de bloqueio de fase cie acordo com a reivindicação 2, earaetsrizado por o dito dispositivo de controlo LM/4S4S/02964 -13- (27) ser construído de tal modo que a amplitude da corrente vinda -13- c’o segundo dispositivo gerador de corrente (25-26„ 31-32) é zero quando é desejada uma largura de banda do circuito fechado baixa, Lisboa, 13> m m Por TELEFQNAKTIEBOLAQET LM ERICSSON - 0 MENTE OFICIAL - Έ)ψΜ\θΛ f
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