RU2224354C2 - Method for converting periodic-signal phase deviation - Google Patents

Method for converting periodic-signal phase deviation Download PDF

Info

Publication number
RU2224354C2
RU2224354C2 RU2002108171/09A RU2002108171A RU2224354C2 RU 2224354 C2 RU2224354 C2 RU 2224354C2 RU 2002108171/09 A RU2002108171/09 A RU 2002108171/09A RU 2002108171 A RU2002108171 A RU 2002108171A RU 2224354 C2 RU2224354 C2 RU 2224354C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signal
synchronized
phase
frequency
signals
Prior art date
Application number
RU2002108171/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002108171A (en
Inventor
В.К. Шакурский
В.В. Иванов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тольяттинский государственный университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тольяттинский государственный университет filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тольяттинский государственный университет
Priority to RU2002108171/09A priority Critical patent/RU2224354C2/en
Publication of RU2002108171A publication Critical patent/RU2002108171A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2224354C2 publication Critical patent/RU2224354C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering. SUBSTANCE: proposed method that can be used for phase conversion with desired conversion coefficient depends on synchronization of period-signal frequencies including multiplication of first and second signals being synchronized, separation of output signal of difference or sum frequency, and recording of its initial phase relative to that of input reference signal. Then first signal being synchronized and input signal are multiplied, second difference-frequency sync signal is separated and used to synchronize second signal being synchronized. Then second signal being synchronized is multiplied by input reference signal, first difference- or sum-frequency signal is separated and used to synchronize first signal being synchronized. In addition initial phase of one of signals being synchronized is converted so that phase shift between signal being synchronized and sync signal is inverse relative to respective phase shift before conversion. EFFECT: enhanced phase deviation. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике и другим областям электронной техники, в которых используются сигналы с угловой модуляцией, и может быть использовано для преобразования девиации фазы с любым заданным коэффициентом преобразования. The invention relates to radio engineering and other areas of electronic engineering, which use signals with angular modulation, and can be used to convert phase deviation with any given conversion coefficient.

В качестве аналога изобретения могут быть рассмотрены известные способы преобразования девиации фазы [1], в которых используются косвенные методы преобразования угловой модуляции. As an analogue of the invention, known methods for converting phase deviation [1], which use indirect methods for converting angular modulation, can be considered.

Недостатком известных способов является их сложность при технической реализации и функционирование только в динамическом режиме. A disadvantage of the known methods is their complexity in technical implementation and operation only in dynamic mode.

В результате поиска среди научных публикаций, патентов и авторских свидетельств на изобретения авторами не выявлены способы и устройства прямого преобразования (усиления) девиации фазы периодического сигнала с произвольным коэффициентом преобразования больше единицы (аналогично амплитудным усилителям) без промежуточных преобразований в другие виды модуляций. As a result of a search among scientific publications, patents and copyright certificates for inventions, the authors did not identify methods and devices for direct conversion (amplification) of phase deviation of a periodic signal with an arbitrary conversion coefficient greater than unity (similar to amplitude amplifiers) without intermediate conversions to other types of modulations.

Известен способ линеаризации характеристик дифференциальных частотных датчиков, заключающийся в том, что из стабильной опорной частоты вычитают первую выходную частоту и полученной разностью синхронизируют вторую выходную частоту, а вторую выходную частоту вычитают из стабильной опорной частоты и полученной разностью синхронизируют первую частоту [2]. Устройство, реализующее способ, содержит первый полосный усилитель, первый смеситель, второй полосный усилитель, второй смеситель, которые образуют замкнутый контур, а ко вторым входам смесителей подключен выход опорного генератора, третий смеситель, входы которого подключены к выходам первого и второго полосных усилителей, а выход к третьему полосному усилителю. При выполнении условий баланса амплитуд и баланса фаз, в данной автоколебательной системе на выходах первого и второго полосных усилителей генерируются сигналы с комбинационными частотами. A known method of linearizing the characteristics of differential frequency sensors, which consists in the fact that the first output frequency is subtracted from the stable reference frequency and the second output frequency is synchronized with the obtained difference, and the second output frequency is subtracted from the stable reference frequency and the first frequency is synchronized with the obtained difference [2]. A device that implements the method includes a first strip amplifier, a first mixer, a second strip amplifier, a second mixer, which form a closed loop, and the output of the reference generator, a third mixer, the inputs of which are connected to the outputs of the first and second strip amplifiers, are connected to the second inputs of the mixers output to the third band amplifier. When the conditions for the balance of amplitudes and phase balance are met, in this self-oscillating system, signals with combination frequencies are generated at the outputs of the first and second band amplifiers.

Известное устройство, реализующее способ, может быть использовано для преобразования девиации фазы периодического сигнала, так как существует возможность изменять частоты генерируемых сигналов и, соответственно, фазовые сдвиги в полосных усилителях путем изменения частоты опорного сигнала или вносимого в контур автоколебательной системы дополнительного фазового сдвига. A known device that implements the method can be used to convert the phase deviation of the periodic signal, since it is possible to change the frequencies of the generated signals and, accordingly, the phase shifts in the band amplifiers by changing the frequency of the reference signal or the additional phase shift introduced into the loop of the self-oscillating system.

Недостатком известного способа и устройства является невозможность получения коэффициента преобразования больше единицы. The disadvantage of this method and device is the inability to obtain a conversion coefficient greater than one.

Цель изобретения - преобразование девиации фазы периодического сигнала с произвольным коэффициентом преобразования больше единицы в технически реализуемом диапазоне. The purpose of the invention is the conversion of the phase deviation of the periodic signal with an arbitrary conversion coefficient greater than unity in a technically feasible range.

С этой целью в известном способе вместо сигнала со стабильной опорной частотой используют опорный сигнал и входной сигнал с фазовой модуляцией, перемножают первый и второй синхронизируемые сигналы, выделяют выходной сигнал с суммарной или разностной частотой и регистрируют его начальную фазу относительно начальной фазы входного опорного сигнала, перемножают первый синхронизируемый сигнал и входной сигнал, выделяют второй сигнал синхронизации с разностной частотой, которым синхронизируют второй синхронизируемый сигнал, перемножают второй синхронизируемый сигнал с входным опорным сигналом, выделяют первый сигнал синхронизации с разностной или суммарной частотой, которым синхронизируют первый синхронизируемый сигнал, кроме этого у одного из сигналов синхронизации дополнительно преобразуют начальную фазу таким образом, чтобы фазовый сдвиг между сигналом синхронизации и синхронизируемым сигналом стал инверсным по отношению к соответствующему фазовому сдвигу до преобразования. To this end, in the known method, instead of a signal with a stable reference frequency, a reference signal and an input signal with phase modulation are used, the first and second synchronized signals are multiplied, an output signal with a total or difference frequency is extracted, and its initial phase is recorded relative to the initial phase of the input reference signal, multiplied the first synchronized signal and the input signal, allocate a second synchronization signal with a differential frequency, which synchronizes the second synchronized signal, multiply the second synchronized signal with the input reference signal, the first synchronization signal with a difference or total frequency is isolated, which synchronizes the first synchronized signal, in addition, one of the synchronization signals additionally transforms the initial phase so that the phase shift between the synchronization signal and the synchronized signal becomes inverse relative to the corresponding phase shift before conversion.

С целью преобразования начальной фазы одного из сигналов синхронизации сигнал синхронизации умножают сам на себя, полученный сигнал с удвоенной частотой перемножают с исходным сигналом синхронизации, у которого дополнительно смещают начальную фазу, выделяют сигнал с разностной частотой и им синхронизируют соответствующий синхронизируемый сигнал. In order to convert the initial phase of one of the synchronization signals, the synchronization signal is multiplied by itself, the obtained signal is doubled with the initial synchronization signal, from which the initial phase is additionally shifted, a signal with a difference frequency is extracted, and the corresponding synchronized signal is synchronized with it.

Техническими результатами, которые могут быть получены при использовании изобретения, являются простые устройства фазовой модуляции, дающие большие индексы модуляции выходных сигналов и имеющие возможность плавного изменения индекса модуляции; усилители сверхмалых девиаций фазы выходных сигналов фазогенераторных преобразователей. The technical results that can be obtained by using the invention are simple phase modulation devices giving large modulation indices of the output signals and having the ability to smoothly change the modulation index; amplifiers of ultra-small phase deviations of the output signals of phase-generating converters.

На фиг.1 изображены графики, иллюстрирующие преобразование девиации фазы входного периодического сигнала, когда его частота равна сумме частот синхронизируемых сигналов. Figure 1 shows graphs illustrating the conversion of the phase deviation of the input periodic signal when its frequency is equal to the sum of the frequencies of the synchronized signals.

Приведены зависимости φ(f2) и φ(f1,) фазовых сдвигов между сигналами синхронизации и синхронизируемыми сигналами, если частоты сигналов синхронизации не совпадают с парциальными частотами f10 и f20 синхронизируемых сигналов (частотами синхронизируемых сигналов при отсутствии сигналов синхронизации).The dependences φ (f 2 ) and φ (f 1 ,) of phase shifts between the synchronization signals and synchronized signals are given if the frequencies of the synchronization signals do not coincide with the partial frequencies f 10 and f 20 of the synchronized signals (frequencies of the synchronized signals in the absence of synchronization signals).

На фиг. 2 изображены графики, иллюстрирующие преобразование девиации частоты входного периодического сигнала, когда его частота равна разности частот синхронизируемых сигналов. In FIG. 2 is a graph illustrating the conversion of the frequency deviation of the input periodic signal when its frequency is equal to the frequency difference of the synchronized signals.

Приведены зависимости φ(f2) и φ(f1) фазовых сдвигов между сигналами синхронизации и синхронизируемыми сигналами, если частоты сигналов синхронизации не совпадают с парциальными частотами синхронизируемых сигналов.The dependences φ (f 2 ) and φ (f 1 ) of phase shifts between the synchronization signals and synchronized signals are given if the frequencies of the synchronization signals do not coincide with the partial frequencies of the synchronized signals.

На фиг. 3 изображен вариант структурной схемы устройства, реализующего данный способ. In FIG. 3 shows a variant of the structural diagram of a device that implements this method.

Устройство содержит балансные смесители 1, 4, 7, синхронизируемые генераторы 2, 6, преобразователь начальной фазы сигнала синхронизации 3, полосный усилитель 5 и регистратор фазового сдвига 8. The device contains balanced mixers 1, 4, 7, synchronized generators 2, 6, a converter of the initial phase of the synchronization signal 3, a strip amplifier 5 and a phase shift recorder 8.

На фиг. 4 изображен вариант структурной схемы преобразователя начальной фазы сигнала синхронизации. In FIG. 4 shows an embodiment of a block diagram of an initial phase converter of a synchronization signal.

Преобразователь начальной фазы содержит балансные смесители 9 и 10, полосный усилитель 11 и многокаскадный полосный усилитель 12. The initial phase Converter contains balanced mixers 9 and 10, a strip amplifier 11 and a multi-stage strip amplifier 12.

Парциальные частоты f10 и f20 синхронизируемых сигналов выбирают в соответствии с условием
f10±f20=f0, (1)
где f0 - частота входного и опорного сигналов.
Partial frequencies f 10 and f 20 synchronized signals are selected in accordance with the condition
f 10 ± f 20 = f 0 , (1)
where f 0 is the frequency of the input and reference signals.

Согласно предлагаемому способу для преобразования девиации фазы периодического сигнала выполняются следующие операции. Перемножают входной сигнал и первый синхронизируемый сигнал. Выделяют из результирующего сигнала составляющую с разностной частотой. Преобразуют ее начальную фазу и полученным сигналом синхронизируют второй синхронизируемый сигнал. Перемножают опорный сигнал и второй синхронизируемый сигнал. Выделяют из результирующего сигнала составляющую с разностной или суммарной частотой. Полученным сигналом синхронизируют первый синхронизируемый сигнал. Перемножают синхронизируемые сигналы и выделяют выходной сигнал с разностной или суммарной частотой. Регистрируют его начальную фазу относительно начальной фазы входного опорного сигнала. According to the proposed method for converting the phase deviation of the periodic signal, the following operations are performed. Multiply the input signal and the first synchronized signal. A component with a difference frequency is isolated from the resulting signal. Its initial phase is transformed and the second synchronized signal is synchronized with the received signal. The reference signal and the second synchronized signal are multiplied. A component with a difference or total frequency is isolated from the resulting signal. The received signal synchronizes the first synchronized signal. The synchronized signals are multiplied and the output signal is extracted with a difference or total frequency. Record its initial phase relative to the initial phase of the input reference signal.

В установившемся режиме частоты синхронизируемых сигналов равны частотам сигналов синхронизации, но между ними появляются дополнительные фазовые сдвиги, если они не равны парциальным частотам. При этом выполняется баланс фазовых сдвигов. Величины фазовых сдвигов определяются по зависимостям φ(f1) и φ(f2).In the steady state, the frequencies of the synchronized signals are equal to the frequencies of the synchronization signals, but additional phase shifts appear between them if they are not equal to the partial frequencies. In this case, a balance of phase shifts is performed. The magnitude of the phase shifts are determined by the dependences φ (f 1 ) and φ (f 2 ).

Баланс фазовых сдвигов определяется равенством
φ1(f1) = ±φ2(f2)+φ0, (2)
где φ0 - значение девиации фазы входного сигнала относительно начальной фазы опорного сигнала.
The balance of phase shifts is determined by the equality
φ 1 (f 1 ) = ± φ 2 (f 2 ) + φ 0 , (2)
where φ 0 is the value of the phase deviation of the input signal relative to the initial phase of the reference signal.

Если начальная фаза входного сигнала получает приращение относительно начальной фазы опорного сигнала, то начинается переходный процесс, во время которого изменяются частоты синхронизируемых сигналов до тех пор, пока не будут выполнены совместно условия:

Figure 00000002

Из фиг. 1 и 2 видно, что небольшое смещение φ0 начальной фазы входного сигнала относительно начальной фазы опорного сигнала вызывает существенное изменение частот синхронизируемых сигналов относительно парциальных частот и, соответственно, значительно большие изменения фазовых сдвигов между сигналами синхронизации и синхронизируемыми сигналами. Частота выходного сигнала равна частоте входного сигнала и, соответственно, опорного сигнала, так как определяется выражением
f1±f1=fвых, (4)
а начальная фаза отличается от начальной фазы опорного сигнала на величину фазового сдвига между первым сигналом синхронизации и первым синхронизируемым сигналом. Таким образом, происходит усиление девиации фазы периодического сигнала.If the initial phase of the input signal is incremented relative to the initial phase of the reference signal, then a transition process begins during which the frequencies of the synchronized signals are changed until the conditions are met together:
Figure 00000002

From FIG. 1 and 2 it is seen that a small shift φ 0 of the initial phase of the input signal relative to the initial phase of the reference signal causes a significant change in the frequencies of the synchronized signals relative to the partial frequencies and, accordingly, significantly larger changes in phase shifts between the synchronization signals and the synchronized signals. The frequency of the output signal is equal to the frequency of the input signal and, accordingly, the reference signal, as it is determined by the expression
f 1 ± f 1 = f out , (4)
and the initial phase differs from the initial phase of the reference signal by the amount of phase shift between the first synchronization signal and the first synchronized signal. Thus, the phase deviation of the periodic signal is amplified.

Докажем справедливость сделанных выводов аналитически. Let us prove the validity of the conclusions analytically.

Для наглядности анализа опустим амплитудный фактор и воспользуемся линеаризованными фазочастотными характеристиками φ(f1) и φ(f2) на интервале синхронизации

Figure 00000003

где S - крутизна фазочастотной характеристики.For clarity of analysis, we omit the amplitude factor and use the linearized phase-frequency characteristics φ (f 1 ) and φ (f 2 ) in the synchronization interval
Figure 00000003

where S is the steepness of the phase-frequency characteristic.

Решая систему (3) относительно f1 с использованием (5), получим

Figure 00000004

Подставляя (6) в первое выражение (5), получим
Figure 00000005

Регистрируемый фазовый сдвиг между выходным сигналом и опорным сигналом равен φ1. Найдем чувствительность девиации фазы выходного сигнала к девиации фазы входного сигнала
Figure 00000006

Видно, что знаменатель (8) может быть каким угодно малым, поэтому чувствительность и, соответственно, коэффициент преобразования девиации фазы могут быть теоретически какими угодно большими.Solving system (3) with respect to f 1 using (5), we obtain
Figure 00000004

Substituting (6) in the first expression (5), we obtain
Figure 00000005

The recorded phase shift between the output signal and the reference signal is φ 1 . Find the sensitivity of the phase deviation of the output signal to the phase deviation of the input signal
Figure 00000006

It is seen that the denominator (8) can be arbitrarily small, therefore, the sensitivity and, accordingly, the conversion coefficient of the phase deviation can be theoretically arbitrarily large.

Выполненный анализ показывает, что изменение наклона одной из фазочастотных характеристик вызывает изменение девиации регистрируемой фазы выходного сигнала при неизменной девиации фазы входного сигнала. Происходит преобразование (усиление) девиации фазы. Коэффициент преобразования может быть достаточно большим. The analysis shows that a change in the slope of one of the phase-frequency characteristics causes a change in the deviation of the detected phase of the output signal with a constant phase deviation of the input signal. There is a conversion (amplification) of phase deviation. The conversion factor can be quite large.

Для преобразования начальной фазы одного из сигналов синхронизации с целью получения инверсного фазового сдвига между синхронизируемым сигналом и сигналом синхронизации выполняют следующие операции. Сигнал синхронизации умножают сам на себя, полученный сигнал с удвоенной частотой перемножают с исходным сигналом синхронизации, у которого дополнительно смещают начальную фазу, выделяют сигнал с разностной частотой и им синхронизируют соответствующий синхронизируемый сигнал. To convert the initial phase of one of the synchronization signals in order to obtain an inverse phase shift between the synchronized signal and the synchronization signal, the following operations are performed. The synchronization signal is multiplied by itself, the received signal with doubled frequency is multiplied with the original synchronization signal, from which the initial phase is additionally shifted, the signal with the difference frequency is isolated and the corresponding synchronized signal is synchronized with it.

В установившемся режиме, при смещении частоты синхронизируемого сигнала относительно собственной парциальной частоты, соответствующий фазовый сдвиг между синхронизируемым сигналом и сигналом синхронизации равен Δφ. При выделении сигнала синхронизации с разностной частотой после преобразования начальной фазы добавляется аналогичный фазовый сдвиг Δφ. Если дополнительное смещение начальной фазы сигнала синхронизации 3Δφ, то эквивалентный фазовый сдвиг между синхронизируемым сигналом и исходным сигналом синхронизации до преобразования начальной фазы будет равен 2Δφ-3Δφ = -Δφ. Это справедливо при любых Δφ. Соответственно эквивалентная фазочастотная характеристика будет инверсной и примет вид второго выражения (5). In the steady state, when the frequency of the synchronized signal is shifted relative to its own partial frequency, the corresponding phase shift between the synchronized signal and the synchronization signal is Δφ. When a synchronization signal with a difference frequency is extracted after the initial phase is converted, a similar phase shift Δφ is added. If the additional shift of the initial phase of the synchronization signal is 3Δφ, then the equivalent phase shift between the synchronized signal and the original synchronization signal before converting the initial phase will be 2Δφ-3Δφ = -Δφ. This is true for any Δφ. Accordingly, the equivalent phase-frequency characteristic will be inverse and will take the form of the second expression (5).

На фиг. 3 приведена структурная схема устройства, реализующего предложенный способ преобразования девиации фазы периодического сигнала. Устройство содержит смеситель 1, к первому входу которого подключен выход синхронизируемого генератора 2, а к выходу подключен вход преобразователя начальной фазы 3, к выходу которого подключен синхронизируемый генератор 6, смеситель 7, к первому входу которого подключен выход синхронизируемого генератора 6, а к выходу подключен вход синхронизируемого генератора 2, смеситель 4, ко входам которого подключены выходы синхронизируемых генераторов 2 и 6, а выход подключен к полосному усилителю 5, выход которого подключен к первому входу регистратора 8, ко второму входу смесителя 1 подключен вход устройства, а ко вторым входам смесителя 7 и регистратора 8 подключен вход опорного сигнала. In FIG. 3 shows a structural diagram of a device that implements the proposed method for converting the phase deviation of a periodic signal. The device comprises a mixer 1, to the first input of which the output of the synchronized generator 2 is connected, and the input of the converter of the initial phase 3 is connected to the output, to the output of which the synchronized generator 6 is connected, a mixer 7, to the first input of which the output of the synchronized generator 6 is connected, and the output is connected the input of the synchronized generator 2, the mixer 4, to the inputs of which the outputs of the synchronized generators 2 and 6 are connected, and the output is connected to a strip amplifier 5, the output of which is connected to the first input of the register Ora 8, the input of the device is connected to the second input of the mixer 1, and the input of the reference signal is connected to the second inputs of the mixer 7 and the recorder 8.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Парциальные частоты f10 и f20 первого и второго синхронизируемых генераторов при известной частоте f0 входного и опорного сигналов выбирают в соответствии с условием
f10±f20=f0, (9)
Входной модулированный по фазе сигнал с частотой f0 подается на второй вход смесителя 1, а на второй вход смесителя 7 подается опорный сигнал той же частоты с фиксированной начальной фазой ψ. На выходах синхронизируемых генераторов 2 и 6 в режиме синхронизации генерируются сигналы с частотами f1 и f2, если выполнены условие баланса фаз. Выходные сигналы балансных смесителей 1 и 7 содержат компоненты с суммарной и разностной частотой смешиваемых сигналов. На выходе синхронизируемого генератора 6 генерируется сигнал, частота которого равна разности f0-f1 или f1-f0 в зависимости от знака в условии (9). На выходе синхронизируемого генератора 2 генерируется сигнал, частота которого равна f0∓f2 в соответствии со знаком в условии (9). Благодаря преобразователю начальной фазы 3 фазочастотные характеристики синхронизируемого генератора 2 и каскадного соединения преобразователь начальной фазы 3 и синхронизируемый генератор 6 имеют наклоны разного знака (см. фиг.1 и 2).
The partial frequencies f 10 and f 20 of the first and second synchronized generators at a known frequency f 0 of the input and reference signals are selected in accordance with the condition
f 10 ± f 20 = f 0 , (9)
An input phase-modulated signal with frequency f 0 is supplied to the second input of mixer 1, and a reference signal of the same frequency with a fixed initial phase ψ is supplied to the second input of mixer 7. The outputs of the synchronized generators 2 and 6 in the synchronization mode generate signals with frequencies f 1 and f 2 if the condition of phase balance is fulfilled. The output signals of balanced mixers 1 and 7 contain components with the total and difference frequency of the mixed signals. The output of the synchronized generator 6 generates a signal whose frequency is equal to the difference f 0 -f 1 or f 1 -f 0 depending on the sign in condition (9). At the output of the synchronized generator 2, a signal is generated whose frequency is f 0 ∓ f 2 in accordance with the sign in condition (9). Thanks to the initial phase converter 3, the phase-frequency characteristics of the synchronized generator 2 and the cascade connection, the initial phase converter 3 and the synchronized generator 6 have slopes of different signs (see Figs. 1 and 2).

Установившийся режим в рассматриваемом устройстве относительно частот генерируемых сигналов при выполнении условия определяется системой уравнений

Figure 00000007

где φ0 - значение девиации фазы входного сигнала относительно начальной фазы опорного сигнала.The steady state in the device in question relative to the frequencies of the generated signals when the condition is met is determined by the system of equations
Figure 00000007

where φ 0 is the value of the phase deviation of the input signal relative to the initial phase of the reference signal.

Если значения частоты входного сигнала и резонансных частот полосных усилителей отвечают условию (9), то баланс фаз по замкнутому контуру смеситель 1, преобразователь 3, генератор 6, смеситель 7, генератор 2 выполняется при нулевых фазовых сдвигах. Если при этом φ0 = 0, то частоты генерируемых сигналов совпадают с парциальными частотами генераторов 2 и 6 (см. фиг.1 и 2).If the values of the input signal frequency and the resonant frequencies of the strip amplifiers meet condition (9), then the closed-loop phase balance mixer 1, converter 3, generator 6, mixer 7, generator 2 is performed at zero phase shifts. If at the same time φ 0 = 0, then the frequencies of the generated signals coincide with the partial frequencies of the generators 2 and 6 (see figures 1 and 2).

Отклонение начальной фазы входного сигнала относительно значения ψ опорного сигнала нарушает баланс фаз. Начинается переходный процесс, заключающийся в изменении частот генерируемых сигналов синхронизируемыми генераторами до тех пор, пока не наступит баланс фаз при новых значениях частот. Новый установившийся режим показан на фиг.1 и 2. Ему соответствуют частоты f1 и f2. При определенных условиях фазовые сдвиги в синхронизируемых генераторах φ1 и φ2 много больше девиации фазы φ0 входного сигнала. Оба генерируемых сигнала перемножаются в смесителе 4. С помощью полосного усилителя 5 выделяется сигнал, частота которого равна частоте f0 входного сигнала, а начальная фаза равна
φ* = ψ+φ02 = ψ+φ1. (11)
В регистраторе 8 сравниваются два сигнала одинаковой частоты с фазовым сдвигом относительно друг друга, равным φ1, который может быть много больше φ0.
Преобразователь начальной фазы 3 содержит смеситель 9, к обоим входам которого и ко входу многокаскадного полосного усилителя 12 подключен выход полосного усилителя 11, вход которого является входом преобразователя, смеситель 10, к первому входу которого подключен выход смесителя 9, ко второму входу подключен выход многокаскадного полосного усилителя 12, а выход является выходом преобразователя.
Deviation of the initial phase of the input signal relative to the value ψ of the reference signal violates the phase balance. The transition process begins, consisting in changing the frequencies of the generated signals by synchronized generators until a phase balance occurs at new frequencies. The new steady state is shown in figures 1 and 2. It corresponds to the frequency f 1 and f 2 . Under certain conditions, the phase shifts in the synchronized oscillators φ 1 and φ 2 are much larger than the phase deviation φ 0 of the input signal. Both generated signals are multiplied in the mixer 4. Using a strip amplifier 5, a signal is selected whose frequency is equal to the frequency f 0 of the input signal, and the initial phase is
φ * = ψ + φ 0 + φ 2 = ψ + φ 1 . (eleven)
In the recorder 8 two signals of the same frequency are compared with a phase shift relative to each other equal to φ 1 , which can be much greater than φ 0 .
The initial phase converter 3 contains a mixer 9, the output of the strip amplifier 11 is connected to both its inputs and to the input of the multistage strip amplifier 12, the input of which is the input of the converter, mixer 10, the output of the mixer 9 is connected to its first input, and the output of the multistage strip is connected amplifier 12, and the output is the output of the converter.

Преобразователь начальной фазы 3 работает следующим образом. Converter initial phase 3 operates as follows.

Полосный усилитель 11 и все каскады трехкаскадного полосного усилителя 12 имеют одинаковую добротность, эквивалентную крутизне фазочастотной характеристики генератора 6, и настроены на его парциальную частоту. При смещении частот генерируемых сигналов относительно резонансных частот в усилителе 11 и в каждом каскаде трехкаскадного усилителя 12 сигнал приобретает дополнительный фазовый сдвиг Δφ. В результате, если начальная фаза входного сигнала преобразователя 3 была ψ*, то на выходе усилителя 12 его начальная фаза будет

Figure 00000008
Начальная фаза сигнала с двойной частотой на выходе смесителя 9 будет 2ψ*. У сигнала на выходе смесителя 10 с разностной частотой, равной частоте входного сигнала преобразователя 3, после усилителя 11 начальная фаза будет равна (2ψ**-3Δφ+Δφ). В синхронизируемом генераторе 6 сигнал получает дополнительный фазовый сдвиг Δφ, в результате начальная фаза генерируемого сигнала на его выходе будет равна (ψ*-Δφ). Все указанное справедливо при любом отклонении частоты генерируемого сигнала от соответствующей резонансной частоты усилителей, равной парциальной частоте генератора. Эквивалентная фазочастотная характеристика каскадного соединения преобразователя начальной фазы 3 и генератора 6 будет инверсной по отношению к фазочастотной характеристике генератора 6.The strip amplifier 11 and all stages of the three-stage strip amplifier 12 have the same quality factor, equivalent to the steepness of the phase-frequency characteristic of the generator 6, and are tuned to its partial frequency. When the frequencies of the generated signals are shifted relative to the resonant frequencies in the amplifier 11 and in each stage of the three-stage amplifier 12, the signal acquires an additional phase shift Δφ. As a result, if the initial phase of the input signal of the converter 3 was ψ * , then at the output of the amplifier 12, its initial phase will be
Figure 00000008
The initial phase of the signal with a double frequency at the output of the mixer 9 will be 2ψ * . The signal at the output of the mixer 10 with a difference frequency equal to the frequency of the input signal of the converter 3, after the amplifier 11, the initial phase will be equal to (2ψ ** -3Δφ + Δφ). In the synchronized oscillator 6, the signal receives an additional phase shift Δφ, as a result, the initial phase of the generated signal at its output will be equal to (ψ * -Δφ). All of the above is true for any deviation of the frequency of the generated signal from the corresponding resonant frequency of the amplifiers, equal to the partial frequency of the generator. The equivalent phase-frequency characteristic of the cascade connection of the initial phase converter 3 and generator 6 will be inverse with respect to the phase-frequency characteristic of the generator 6.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет во много раз увеличить девиацию фазы выходного сигнала относительно фиксированной начальной фазы опорного сигнала по сравнению с девиацией фазы входного сигнала и создать на его основе "фазовые усилители" по аналогии с амплитудными усилителями. Thus, the proposed device allows many times to increase the phase deviation of the output signal relative to the fixed initial phase of the reference signal compared to the phase deviation of the input signal and create on its basis "phase amplifiers" by analogy with amplitude amplifiers.

Источники информации
1. Радиопередающие устройства: Учебник для вузов / В.В. Шахгильдян, В.Б. Козырев и др. - М.: Радио и связь, 1990, 432 с.
Sources of information
1. Radio transmitting devices: Textbook for high schools / V.V. Shahgildyan, V.B. Kozyrev et al. - M.: Radio and Communications, 1990, 432 p.

2. Авт. св. СССР 754442, G 06 G 7/26. Способ линеаризации характеристик дифференциальных частотных датчиков. / Шакурский В.К., Моргунов Ю.И. Опубл. 07.08.80. Бюл. 29. 2. Auth. St. USSR 754442, G 06 G 7/26. A method of linearizing the characteristics of differential frequency sensors. / Shakursky V.K., Morgunov Yu.I. Publ. 08/07/80. Bull. 29.

Claims (2)

1. Способ преобразования девиации фазы периодического сигнала, основанный на синхронизации частот периодических сигналов, заключающийся в том, что перемножают первый и второй синхронизируемые сигналы, выделяют выходной сигнал с разностной или суммарной частотой и регистрируют его начальную фазу относительно начальной фазы входного опорного сигнала, отличающийся тем, что перемножают первый синхронизируемый сигнал и входной сигнал, выделяют второй сигнал синхронизации с разностной частотой, которым синхронизируют второй синхронизируемый сигнал, перемножают второй синхронизируемый сигнал с входным опорным сигналом, выделяют первый сигнал синхронизации с разностной или суммарной частотой, которым синхронизируют первый синхронизируемый сигнал, кроме этого, у одного из сигналов синхронизации дополнительно преобразуют начальную фазу таким образом, чтобы фазовый сдвиг между сигналом синхронизации и синхронизируемым сигналом стал инверсным по отношению к соответствующему фазовому сдвигу до преобразования.1. The method of converting the phase deviation of the periodic signal, based on the synchronization of the frequencies of the periodic signals, which consists in multiplying the first and second synchronized signals, extracting the output signal with a difference or total frequency and registering its initial phase relative to the initial phase of the input reference signal, characterized in that the first synchronized signal and the input signal are multiplied, a second synchronization signal with a difference frequency is isolated, with which the second synchronizes the signal to be synchronized, the second synchronized signal is multiplied with the input reference signal, the first synchronization signal with a difference or total frequency is isolated, which synchronizes the first synchronized signal, in addition, the initial phase is additionally converted in one of the synchronization signals so that the phase shift between the synchronization signal and the synchronized signal became inverse with respect to the corresponding phase shift before conversion. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для преобразования начальной фазы одного из сигналов синхронизации сигнал синхронизации умножают сам на себя, выделяют сигнал с удвоенной частотой, перемножают его с исходным сигналом синхронизации, у которого дополнительно смещают начальную фазу, выделяют сигнал с разностной частотой и им синхронизируют соответствующий синхронизируемый сигнал.2. The method according to claim 1, characterized in that for converting the initial phase of one of the synchronization signals, the synchronization signal is multiplied by itself, a signal with a double frequency is extracted, it is multiplied with the original synchronization signal, from which the initial phase is additionally shifted, the signal is isolated from differential frequency and they synchronize the corresponding synchronized signal.
RU2002108171/09A 2002-04-01 2002-04-01 Method for converting periodic-signal phase deviation RU2224354C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002108171/09A RU2224354C2 (en) 2002-04-01 2002-04-01 Method for converting periodic-signal phase deviation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002108171/09A RU2224354C2 (en) 2002-04-01 2002-04-01 Method for converting periodic-signal phase deviation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002108171A RU2002108171A (en) 2003-11-20
RU2224354C2 true RU2224354C2 (en) 2004-02-20

Family

ID=32172482

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002108171/09A RU2224354C2 (en) 2002-04-01 2002-04-01 Method for converting periodic-signal phase deviation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2224354C2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ШАХГИЛЬДЯН В.В. и др. Радиопередающие устройства. - М.: Радио и связь, 1990, с.331. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU94033150A (en) DEVICE FOR COMPENSATION OF PHASE ROTATION IN THE END OF THE AMPLIFIER
RU2224354C2 (en) Method for converting periodic-signal phase deviation
US5402019A (en) Phase startable clock device
RU2216848C2 (en) Method for converting periodic signal frequency deviation
US4310803A (en) Bandpass filter circuit
RU2231211C2 (en) Device for converting periodic signal phase deviation
RU2595638C1 (en) Method for frequency modulation of oscillations and device therefor
RU2231210C2 (en) Device for converting periodic-signal phase deviation to frequency deviation
RU2214034C2 (en) Device to convert deviation of frequency of periodic signal
RU2233021C2 (en) Device for converting periodic-signal frequency deviation to phase deviation
RU109939U1 (en) DEVICE FOR TRANSFORMING FREQUENCY DEVIATION TO PERIODIC SIGNAL PHASE DEVIATION
RU2374753C2 (en) Method of detecting phase-modulated oscillations
RU221361U1 (en) Digital filter with phase-frequency response pre-correction
RU109941U1 (en) DEVICE FOR CONVERSION OF PERIODIC SIGNAL FREQUENCY DEVIATION
JP2504755B2 (en) Frequency offset and jitter application circuit
RU2199090C1 (en) Phase-generating measuring transducer
RU2198381C2 (en) Parametric measurement converter with frequency output
JPS60246122A (en) Differentiation gain measuring circuit
RU2273947C2 (en) Method for detecting frequency-modulated oscillations
JPS63185105A (en) Generating circuit for high frequency optional signal
RU2195074C2 (en) Analog phase-modulated single-sideband signal receiver
RU2198382C2 (en) Phase generating instrument converter
RU2195689C2 (en) Procedure and device measuring distance (versions)
JP3047423B2 (en) Frequency conversion circuit
SU714473A1 (en) Acoustical signal processing device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20040402