RU2665241C1 - Frequency tuning method and phase detector - Google Patents

Frequency tuning method and phase detector Download PDF

Info

Publication number
RU2665241C1
RU2665241C1 RU2017136350A RU2017136350A RU2665241C1 RU 2665241 C1 RU2665241 C1 RU 2665241C1 RU 2017136350 A RU2017136350 A RU 2017136350A RU 2017136350 A RU2017136350 A RU 2017136350A RU 2665241 C1 RU2665241 C1 RU 2665241C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
trigger
phase detector
source
elements
Prior art date
Application number
RU2017136350A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Сендерович Брайловский
Original Assignee
Геннадий Сендерович Брайловский
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 Геннадий Сендерович Брайловский filed Critical Геннадий Сендерович Брайловский
Priority to RU2017136350A priority Critical patent/RU2665241C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2665241C1 publication Critical patent/RU2665241C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/02Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information
    • H04L7/033Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information using the transitions of the received signal to control the phase of the synchronising-signal-generating means, e.g. using a phase-locked loop

Abstract

FIELD: radio engineering and communication.
SUBSTANCE: invention relates to the radio engineering. For this purpose, a frequency tuning method is provided in which the signals at the two outputs of the phase detector (PD) control the connection and disconnection of the two unipolar sources. Then the total signal is filtered and it is controlled by the generator, the first source is connected along the front of the reference signal (RS), the first source is disconnected at the first incoming clock front or RS slice, the second source is connected after the front of the RS on the front of the bars, if it comes before the RS cutoff, the second source is disconnected at the first slice of the cycles.
EFFECT: increase of functional stability (elimination of influence of dangerous controversies) in a mode of deduction.
5 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике.The invention relates to radio engineering.

Известен способ подстройки частоты [1], в котором импульсы на первом и втором выходах фазового детектора преобразуют соответственно в разнополярные сигналы одной амплитуды, эти сигналы суммируют, фильтруют и управляют частотой генератора, частоту генератора делят и формируют такты, причем на первом и втором выходах фазового детектора формируют импульсы соответственно по фронту опорного сигнала или по фронту тактов, после появления последнего импульса формируют срезы импульсов на обоих выходах фазового детектора.There is a known method of frequency adjustment [1], in which the pulses at the first and second outputs of the phase detector are converted respectively into bipolar signals of the same amplitude, these signals are summed, filtered and control the frequency of the generator, the generator frequency is divided and clock cycles are generated, and at the first and second outputs of the phase detectors are generated pulses, respectively, along the front of the reference signal or along the front of the clocks, after the appearance of the last pulse, pulse slices are formed at both outputs of the phase detector.

Известны работающие по способу [1] фазовые детекторы, содержащие два D-триггера и логические элементы И (см. например, [1, 2]). При любом фазовом сдвиге опорной частоты и тактов при сбросе D-триггеров в фазовом детекторе возникают опасные состязания, которые в «медленном» триггере могут привести к опасным для способа [1] эффектам: пропуску сброса, колебательной или метастабильной аномалиям [3].Known for working according to the method of [1] are phase detectors containing two D-flip-flops and logical elements AND (see, for example, [1, 2]). At any phase shift of the reference frequency and clocks when the D-triggers are reset, dangerous events arise in the phase detector, which in the “slow” trigger can lead to dangerous effects for the method [1]: missed reset, vibrational or metastable anomalies [3].

Способ [1] имеет следующие недостатки:The method [1] has the following disadvantages:

- в режиме удержания работает только с сигналами равных частот и не может подстраивать такты по фронтам принятых данных;- in the hold mode it works only with signals of equal frequencies and cannot adjust clock cycles along the edges of the received data;

- при любом фазовом сдвиге опорной частоты и тактов появляются опасные состязания.- at any phase shift of the reference frequency and clocks, dangerous contests appear.

Известен способ подстройки частоты [4], в котором импульсы на первом и втором выходах фазового детектора преобразуют соответственно в разно полярные сигналы одной амплитуды. Эти сигналы суммируют, фильтруют и управляют частотой генератора, частоту генератора делят и формируют такты, после появления фронта опорного сигнала формируют фронт импульса на первом выходе фазового детектора, ждут любого переключения тактов и формируют срез импульса на первом выходе фазового детектора. Импульс на втором выходе фазового детектора формируют при условии, когда фронт опорного сигнала появляется позже фронта тактов, при этом фронт импульса на втором выходе фазового детектора формируют по срезу тактов после фронта опорного сигнала, ждут появления фронта тактов и формируют срез импульса на втором выходе фазового детектора.A known method of frequency adjustment [4], in which the pulses at the first and second outputs of the phase detector are converted respectively into different polar signals of the same amplitude. These signals summarize, filter and control the oscillator frequency, divide the oscillator frequency and form the clock cycles, after the front of the reference signal appears, form a pulse front at the first output of the phase detector, wait for any clock switching and form a pulse slice at the first output of the phase detector. The pulse at the second output of the phase detector is formed under the condition that the front of the reference signal appears later than the clock front, while the pulse front at the second output of the phase detector is formed by a slice of clocks after the front of the reference signal, a clock front is expected and a pulse slice is formed at the second output of the phase detector .

Этот способ может работать при кратных частотах и с переменной скважностью сигнала опорной частоты, что позволяет использовать его для подстройки тактовой частоты по фронтам данных при приеме дискретных сигналов.This method can work at multiple frequencies and with a variable duty cycle of the reference frequency signal, which allows you to use it to adjust the clock frequency on the edges of the data when receiving discrete signals.

Известен фазовый детектор [4], содержащий три D-триггера и четыре логических элемента И. В центре области удержания при небольших отставаниях фронта тактов от фронта сигнала опорной частоты, когда переключение сигнала на D-входе опережает фронт импульса на С-входе триггера на время, которое меньшее времени переключения триггера, но большее его половины, находится временной интервал, в котором возможен «арбитраж» в первом D-триггере. При «арбитраже» возможны пропуск переключения, увеличение времени переключения, колебательная аномалия или метастабильная аномалия [3]. Опасными для этого способа являются колебательная и метастабильная аномалии, которые с учетом вероятности приводят к увеличению фазового шума в режиме удержания.A phase detector is known [4], which contains three D-flip-flops and four logical elements I. In the center of the hold region with small lag of the clock front from the front of the reference frequency signal, when switching the signal at the D-input is ahead of the pulse front at the C-input of the trigger for a while , which is shorter than the trigger switching time, but more than half of it, there is a time interval in which “arbitration” is possible in the first D-trigger. In the case of “arbitration”, switching skipping, increasing switching time, oscillatory anomaly, or metastable anomaly are possible [3]. Dangerous for this method are oscillatory and metastable anomalies, which, taking into account the probability, lead to an increase in phase noise in the hold mode.

Наиболее близкими к предлагаемым являются способ и фазовый детектор [4] (прототипы).Closest to the proposed are the method and phase detector [4] (prototypes).

Цель изобретения (технический результат) - повышение функциональной устойчивости (устранение влияния опасных состязаний) в режиме удержания.The purpose of the invention (technical result) is to increase functional stability (eliminating the influence of dangerous competitions) in the hold mode.

Технический результат достигается тем, что:The technical result is achieved by the fact that:

1) В способе подстройки частоты, в котором опорный сигнал поступает на первый вход фазового детектора в устройстве сравнения фаз, в котором сигналы на двух выходах фазового детектора с помощью двух ключей управляют подключением и отключением двух разнополярных источников постоянного тока для суммирования. Далее суммарный сигнал фильтруют и полученным сигналом управляют частотой генератора, частоту генератора делят и формируют такты, которые поступают на второй вход фазового детектора в устройстве сравнения фаз. Первый источник подключают по каждому фронту опорного сигнала. Подключенный первый источник отключают по первому фронту тактов, поступившему после фронта опорного сигнала, или по срезу опорного сигнала, если он поступит раньше первого фронта тактов после фронта опорного сигнала. Второй источник, подключают после фронта опорного сигнала по фронту тактов, если он поступит раньше среза опорного сигнала, подключенный второй источник отключают по первому срезу тактов.1) In the frequency adjustment method, in which the reference signal is supplied to the first input of the phase detector in the phase comparison device, in which the signals at the two outputs of the phase detector with two keys control the connection and disconnection of two different-polar DC sources for summing. Next, the total signal is filtered and the received signal is controlled by the generator frequency, the generator frequency is divided and the clocks are generated, which are fed to the second input of the phase detector in the phase comparison device. The first source is connected at each edge of the reference signal. The connected first source is disconnected on the first clock edge received after the front of the reference signal, or on the cutoff of the reference signal, if it arrives earlier than the first clock edge after the front of the reference signal. The second source is connected after the front of the reference signal along the front of the clocks, if it arrives before the cutoff of the reference signal, the connected second source is disconnected according to the first cut of the clocks.

2) Отношение сигнала второго источника к сигналу первого источника устанавливают равным (или меньшим) 1/2 отношения наименьшего из значений длительности импульса опорной частоты или периода тактов к длительности импульса тактов.2) The ratio of the signal of the second source to the signal of the first source is set equal to (or less) 1/2 of the ratio of the smallest of the values of the pulse width of the reference frequency or period of ticks to the pulse width of the clock.

3) В фазовом детекторе, содержащий два D-триггера, два элемента И, дополнительно второй вход первого элемента И соединены с вторым выходом первого триггера. Тактовый вход соединен с инверсным С-входом второго триггера, вход опорной частоты соединен с D-входом первого триггера, первый выход первого триггера соединен с D-входом второго триггера,3) In a phase detector containing two D-flip-flops, two And elements, additionally the second input of the first And element is connected to the second output of the first trigger. The clock input is connected to the inverse C-input of the second trigger, the reference frequency input is connected to the D-input of the first trigger, the first output of the first trigger is connected to the D-input of the second trigger,

4) Фазовый детектор содержит дополнительно два элемента ИЛИ-НЕ. Вход опорной частоты соединен с первыми входами элементов ИЛИ-НЕ, вторые входы первого и второго элементов ИЛИ-НЕ соединены попарно соответственно со вторым выходом второго триггера и первым выходом первого триггера. Выходы первого и второго элементов ИЛИ-НЕ соединены попарно соответственно с входами сброса первого и второго триггеров.4) The phase detector additionally contains two OR-NOT elements. The reference frequency input is connected to the first inputs of the OR-NOT elements, the second inputs of the first and second elements OR-NOT are connected in pairs with the second output of the second trigger and the first output of the first trigger, respectively. The outputs of the first and second elements are NOT connected in pairs, respectively, with the reset inputs of the first and second triggers.

5) Фазовый детектор имеет дополнительно вход разрешения, который соединен с третьими входами первого и второго элементов ИЛИ-НЕ.5) The phase detector has an additional permission input, which is connected to the third inputs of the first and second elements OR-NOT.

Группа изобретений связана общим замыслом и удовлетворяет требованию единства изобретения, т.к. фазовый детектор является частью устройства для осуществления предложенного способа. При анализе уровня техники и новизны заявляемых объектов не обнаружены аналоги с перечисленной совокупностью вышеназванных признаков. Следовательно, описанное техническое решение соответствует критерию "новизна".The group of inventions is related by a common concept and satisfies the requirement of unity of invention, because a phase detector is part of a device for implementing the proposed method. When analyzing the level of technology and novelty of the claimed objects, no analogues were found with the above set of the above features. Therefore, the described technical solution meets the criterion of "novelty."

Способ подстройки частоты представлен на фиг. 1 и 2. На фиг. 3, 4 и 5, приведены схемы фазовых детекторов, а на фиг. 6 и 7 - временные диаграммы их работы.A frequency tuning method is shown in FIG. 1 and 2. In FIG. 3, 4 and 5, phase detector circuits are shown, and in FIG. 6 and 7 are timing diagrams of their operation.

Опорный сигнал Fo (фиг. 1 и 2) поступает на первый вход фазового детектора 2 в устройстве сравнения фаз 1, в котором сигналы на двух выходах Р и N фазового детектора 2 с помощью двух ключей 131 и 132 управляют подключением и отключением двух разнополярных источников постоянного тока 121 и 122 для суммирования. Далее суммарный сигнал S фильтруют 3 и полученным сигналом U управляют частотой генератора 4, частоту генератора 4 делят 5 и формируют такты, которые поступают на второй вход Fc фазового детектора 2 в устройстве сравнения фаз 1. По каждому фронту опорного сигнала Fo подключают первый источник 121, Подключенный первый источник 121 отключают по первому фронту тактов Fc, поступившему после фронта опорного сигнала Fo, или по срезу опорного сигнала Fo, если он поступит раньше первого фронта тактов Fc после фронта опорного сигнала Fo. Второй источник 122 подключают по фронту опорного сигнала тактов Fc, если он поступит раньше среза опорного сигнала Fo. Подключенный второй источник 122 отключают по первому срезу тактов Fc. На фиг. 1 также показано подключение источников к питанию Vcc и общему проводу GND.The reference signal Fo (Figs. 1 and 2) is fed to the first input of the phase detector 2 in the phase comparison device 1, in which the signals at the two outputs P and N of the phase detector 2, using two keys 131 and 132, control the connection and disconnection of two different-polarity constant sources current 121 and 122 for summation. Next, the total signal S is filtered 3 and the received signal U is controlled by the frequency of the generator 4, the frequency of the generator 4 is divided 5 and the clocks are generated, which are fed to the second input Fc of the phase detector 2 in the phase comparison device 1. A first source 121 is connected to each edge of the reference signal Fo, The connected first source 121 is switched off on the first edge of the clock cycles Fc received after the edge of the reference signal Fo, or on the cutoff of the reference signal Fo if it arrives before the first edge of the clocks Fc after the edge of the reference signal Fo. The second source 122 is connected at the edge of the reference clock signal Fc, if it arrives before the cutoff of the reference signal Fo. The connected second source 122 is turned off by the first slice of the clock cycles Fc. In FIG. Figure 1 also shows the connection of the sources to the Vcc power supply and the GND common wire.

Отношение сигнала второго источника Sn к сигналу первого источника Sp устанавливают согласно формуле:The ratio of the signal of the second source S n to the signal of the first source S p is set according to the formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

где Тси - длительность импульсов тактов;where T si is the pulse duration of the ticks;

Тсп - длительность паузы тактов;T SP - the duration of a pause of measures;

Тои - длительность импульса опорного сигнала;T oi - the pulse duration of the reference signal;

Тс - длительность периода тактов (Тссисп).T s - the duration of the period of ticks (T s = T si + T SP ).

На временной диаграмме фиг. 2 также используются обозначения:In the timing diagram of FIG. 2 also used the notation:

Uo - средний уровень напряжения на входе генератора 4;Uo is the average voltage level at the input of the generator 4;

Тф - текущий сдвиг между фронтами сигнала опорной частоты и тактов;T f - the current shift between the edges of the signal of the reference frequency and clocks;

Тфо - номинальное значение сдвига между фронтами сигнала опорной частоты и тактов в режиме удержания.T ph - the nominal value of the shift between the edges of the signal of the reference frequency and cycles in the hold mode.

Номинальное значение сдвига между фронтами сигнала опорной частоты и тактов в режиме удержания Тфо определяется по формуле;The nominal value of the shift between the edges of the signal of the reference frequency and the clocks in the holding mode T pho is determined by the formula;

Figure 00000002
Figure 00000002

Для значений Sn и Sp в соответствии с (1) формула (2) приводится к условию;For the values of S n and S p in accordance with (1), formula (2) is reduced to the condition;

Figure 00000003
Figure 00000003

Полярность слагаемых Р и N предполагает повышение частоты генератора 4 при увеличении напряжения U. При опережении фронтом опорного сигнала Fo фронта тактов Fc на время меньше Тфо, то частоту тактов уменьшают, а если это время больше Тфо, то частоту тактов увеличивают.The polarity of the terms P and N implies an increase in the frequency of the oscillator 4 with an increase in the voltage U. When the front of the reference signal Fo is ahead of the clock front Fc by a time less than T ph , then the clock frequency is reduced, and if this time is more than T ph , then the clock frequency is increased.

Для первых двух импульсов (фиг. 2) Тоис и Тфо≤Тои/2. Подстройка при кратных периодах поясняется третьим импульсом на временной диаграмме фиг. 2, для которой можно выбрать Тфо≤Тс/2, если не требуется работа в первом режиме.For the first two pulses (Fig. 2) T oi <T s and T fo ≤T oi / 2. Adjustment for multiple periods is illustrated by the third pulse in the time diagram of FIG. 2, for which it is possible to choose T fo ≤T s / 2, if you do not need to work in the first mode.

Линейная работа устройства сравнения фаз 1 осуществляется в области значений Тф меньших Тои. При угловом представлении линейная область расположена от 0 до 2π×Тоис и в ней после отработки фронта опорной частоты сдвига на Тф по завершению всех переходных процессов изменение постоянной составляющей напряжения на выходе фильтра ΔU определяется по формуле:The linear operation of the device comparing the phases 1 is carried out in the range of values of T f less than T oi . In the angular representation, the linear region is located from 0 to 2π × T oi / T s and in it, after working out the front of the reference shear frequency by T f, upon completion of all transients, the change in the DC component of the voltage at the filter output ΔU is determined by the formula:

Figure 00000004
Figure 00000004

где К коэффициент передачи фильтра.where K is the transmission coefficient of the filter.

В зоне от 0 до 2π×Тфос получается отрицательное ΔU (второй импульс), а в диапазоне от 2π×Тфос до 2π - положительное (первый и третий импульс). Если Тоис, то появляется нелинейная зона от 2π×Тоис до 2π, в которой ΔU положительно, постоянно и равно:In the zone from 0 to 2π × T pho / T s , a negative ΔU (second pulse) is obtained, and in the range from 2π × T pho / T s to 2π, a positive one (first and third pulse) is obtained. If T oi <T s , then a nonlinear zone appears from 2π × T oi / T s to 2π, in which ΔU is positive, constant and equal to:

Figure 00000005
Figure 00000005

Устойчивость петли обеспечивается параметрами фильтра.Loop stability is ensured by filter parameters.

После захвата в зоне удержания переключения сигнала опорной частоты и тактов разнесены на время Тфо, что обеспечивает функциональную устойчивость способа (как возможность построения устройства свободного от влияния опасных состязаний).After capture in the holding zone, the switching signal of the reference frequency and the clocks are separated by the time T pho , which ensures the functional stability of the method (as the ability to build a device free from the influence of dangerous competitions).

Фазовый детектор (фиг. 3) содержит два триггера 211 и 212, два элемента И 221 и 222. Тактовый вход устройства Fc соединен с С-входом первого триггера 211. Первый Р и второй N выходы фазового детектора 2 соединены попарно соответственно с выходами первого 221 и второго 222 элементов И, первый вход первого элемента И 221 соединен с D-входом первого триггера 211, входы второго элемента И 222 соединены попарно соответственно с D-входом и вторым выходом второго триггера 212. Второй вход первого элемента И 221 соединен с вторым выходом первого триггера 211, тактовый вход Fc соединен с инверсным С-входом второго триггера 212, вход опорной частоты Fo соединен с D-входом первого триггера 211, первый выход Q1 первого триггера соединен с D-входом второго триггера 212. Кроме того, на фиг.3 также приведены элементы устройства сравнения фаз 1: ключи 131, 132 и разно полярные источники 121, 122.The phase detector (Fig. 3) contains two triggers 211 and 212, two elements And 221 and 222. The clock input of the device Fc is connected to the C-input of the first trigger 211. The first P and second N outputs of the phase detector 2 are connected in pairs, respectively, with the outputs of the first 221 and the second element 222 And, the first input of the first element And 221 is connected to the D-input of the first trigger 211, the inputs of the second element And 222 are connected in pairs with the D-input and the second output of the second trigger 212. The second input of the first element And 221 is connected to the second output first trigger 211, clock input Fc with connected to the inverse C-input of the second trigger 212, the reference frequency input Fo is connected to the D-input of the first trigger 211, the first output Q1 of the first trigger is connected to the D-input of the second trigger 212. In addition, Fig. 3 also shows the elements of the phase comparison device 1: keys 131, 132 and miscellaneous sources 121, 122.

Оба D-триггера - двухступенчатые.Both D-flip-flops are two-stage.

Дополнительно к схеме (фиг. 3) фазовый детектор (фиг. 4) содержит два элемента ИЛИ-НЕ 231 и 232, вход опорной частоты Fo соединен с первыми входами элементов ИЛИ-НЕ 231 и 232. Вторые входы первого и второго элементов ИЛИ-НЕ 231 и 232 соединены попарно соответственно со вторым выходом второго триггера 212 и первым выходом Q1 первого триггера 211. Выходы первого и второго элементов ИЛИ-НЕ 231 и 232 соединены попарно соответственно с входами сброса первого и второго триггеров 211 и 212. Входы сброса обоих триггеров асинхронные.In addition to the circuit (Fig. 3), the phase detector (Fig. 4) contains two elements OR 231 and 232, the input of the reference frequency Fo is connected to the first inputs of the elements OR 231 and 232. The second inputs of the first and second elements OR NOT 231 and 232 are connected in pairs, respectively, with the second output of the second trigger 212 and the first output Q1 of the first trigger 211. The outputs of the first and second elements OR 231 and 232 are connected in pairs with the reset inputs of the first and second triggers 211 and 212, respectively. The reset inputs of both triggers are asynchronous .

На фиг. 5 представлено дополнение к фазовому детектору (фиг. 4.), в котором дополнительный вход разрешения EN соединен с третьими входами первого и второго элементов ИЛИ-НЕ 231 и 232.In FIG. 5 shows an addition to a phase detector (Fig. 4.), in which an additional EN enable input is connected to the third inputs of the first and second elements OR 231 and 232.

На фиг. 6 сплошными линиями показаны временные диаграммы всех сигналов схемы (фиг. 3), а пунктиром - сигналов Q1, Q2, сигналов на выходах элементов ИЛИ-НЕ 231 и 232 схемы (фиг. 4).In FIG. 6 solid lines show the timing diagrams of all the signals of the circuit (Fig. 3), and the dotted line shows the signals Q1, Q2, signals at the outputs of the elements OR-NOT 231 and 232 of the circuit (Fig. 4).

В схеме, приведенной на фиг. 3, после фронта Fo (фиг. 6) переключается в лог. 1 первый элемент И 221 (выходной сигнал Р). Если срез импульса Fo появится раньше фронта тактов (третий импульс Fo диаграмме на фиг. 6), то первый элемент И 221 (выходной сигнал Р) переключается в лог. 0, а триггер 211 остается в состоянии лог. 0. Если раньше появится фронт тактов срез импульса Fo (первый и второй импульс Fo диаграмме на фиг. 6), то первый триггер 211 (обозначение на диаграммах - Q1) переключается в лог. 1, затем первый 221 и второй 222 элементы И (выходные сигналы Р и N) переключатся соответственно в лог. 0 и 1. Далее по срезу тактов второй триггер 212 (обозначение на диаграммах - Q2) переключится в лог.1, затем второй 222 элемент И переключится в лог. 0. Первый фронт тактов после среза импульса Fo приведет к переключению первого триггера 211 Q1 в лог. 0, затем по следующему срезу тактов в лог. 0 перейдет второй триггер 212 Q2.In the circuit of FIG. 3, after the front Fo (Fig. 6) switches to the log. 1 first element And 221 (output signal P). If the slice of the pulse Fo appears earlier than the clock front (the third pulse Fo of the diagram in Fig. 6), then the first element And 221 (output signal P) switches to the log. 0, and trigger 211 remains in the log state. 0. If the front of the clocks appears before the slice of the pulse Fo (the first and second pulse Fo in the diagram in Fig. 6), then the first trigger 211 (the designation in the diagrams is Q1) switches to the log. 1, then the first 221 and second 222 AND elements (output signals P and N) will switch respectively to the log. 0 and 1. Next, by the cut of the clocks, the second trigger 212 (the designation on the diagrams is Q2) will switch to log.1, then the second 222 element And will switch to the log. 0. The first edge of the clocks after cutting the pulse Fo will switch the first trigger 211 Q1 to the log. 0, then on the next cut of measures in a log. 0 will go over the second trigger 212 Q2.

При равных номинальных частотах опорной частоты и тактов первый триггер 211 не успевает восстановиться, поэтому схема (фиг. 3) может применяться для подстройки по опорным частотам Fo, период которых кратен периоду тактов в 2 или более раз.With equal nominal frequencies of the reference frequency and clocks, the first trigger 211 does not have time to recover, therefore, the circuit (Fig. 3) can be used to fine-tune the reference frequencies Fo, the period of which is a multiple of the clock period by 2 or more times.

Функциональная устойчивость устройства (фиг. 3) обеспечивается смешением переходных процессов в триггерах на половину периода тактов.The functional stability of the device (Fig. 3) is provided by mixing transients in the triggers for half the cycle period.

Работа схемы (фиг. 4) на кратных периодах поясняется диаграммой (фиг .6) с учетом пунктирных линий. До момента переключения в лог.1 второго триггера 212 Q2 при сигнале лог. 0 на входе Fo схемы, приведенные на фиг. 3 и 4, работают одинаково (сплошные линии на фиг. 6). После этого переключения параллельно с переключением в лог. 0 второго элемента И 222 происходит переключение первого элемента ИЛИ-НЕ 231 в лог.1 (пунктирные линии на фиг. 6), после этого асинхронно сбрасывается триггер 211 Q1. Затем последовательные переключение второго элемента ИЛИ-НЕ 232 в лог. 1, асинхронный сброс второго триггера 212 Q2 и переключение первого элемента ИЛИ-НЕ 231 в лог. 0. Второй элемент ИЛИ-НЕ 232 переключится в лог. 0 только после фронта Fo. По диаграмме фиг. 6 видно, что несмотря отличия в некоторых переключениях триггеров выходные сигналы для схем, приведенных на фиг. 3 и 4, одинаковы.The operation of the circuit (Fig. 4) for multiple periods is illustrated by a diagram (Fig. 6) taking into account the dashed lines. Until the moment of switching to the log.1 of the second trigger 212 Q2 with the signal log. 0 at the input Fo of the circuit shown in FIG. 3 and 4, operate identically (solid lines in FIG. 6). After this switch, in parallel with the switch to the log. 0 of the second element AND 222, the first element OR-NOT 231 is switched to log.1 (dashed lines in Fig. 6), after which the trigger 211 Q1 is reset asynchronously. Then sequential switching of the second element OR NOT 232 to the log. 1, asynchronously reset the second trigger 212 Q2 and switch the first element OR NOT 231 to the log. 0. The second element OR NOT 232 will switch to the log. 0 only after the front Fo. In the diagram of FIG. 6, it can be seen that despite differences in some trigger switching, the output signals for the circuits shown in FIG. 3 and 4 are the same.

Фазовый детектор (фиг. 4) может работать при равных номинальных частотах. Временная диаграмма (фиг. 7) поясняет его работу в этом режиме. Последовательность переключений на временной диаграмме показана стрелками. По срезу импульса тактов Fc происходят последовательные переключения второго триггера 212 Q2 в лог. 1 и затем первого элемента ИЛИ-НЕ 231 в лог. 1. После выполняются асинхронный сброс триггера 211 Q1, затем переключение второго элемента ИЛИ-НЕ 232 в лог. 1. Затем выполняется асинхронный сброс второго триггера 212 Q2 и переключение первого элемента ИЛИ-НЕ 231 в лог. 0. После этих переключений в паузу до фронта тактов должен успеть переключится вспомогательный триггер в составе первого триггера. Длительность паузы тактов должна быть больше суммы задержек 3-х элементов, асинхронного сброса 2-х триггеров и записи в D-триггер.The phase detector (Fig. 4) can operate at equal nominal frequencies. The timing diagram (Fig. 7) explains its operation in this mode. The switching sequence in the time diagram is shown by arrows. By cutting the pulse of the clock cycles Fc, the second switch 212 Q2 is switched sequentially to the log. 1 and then the first element OR NOT 231 to the log. 1. After the asynchronous reset of the trigger 211 Q1 is performed, then the second element OR-NOT 232 is switched to the log. 1. Then, the second trigger 212 Q2 is asynchronously reset and the first OR-NOT 231 element is switched to the log. 0. After these switches, the auxiliary trigger as part of the first trigger should have time to switch before the beat front. The duration of a pause of measures must be greater than the sum of the delays of 3 elements, asynchronous reset of 2 triggers and writing to the D-trigger.

Фазовый детектор (фиг. 4) функционально устойчив (устойчив к состязаниям), т.к. элементы для последовательного асинхронного сброса триггеров не вносят опасных состязаний и работа схемы не зависит от разброса задержек.The phase detector (Fig. 4) is functionally stable (resistant to competition), because Elements for sequential asynchronous reset of triggers do not introduce dangerous contests and the operation of the circuit does not depend on the spread of delays.

Фазовый детектор (фиг. 5) при лог. 0 на входе EN работает также как схема (фиг. 4), с любой кратностью периода опорной частоты к периоду тактов. При лог. 1 на входе EN он работает аналогично схеме (фиг. 3).Phase detector (Fig. 5) at the log. 0 at the EN input also works like a circuit (Fig. 4), with any multiplicity of the reference frequency period to the clock period. When the log. 1 at the EN input, it works similarly to the circuit (Fig. 3).

Таким образом, предложенные способ и фазовый детектор функционально устойчивы (свободны от влияния состязаний), работают с опорным сигналом с любой кратностью периода к периоду тактов, могут подстраивать частоту тактов по фронтам данных.Thus, the proposed method and phase detector are functionally stable (free from the influence of competition), work with a reference signal with any period multiplicity to the cycle period, and can adjust the cycle frequency according to the data edges.

Источники информацииInformation sources

1. Патент US 5892380, кл. 337/172, 06.04.1999.1. Patent US 5892380, CL 337/172, 04/06/1999.

2. Патент US 8975924, кл. 337/12, 10.03.2015.2. Patent US 8975924, cl. 337/12, 03/10/2015.

3. Автоматное управление асинхронными процессами в ЭВМ и дискретных системах/ Под ред. В.И. Варшавского. - М.: Наука Гл. ред. физ-мат. лит., 1986. - 400 с. (глава 9)3. Automated control of asynchronous processes in computers and discrete systems / Ed. IN AND. Warsaw. - M .: Science Ch. ed. physical mat. lit., 1986 .-- 400 p. (chapter 9)

4. Патент РФ 2622628, МПК H03D 13/00, 08.08.2016.4. RF patent 2622628, IPC H03D 13/00, 08/08/2016.

Claims (5)

1. Способ подстройки частоты, в котором опорный сигнал поступает на первый вход фазового детектора в устройстве сравнения фаз, в котором сигналы на двух выходах фазового детектора с помощью двух ключей управляют подключением и отключением двух разнополярных источников постоянного тока для суммирования, далее суммарный сигнал фильтруют и полученным сигналом управляют частотой генератора, частоту генератора делят и формируют такты, которые поступают на второй вход фазового детектора в устройстве сравнения фаз, первый источник подключают по каждому фронту опорного сигнала, отличающийся тем, что подключенный первый источник отключают по первому фронту тактов, поступившему после фронта опорного сигнала, или по срезу опорного сигнала, если он поступит раньше первого фронта тактов после фронта опорного сигнала, второй источник подключают после фронта опорного сигнала по фронту тактов, если он поступит раньше среза опорного сигнала, подключенный второй источник отключают по первому срезу тактов.1. A frequency adjustment method in which the reference signal is supplied to the first input of the phase detector in a phase comparison device, in which the signals at the two outputs of the phase detector using two keys control the connection and disconnection of two different-polar DC sources for summing, then the total signal is filtered and the received signal is controlled by the frequency of the generator, the frequency of the generator is divided and the clocks are fed to the second input of the phase detector in the phase comparison device, I connect the first source t on each edge of the reference signal, characterized in that the connected first source is turned off on the first clock edge received after the edge of the reference signal, or on the cutoff of the reference signal, if it arrives earlier than the first clock edge after the edge of the reference signal, the second source is connected after the edge of the reference signal on the front of the clock, if it arrives before the cutoff of the reference signal, the connected second source is disconnected by the first cut of the clock. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отношение сигнала второго источника к сигналу первого источника устанавливают равным или меньшим 1/2 отношения наименьшего из значений длительности импульса опорной частоты или периода тактов к длительности импульса тактов.2. The method according to p. 1, characterized in that the ratio of the signal of the second source to the signal of the first source is set equal to or less than 1/2 of the ratio of the smallest of the values of the pulse width of the reference frequency or period of ticks to the pulse width of the ticks. 3. Фазовый детектор, содержащий два D-триггера, два элемента И, причем тактовый вход соединен с прямым С-входом первого триггера, первый и второй выходы фазового детектора соединены попарно соответственно с выходами первого и второго элементов И, первый вход первого элемента И соединен с D-входом первого триггера, входы второго элемента И соединены попарно соответственно с D-входом и вторым выходом второго триггера, отличающийся тем, что второй вход первого элемента И соединены с вторым выходом первого триггера, тактовый вход соединен с инверсным С-входом второго триггера, вход опорной частоты соединен с D-входом первого триггера, первый выход первого триггера соединен с D-входом второго триггера,3. A phase detector containing two D-flip-flops, two And elements, the clock input being connected to the direct C-input of the first trigger, the first and second outputs of the phase detector are connected in pairs with the outputs of the first and second And elements, the first input of the first And element is connected with the D-input of the first trigger, the inputs of the second element And are connected in pairs with the D-input and the second output of the second trigger, characterized in that the second input of the first element And is connected to the second output of the first trigger, the clock input is connected to with the C-input of the second trigger, the reference frequency input is connected to the D-input of the first trigger, the first output of the first trigger is connected to the D-input of the second trigger, 4. Фазовый детектор по п. 3, отличающийся тем, что содержит два элемента ИЛИ-НЕ, вход опорной частоты соединен с первыми входами элементов ИЛИ-НЕ, вторые входы первого и второго элементов ИЛИ-НЕ соединены попарно соответственно с вторым выходом второго триггера и первым выходом первого триггера, выходы первого и второго элементов ИЛИ-НЕ соединены попарно соответственно с входами сброса первого и второго триггеров.4. The phase detector according to claim 3, characterized in that it contains two OR-NOT elements, the reference frequency input is connected to the first inputs of the OR-NOT elements, the second inputs of the first and second OR-NOT elements are connected in pairs, respectively, with the second output of the second trigger and the first output of the first trigger, the outputs of the first and second elements OR NOT connected in pairs, respectively, with the reset inputs of the first and second triggers. 5. Фазовый детектор по п. 4, отличающийся тем, что имеет дополнительно вход разрешения, который соединен с третьими входами первого и второго элементов ИЛИ-НЕ.5. The phase detector according to claim 4, characterized in that it additionally has a resolution input that is connected to the third inputs of the first and second elements OR-NOT.
RU2017136350A 2017-10-13 2017-10-13 Frequency tuning method and phase detector RU2665241C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017136350A RU2665241C1 (en) 2017-10-13 2017-10-13 Frequency tuning method and phase detector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017136350A RU2665241C1 (en) 2017-10-13 2017-10-13 Frequency tuning method and phase detector

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2665241C1 true RU2665241C1 (en) 2018-08-28

Family

ID=63459966

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017136350A RU2665241C1 (en) 2017-10-13 2017-10-13 Frequency tuning method and phase detector

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2665241C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2711752C2 (en) * 2019-06-26 2020-01-21 Геннадий Сендерович Брайловский Data frequency adjustment method and phase detector

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2288543C2 (en) * 2002-08-30 2006-11-27 Телефонактиеболагет Лм Эрикссон (Пабл) Method and device for reducing abrupt phase shift during change-over of synchronization sources
CN101572527A (en) * 2009-06-09 2009-11-04 中国人民解放军国防科学技术大学 High-speed high-jitter-tolerance random-data linear phase detector circuit
CN101924540B (en) * 2009-06-12 2012-07-04 复旦大学 Differential time domain comparator circuit
CN102751984B (en) * 2012-06-29 2015-04-22 无锡思泰迪半导体有限公司 High-speed clock data recovery system realization method and structure using same
CN105934884A (en) * 2014-01-27 2016-09-07 高通股份有限公司 Differential bang-bang phase detector using standard digital cells

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2288543C2 (en) * 2002-08-30 2006-11-27 Телефонактиеболагет Лм Эрикссон (Пабл) Method and device for reducing abrupt phase shift during change-over of synchronization sources
CN101572527A (en) * 2009-06-09 2009-11-04 中国人民解放军国防科学技术大学 High-speed high-jitter-tolerance random-data linear phase detector circuit
CN101924540B (en) * 2009-06-12 2012-07-04 复旦大学 Differential time domain comparator circuit
CN102751984B (en) * 2012-06-29 2015-04-22 无锡思泰迪半导体有限公司 High-speed clock data recovery system realization method and structure using same
CN105934884A (en) * 2014-01-27 2016-09-07 高通股份有限公司 Differential bang-bang phase detector using standard digital cells

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2711752C2 (en) * 2019-06-26 2020-01-21 Геннадий Сендерович Брайловский Data frequency adjustment method and phase detector

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2221970A3 (en) Clock control circuit and clock control method
CA2270516A1 (en) Frequency-doubling delay locked loop
MY125421A (en) Low jitter phase-locked loop with duty-cycle control
RU2665241C1 (en) Frequency tuning method and phase detector
KR20160131122A (en) Clock and data recovery with high jitter tolerance and fast phase locking
EP0452317B1 (en) A method of adjusting the phase of a clock generator with respect to a data signal
JP2003523111A (en) Safe asynchronous clock multiplexer
RU2332707C2 (en) Method for processing of barker signal when it is detected
KR20100026391A (en) Circuit for generating clock
US20150193208A1 (en) Random Number Generator Using Ring Oscillators With Initial Delay
JP6344979B2 (en) Variable frequency divider
TW200740122A (en) Pulse generator, optical disk writer and tuner
RU2661328C1 (en) Frequency tuning method and phase detector
RU2622628C1 (en) Frequency tuning method and phase detector
RU2447576C2 (en) Method for phase lock-in of generated pulse sequence to external triggering pulse
US7430233B2 (en) Spread-spectrum demodulator
JP2009141596A (en) Signal generating circuit
RU77732U1 (en) 180 ° C PHASE MANIPULATOR MINIMIZING THE SIGNAL SPECTRUM WIDTH AT ITS OUTPUT
US20080030246A1 (en) Circuits for Locally Generating Non-Integral Divided Clocks with Centralized State Machines
RU188376U1 (en) Frequency phase comparator
RU2785070C1 (en) Method for phase binding of the generated sequence of pulses to an external trigger pulse
RU1785088C (en) Tree-channel devise for asynchronous pulse signals synchronizing
RU2286009C1 (en) Selector of impulses by duration
SU1379910A1 (en) Device for pulse control of consumer power
SU924821A1 (en) Multiphase pulsed synchronous-phase demodulator