SU1012444A1 - Устройство фазовой автоподстройки частоты - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ. Содержащее соединенные в кольцо перестраиваемый генератор, делитель частоты, фазовый детектор , первый фильтр низких частот, выход которого соединен с первым управл ющим входом перестраиваемого генератора, причем первый вход фазового детектора соединен с выходом делител  частоты, а второй - с вы:ходом эталонного генератора, а также канал грубой подстройки частоты перестраиваемого генератора, включающий соединенные последовательно вьщелитель разностной частоты, входы которого соединены с выходами эталонного генератора и делител  часTOTbi , реверсивный счетчик, преобразователь цифра-аналог, второй фильтр низких частот, выход которого соединен с вторым управл ющим входом перестраиваемого генератора, отличающеес  тем, что, с целью уменьшени  времени переходного процесса при перестройке по диапазону , в него введешь фазовый компаратор и два элемента ИЛИ, при этом входы фазового компаратора соедине ны с выходами эталонного генератора (О и делител  частоты,, а его выходы подключены к первым входам двух элементов ИЛИ, причем вторые входа элементов ИЛИ. соединены с выходами выделител  разностной частоты, а выходы элементов ИЛИ соединены со входами реверсивного счетчика.

Description

Изобретение относитс  к радиоте нике и может быть использовано в быстродействующих широкодиапазонны системах синхронизации, синтезаторах частоты, радиоизмерительных устройствах, где требуетс  установивша с  с 1шбка, по фазе близка  к нулю.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство комбинированной фазовой автоподстройки частоты, содержащее соединенные в кольцо перестраиваемый генератор. Делитель частоты, фазовый детектор первый фильтр нижних частот. Выход которого соединен с первым управл ющим входом перестраиваемого генератора , причем на первый вход фазового детектора подаетс  сигнал с выхода делител  частоты, а на второй - с выхода эталонного генератора , а также кангш грубой подстройки частоты перестраиваемого генератора, включающий соединенные последовательно выделитель разностной частоты, на входы которого подаютс  сигналы с выходов эталонног генератора и делител  частоты, реверсивный счетчик, преобразователь цифра - аналог, второй фильтр нижних частот, выход которого соедине со вторым управл ющим входом перестраиваемого генератора .

Недостатком известного устройства  вл етс  значительное врем  переходного процесса при перестрой ке генератора по диапазону. Кроме того, остаточна  разность.фаз заiвисит от начальных условий, что ог (раничивает применение таких сибтем

Цель изобретени  - уменьшение времени переходного процесса при перестройке по диапазону,

.Дл  достижени  указанной цели устройство фазовой автоподстройки частоты, содержащее соединенные в кольцо перестраиваемый генератор, делитель частоты, фазовый де.тектор , первый фильтр низких частот, выход которого соединен с первым управл ющим входом перестраиваемого генератора, причем первый вход фазового детектора соединен с выходом делител  частоты, а второй с выходом эталонного генератора, а также канал грубой подстройки частоты перестраиваемого генератора, включающий соединенные последовательно выделитель разностной частоты , входы которого соединены с выходами эталонного генератора и делител  частоты, реверсивный счетчик , преобразователь цифра - аналог второй фильтр низких частот, выход которого соединен с вторым управл ющим входом перестраиваемого генератора , введены фазовый компаратор и два элемента ИЛИ, при этом

входы фазового компаратора соединены с выходами эталонного генератора. и делител  частоты, а его выходы подключены к перв.ым входам двух элементов ИЛИ, причем вторые входы 5 элементов ИЛИ соединены с выхрдами выделител  разностной частоты, а выходы элементов ИЛИ соединены с входами реверсивного счетчика. На чертеже представлена структурна  схема предлагаемого устройства фазовой автоподстройки частоты.

Устройство содержит перестраиваемый генератор 1, делитель частоты 2, фазовый детектор 3, эталонный генератор 4, первый фильтр нижних частот 5, выделитель разностной частоты б, реверсивный счетчик 7, преобразователь цифра аналог 8, второй фильтр нижних час ,. тот 9, фазовый компаратор 10, элементы ИЛИ 11 и 12.

Устройство работает следующим образом.

Прирасстройках больших полос

5 захвата кольца ФАПЧ на выходе фазо вого детектора 3 имеетс  переменное напр жение, частота которого равна частоте биений, периодически измен ющее через первый фильтр нижних

Q частот 5 частоту генератора 1 в пределах полосы захвата кольца ФАПЧ. Подстройка частоты перестраиваемого генератора 1 к частоте эталонного генератора 4 осущец ствл етс  в основном по грубому каналу. Поскольку узлы выделител  разностной частоты 6 и фазового компаратора 10 обычно выполн ютс  в цифровом виде, формирование ИМ пульсов требуемой длительности происходит в узлах выделител  разноцуной частоты б и фазового компаратора 10. Назначение выделител  разностной частоты б и фазового компаратора 10 заключаетс  в изменение кода реверсивного счетчика 7 в зависимости от соотношений между импульсами сигналов с выходов эталонного генератора 4 и делител  частоты 2. На выходе делител  разностной частоты б имеютс  импульсы . iчастота следовани  которых определ етс  разностной частотой между сравниваемыми сигналами. Эти импуль сы измен ют код реверсивного счетс чика 7, проход  через элементы ИЛИ 11 и 12 таким-образом, что частотна  расстройка между эталонным генератором и сигналом с выхода делител  частоты 2 уменьшаетс . Чем ближе частотна  расстройка к границе полосы захвата кольца ФАПЧ, тем меньше частота следовани  импульсов с выхода выделител  разностной частоты б, т.е. меньше корректирующий эффект подстройки со стороны выделител  б, что существенно

зат гивает переходной процесс, Следбвательно , чем ближе сравниваемые .частоты друг к другу по абсолютной величине, тем медленнее происходит подстройка по грубому каналу управлени  с выхода делител  разностной частоты 6.

Введение фазового компаратора 10 позвол ет избавитьс  от этого недостатка . Фазовый компаратор 10 представл ет собой схему дл ;.определени  фазовых сдвигов между импульсёMHj следующими с частотой эталонного генератора , и импульсами с выхода де|лител  2. При положительном фазовом сдвиге V между импульсами на выходе фазового компаратора по вл етс  имдуль с, поступающий на вход реверсивног счётчика 7 Сложение, а при Ч О импульс с выхода фазового компаратора 10 подаетс  на вход реверсивного счетчика 7 Вычитание.

Таким образом, корректирукадие импульсы с выхода фазового компараг тора 10 поступают в реверсивный счетчик 7 с частотой сигнала эталонного генератора 4. Поскольку часто|Та эталонного генератора 4 во много раз больше разностной частоты на выходе выделител  разностной частоты б, при расстройках, близких к полосе кольца ФАПЧ, изменение кода .реверсивного счетчика 7 за счат :работы фазового компаратора происходит значительно быстрее, поэтому основной эффект подстройки осуществл етс  за счет корректирующих импульсов с выхода фазового компаратора 10. Фазовый компаратор может иметь релейную характеристику. В р де случаев дл  устранени  движений координат системы ФАПЧ в установившемс  режиме за счёт изменени  кода реверсивного счетчика 7 характеристика фазового компаратора 10 выбираетс  с зоной нечувствительности с.

Как только частотна  расстройка в результате работы грубого канала управлени  становитс  меньше полосы захвата кольца ФАПЧ, происходшт подстройка частоты генератора 1 по точному каналу. В результате частоты, сравниваемые в фазовом де-

5 текторе 3, фазовом компараторе 10, выделителе разностной частоты б станов тс  равными, причем на выходе выделител  разностной частоты б импульсы отсутствуют.Импульсы с выхода фазового компаратора 10 из«мен ют частоту перестраиваемого генератора 1 таким образом, что фазовый сдвиг стремитс  к нулю. В системе с релейной характеристикой фазового компаратора в установившем5 с  режиме фазова  ошибка определ етс  амплитудой установившихс  движений за счет периодического изменени  кода реверсивного счетчика. При реализации характеристики фа0 зового компаратора с зоной нечувствительности установивша с  фазова  ошибка определ етс  величиной сЛ. Следовательно, в установившемс  режиме рабоча  точка находитс  в

5 середине характеристики фазового детектора, т.е. в середине полосы удержани  то.чного канала..управлени , а остаточна  разность-фаз между сигналами в этом слу.чае близка к нулю, что обеспечивает квазиастати0 чёское управление фазой в устройстве .

Преимущества предлагаемого уст- ройства по сравнению с прототипом заключаютс / во-первых, в повыше5 нии быстродействи  (уменьшении времени переходного процесса), и вовторых , в том, что установивша с  фазова  ошибка близка к нулю, и работа устройства происходит в

0 середине полосы удержани , точного канала управлени . Врем  переходного процесса в устройстве фазовой автоподстройки при применении изобретени  может быть уменьшено приб5 лизительно в 4-10 раз, а установив ша с  ошибка по фазе близка к нулю.

I

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ. Содержащее соединенные в кольцо перестраиваемый генератор, делитель частоты, фазовый детектор, первый фильтр низких частот, выход которого соединен с первым управляющим входом перестраиваемого генератора., причем первый вход фазового детектора соединен с 'выходом делителя частоты, а второй - с выходом эталонного генератора, а также канал грубой подстройки частоты перестраиваемого генератора, вклю- '= чающий соединенные последовательно · выделитель разностной частоты, входы которого соединены с выходами эталонного генератора и делителя частоты, реверсивный счетчик, преобразователь цифра-аналог, второй фильтр низких частот, выход которого соединен с вторым управляющим входом перестраиваемого генератора, о т - личающееся тем, что, с целью уменьшения времени переходного процесса при перестройке по диапазону, в неговведены фазовый компаратор и два элемента ИЛИ, при этом входы фазового компаратора соединены с выходами эталонного генератора 'и делителя частоты,, а его выходы подключены к первым входам двух элементов ИЛИ, причем вторые входа элементов ИЛИ. соединены с выходами выделителя разностной частоты, а выхода элементов ИЛИ соединены со входами реверсивного счетчика.

   са

   В (/) ю

   4*

   4*

   4*