SU1408529A1 - Устройство дл автоподстройки частоты - Google Patents

Description

генератора подключен к D-входу второго D-триггера, при этом D-вход первого D-триг- гера  вл етс  входом устройства, С-вход

соединен с выходом делител  частоты на два, а выход подключен к первому входу первого сумматора по модулю два.

1

Изобретение относитс  к области автоматики , вычислительной техники, радиотехники и св зи и может быть использовано при разработке частотно-фазовых цифровых устройств, например измерителей дальности , скорости систем радиоуправлени .

Цель изобретени  - повышение помехоустойчивости и увеличение полосы захвата.

На фиг. 1 представлена структурна  электрическа  схема устройства дл  авто- подстройки частоты; на фиг. 2 и 3 - времен- ные диаграммы работы при частотной и фазовой расстройках соответственно.

Устройство дл  автоподстройки частоты содержит первый I и второй 2 D-триггеры, образующие блок дискретизации сигналов, первый 3 и второй 4 сумматоры по модулю два, третий D-триггер 5, 1К-триггер б, четвертый D-триггер 7, третий сумматор 8 по модулю два и п тый D-триггер 9, образующие датчик сигнала ошибки, генератор 10 тактовых импульсов, фильтр 11 нижних час- тот, подстраиваемый генератор 12 и делитель 13 частоты на два.

Устройство работает следующим образом .

Пусть на вход устройства поступает сиг- нал а., частотой f,, а на D-вход второго D-триггера поступает сигнал Ь., частотой г. (фиг. 2), котора  в момент включени  произвольна , предположим f,fa.

Эти сигналы запоминаютс  соответственно первым 1 и вторым 2 D-триггерами, так- тируемыми с частотой fj/2 сигналами с пр мого и инверсного выходов делител  13 частоты на два. Поэтому моменты тактировани  триггеров сдвинуты относительно друг друг а на половину периода тактовых импульсов , фронты сигналов а, и bj. (фиг. 2) на выходах первого и второго Е)-триггеров не совпадают вследствие разновременного тактировани .

После суммировани  этих сигналов по моду.чю два с помощью первого сумматора 3 формируетс  сигнал суммарной обобщенной частоты S (фиг. 2).

Сигнал т, меандр, используемый дл  тактировани  (фронтом) второго D-триггера 2, т.е. дл  формировани  сигнала Ь,

:

складываетс  по модулю два во втором сум

:

маторе 4 с сигналом S. В результате этой омор ции инвертируютс  значени  сигнала

Ю i 20 25 30 35 Q

45

S на интервалах времени, соответствующих единичным значени м т,т.е. с момента времени 2п запоминани  сигнала Ь, до момента времени 2n-f 1 запоминани  сигнала а, (п 1, 2, ...//) При этом формируетс  сигнал d (фиг. 2), несущий информацию о сигнале разностной частоты сигналов а и Ь. Далее сигналы с выходов второго сумматора 4 задерживаютс  на один такт с помощью третьего D-триггера 5 и поступают в места с подачей сигналов без задержки на соответствующие входы 1К-триггера 6.

Если, например, на 1-входах оказываютс  единицы, то тактирование сигнала с инверсного выхода генератора 10 тактовых импульсов производитс  переключением IK- триггера 6 в единичное состо ние, если до этого он находилс  в нулевом состо нии. Таким образо.м формируютс  фронты сигнала разностной частоты е (фиг. 2). Наконец, сигнал g (фиг. 2) знака разностной частоты формируетс  на выходе п того D-триггера 9, на D-вход которого поступает меандр т (инверсный сигнал по отнощению к сигналу гп,), а на С-вход - переключающий сигнал, формируемый по фронтам и срезам сигнала разностной частоты с помощью четвертого D-триггера 7 и третьего сум.матора 8. Поскольку сигнал на С-входе, совпадающий с фронтами разностной частоты, смещен на половину такта относительно фронтов .меандра на D-входе, сигнал на выходе п того D-триггера 9 - единица или нуль указывает на то, с моменто.ад отсчета какого из двух сигналов совпадает фронт сигнала разностной частоты, т.е. кака  из двух частот входных сигналов Бьипе.

При разомкнутой обратной св зи устройство выполн ет функцию частотного детектора , сравнива  по знаку разностной частоты входной сигнал с сигналом опорной частоты. При замыкании обратной св зи сигнал g знака разностной частоты поступает на вход фильтра И нижних частот, напр жение с выхода которого управл ет частотой сигнала подстраиваемого генератора 12, уменьша  до нул  по линейному закону частотную расстройку.

.Далее при равенстве частоты входного сигнала а, и частоты сигнала подстраиваемого генератора Ьз.(фиг. 3) допустим, что эти сигналы имеют сдвиг по фазе на угол tp ,

а сигнал а, кроме того, имеет скачок по фазе. Фазовому сдвигу f 9 соответствует значению сигнала е, (фиг. 3), равное единице (повтор ютс  только единичные значени  сигнала d), а фазовому сдвигу - значение сигнала е,, равное нулю (повтор ютс  только нулевые значени  сигнала d,). Таким образом, при разомкнутой обратной св зи, когда не мен ютс  ни частота, ни фаза сигнала Ь з, устройство выполн ет функцию фазового детектора, при этом если знак фазового сдвига не измен етс , то сигнал g, вначале не определен (при разомкнутой обратной св зи), так как он определ етс  в моменты формировани  фронтов и срезов сигнала е,, а последний при посто нном знаке фазового сдвига не измен ет своего значени . Однако стоит знаку фазового сдвига изменитьс  хот  бы раз (фиг. 3), как формируетс  фронт сигнала е, и, следовательно, на выходе п того D-триггера 9 формируетс  значение сигнала g, который поэтому также можно назвать сигналом знака фазового сдвига.

При замыкании обратной св зи сигнал g знака фазового сдвига поступает на вход

6, д 0000101Т1101О

А+8 00 О 100 01 1 топ Т 1 01 1 ЮООТ OOD

rLr(

- 10111 an 011 10 10ОО1ОО 100010

effr - fz) 1

/77;

JTJlJTJlJlJlJnjnJTJarLrLr

фильтра 11 нижних частот, что вы:- 1вает изменение частоты сигнала подстраива -мого генератора 12, уменьшающее относительный фазовый сдвиг сигналов а, и bj до нул .

Частотна  и фазова  автоподстройки про извод тс  одновременно, при этом никаких ограничений на полосу захвата не накладываетс .

Кроме того, возможна работа предлагае/ мого устройства и при наличии различных помех и шума.

Наиболее веро тными помехами в случае входного сигнала меандр  вл ютс  индуктивные наводки и по вление дополнительных фронтов. Зашитой от такого роДа

5 помех, вл етс  сам процесс дискретизации входного сигнала, поскольку мала веро тность совпадени  коротких импульсов помехи с моментами дискретизации. Однако и среди оставшихс  помех не все могут окаQ зать вли ние на работу. Например, импульсна  помеха, показанна  пунктиром на сигнале (фиг. 3), совпадает с моментом дискретизации , однако она не вли ет на форму сигнала g.,, так как не измен ет взаимного рас положени  фронтов сигналов а и Ь4.

цзиг.г

r aJiJijnjTJiJTjn.jTJTJiJ

di

/77,

Л jnjlJlJlJlJlJTJ J JlJl

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ, содержащее блок дискретизации сигналов, выполненный в виде первого и второго D-триггеров, датчик сигнала ошибки, включающий последовательно соединенные первый сумматор по модулю два, один вход которого подключен к' выходу второго D-триггера, и второй сумматор по модулю два, третий D-триггер, третий сумматор по модулю два и четвертый D-триггер, последовательно соединенные фильтр нижних частот и подстраиваемый генератор, а также генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к С-входам третьего и четвертого D-триггеров, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и увеличения полосы захвата, в датчик сигнала ошибки введены пятый Dтриггер, выход которого подключен к входу фильтра нижних частот, С-вход — к выходу третьего сумматора по модулю два, и IK-триггер, первые I- и К-входы которого подключены к прямому и инверсному выходам второго сумматора по модулю два, вторые I- и К-входы подключены к прямому и инверсному выходам третьего D-триггера, С-вход подключен к инверсному выходу генератора тактовых импульсов, выход 1К-триггера подключен к D-входу четвертого D-триггера и к первому входу третьего сумматора по модулю два, второй вход которого подключен к выходу четвертого D-триггера, прямой выход второго сумматора по модулю два подключен к D-входу третьего D-триггера, между выходом генератора тактовых импульсов и D-входом пятого D-триггера включен делитель частоты на два, инверсный выход которого подключен к С-входу второго D-триггера и второму входу второго сумматора по модулю два, выход подстраиваемого фиг 7 генератора подключен к D-входу второго D-триггера, при этом D-вход первого D-триггера является входом устройства, С-вход соединен с выходом делителя частоты на два, а выход подключен к первому входу первого сумматора по модулю два.