SU1494204A2 - Digital frequency-phase discriminator - Google Patents
Digital frequency-phase discriminator Download PDFInfo
- Publication number
- SU1494204A2 SU1494204A2 SU874291921A SU4291921A SU1494204A2 SU 1494204 A2 SU1494204 A2 SU 1494204A2 SU 874291921 A SU874291921 A SU 874291921A SU 4291921 A SU4291921 A SU 4291921A SU 1494204 A2 SU1494204 A2 SU 1494204A2
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- comparison mode
- frequency
- input
- output
- phase
- Prior art date
Links
Landscapes
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к радиотехнике. Цель изобретени - сокращение времени перехода в режим сравнени фаз из режима сравнени частот. Дискриминатор содержит счетчик 1, статический регистр 4, блок запрета 6, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7, D - триггеры 8 и 9, формирователи 10 и 19 коротких импульсов, элементы ИЛИ 11, И 12, И-НЕ 13-70, 20 и 21 и инвертор 18. Из режима сравнени частот дискриминатор переходит в режим сравнени фаз и устанавливаетс режим синхронизма. Выключение режима сравнени частот происходит после изменени знака разности частот входного и опорного сигналов, когда разность фаз этих сигналов начинает убывать от цикла к циклу в направлении от 2ϕ до 0. Прохождение разности фаз входных сигналов через ϕ/2 приводит к сокращению времени перехода в режим сравнени фаз из режима сравнени частот. 3 ил.The invention relates to radio engineering. The purpose of the invention is to reduce the transition time to the phase comparison mode from the frequency comparison mode. The discriminator contains a counter 1, a static register 4, a block of prohibition 6, an element EXCLUSIVE OR 7, D - triggers 8 and 9, shapers 10 and 19 short pulses, elements OR 11, AND 12, AND-NOT 13-70, 20 and 21 and Inverter 18. From the frequency comparison mode, the discriminator enters the phase comparison mode and the synchronism mode is set. Turning off the frequency comparison mode occurs after changing the sign of the frequency difference between the input and reference signals, when the phase difference of these signals begins to decrease from cycle to cycle in the direction from 2ϕ to 0. Passing the phase difference of input signals through ϕ / 2 reduces the transition time to the comparison mode phases from the frequency comparison mode. 3 il.
Description
Изобретение относитс к радиотехнике и может быть использовано в системах фазовой автоподстройки частоты .The invention relates to radio engineering and can be used in phase locked loop systems.
Цель изобретени - сокращение времени перехода в режим сравнени фаз из режима сравнени частот.The purpose of the invention is to reduce the transition time to the phase comparison mode from the frequency comparison mode.
На фиг. 1 представлена структурна электрическа схема цифрового частотно-фазового дискриминатора; на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы по сн ющие его работу.FIG. Figure 1 shows a structural electrical circuit of a digital frequency-phase discriminator; in fig. 2 and 3 are time diagrams for his work.
Цифровой частотно-фазовый дискриминатор (ЦИФД) содержит счетчик 1, вход 2 счетных импульсов, вход 3 опорных импульсов, статический регистр 4, сигнальный вход 5, блок 6 запрета, элемент ИСЮБОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7, первый 8 и второй 9 D-триггеры, первый формирователь 10 коротких импульсов , элемент ИЛИ 11, элемент И 1 п тый 13, четвертый 14, третий 15, второй 16 и первый 17 элементы И-НЕ инвертор 18, второй формирователь 19 коротких импульсов и шестой 20 и седьмой 21 элемент И-НЕ 20, 21.The digital frequency-phase discriminator (DSPD) contains counter 1, input 2 of counting pulses, input 3 reference pulses, static register 4, signal input 5, block 6 of the prohibition, element ORIGINAL OR 7, first 8 and second 9 D-triggers, first driver 10 short pulses, the element OR 11, the element And the 1st Fifth 13, the fourth 14, the third 15, the second 16 and the first 17 elements AND-NOT the inverter 18, the second shaper 19 short pulses and the sixth 20 and the seventh 21 elements AND-NOT 20, 21.
Цифровой частотно-фазовый дискри- шнaтop работает следующим образом.Digital frequency-phase discriminator works as follows.
Опорными импульсами, поступающими от входа 3 на установки О счетчика 1, на выходах последнего устанавливаютс О. На счетный вход Т счетчика 1 по входу 2 поступают счетные импульсы. При этом частота счетных импульсов определ етс выражением:The reference pulses from input 3 to the installation O of counter 1, at the outputs of the latter, are set O. The counting input T of counter 1 is connected to input 2 of the counting pulses. The frequency of the counting pulses is determined by the expression:
счsch
NN
где 2where 2
-1 - емкость счетчика 1, Т - период опорных импульсов .-1 is the capacity of the counter 1, T is the period of the reference impulses.
В MOM.JHT прихода по входу 5 входного импульса на вход статического регистра 4 информаци из счетчика 1 записываетс в статический регистр 4, таким образом на выходе этого регист}1а формируепс двоичный код, величина N которого пропорциональна разности фаз входного и опорного импульсов.In the MOM.JHT of the arrival at the input 5 of the input pulse at the input of the static register 4, information from counter 1 is written into the static register 4, thus forming a binary code at the output of this register} 1a, whose value N is proportional to the phase difference of the input and reference pulses.
Если частота входных импульсов, поступающих по входу 5 больше частоты опорных импульсов, поступающих по входу 3 (f J, 7 f of,) , то разность фаз этих сигналов убывает от цикла к циклу в направлении от 2 ff -до О, одновременно убывает и величина двоIf the frequency of input pulses arriving at input 5 is greater than the frequency of the reference pulses arriving at input 3 (f J, 7 f of,), then the phase difference of these signals decreases from cycle to cycle in the direction from 2 ff to O, simultaneously decreases and magnitude of two
00
5five
00
5five
00
5five
00
5five
ичного кода N на выходе гшфрового частотно-фазового дискриминатора (фиг. 2а) .an alternative code N at the output of the frequency frequency-phase discriminator (Fig. 2a).
Когда разность фаз входного и опорного сигналов достигает в момент времени t значени О, а величина двоичного кода на выходе цифрового частотно-фазового дискриминатора - значени акспроисходит скачкообразное изменение разности фаз входных сигналов от О до 2, а величины двоичного кода - до N pp. „пкс Одновременно происходит переключение (k+1)-ro знакового разр да статического регистра 4 из О в 1 (фиг. 2б), с помощью которого осуществл етс запись 1 с выхода элемента ИСКЛЮЧ ШЦЕЕ ИЛИ 7 (фиг. 2в) в первый D-триггер 8. На пр мом выходе этого D-триггера по вл етс 1 (фиг. 2г), а на инверсном - О, что вызывает по вление 1 на выходе второго элемента И-НЕ 16 (фиг. 2д) , т.е. в старшем значащем разр де выходного кода цифрового частотно- фазового дискриминатора. Эта 1 отключа младщие значащие разр ды выходного кода ЦЧФД, поступающие через блок 6 запрета, а также вызывает по вление 1 на выходе элемента ИЛИ 11. На выходе первого элементаWhen the phase difference between the input and reference signals reaches at time t, O, and the binary code at the output of the digital frequency-phase discriminator reaches a jump-like change in the phase difference of the input signals from O to 2, and the binary code reaches N pp. „Px At the same time, the (bit + 1) -ro sign bit of the static register 4 from O to 1 (Fig. 2b) is switched, with which 1 is recorded from the output of the EXCEL SCHEEE OR 7 (Fig. 2c) element to the first D -trigger 8. At the direct output of this D-flip-flop, 1 appears (Fig. 2d), and at the inverse - O, which causes the appearance of 1 at the output of the second element AND-NOT 16 (Fig. 2e), i.e. . in the most significant bit of the output code of the digital frequency-phase discriminator. This 1 switch off the least significant bits of the output of the CPCFD code, received through the prohibition block 6, and also causes the appearance of 1 at the output of the element OR 11. At the output of the first element
И-НЕ 17, т.е. в знаковом разр де выходного кода ЦЧФД, установитс О (фиг. 2е). ЦЧФД переходит в режим сравнени частот со знаком О, при этом четвертый 14 и шестой 20 элементы И-НЕ закрыты нулевым уровнем пр мого выхода второго U-триггера 9 (фиг. 2ж), а п тый 13 и седьмой 21 элементы И-НЕ открыты единичным уровнем пр мого выхода первого D-триггера 8 (фиг. 2г).AND-NOT 17, i.e. in the sign of the output of the CPCFD code, O will be set (FIG. 2e). CCPD goes into frequency comparison mode with the sign O, while the fourth 14 and sixth 20 elements AND-NOT are closed with the zero level of the direct output of the second U-flip-flop 9 (Fig. 2g), and the fifth 13 and the seventh 21 elements AND-NOT are open unit level of the direct output of the first D-flip-flop 8 (Fig. 2d).
В режиме сравнении частот t , ; t t 3 уменьшаетс скорость изменени двоичного кода на выходе статического регистра 4 (пунктирна лини на фиг. 2а), а следовательно, уменьшаетс скорость изменени разности фаз входного и опорного сигналов . При переходе разности фаз входного и опорного сигналов значени в момент ti происходит переключение из 1 в О выходного уровн элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 (фиг. 2в) и импульс с выхода первого формировател 10 коротких импульсов (фиг. 2з), работающего по отрицательному фронту, поступает на входы четвертого 14 и п того 13 элементов И-НЕ. Совпадение коротких импульсов первого форкировател 10 (фиг. 2з) с отрицательными импульсами инверсного (k+1)-ro знакового разр да статического регистра 4 (фиг. 2и) на входе п того элемента И-НЕ 13 и с нулевым уровнем второго D-триггера 9 на входе четвертого элемента И-НЕ 14 преп тствует выключению режима сравнени частот. При уменьшении частотной расстройки уменьшаетс скорость изменени разности фаз входного и опорного сигналов и в момент t 3 становитс равной нулю, после чего мен етс знак разности частот и разность фаз входного и опорного сигналов начинает возрастать от цикла к циклу в направлении от О до 2 ff и при переходе через 3lf/2 в момент времени t4 происходит переключение из О в 1 выходного уровн элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 (фиг. 2в) и переключение из 1 в О выходного уровн инвертора 18, что в конечном итоге приводит к сокрашению времени перехода в режим сравнени фаз из режима сравнени частот. По отрицательному фронту выходного напр жени инвертора 18 происходит срабатывание второго формировател 19 импульсов (фиг. 2к), выходной импульс которого поступает на входы седьмого 21 и шестого 20 элементов И-НЕ. Шестой элемент И-НЕ 20 закрыт нулевыми уровн ми, поступающими от инверсного (k+1)-ro знакового разр да статического регистра 4 (фиг. 2и) и от пр мого выхода второго D-триггера 9 (фиг. 2ж). Совпадение выходного импульса второго формирователь 19 коротких импульсов в момент времени t с положительным импульсом, поступающим с выхода (k+1)-ro знакового разр да статического регистра 4 (фиг. 2б), на входах открытого седьмого элемента И-НЕ 21 вызывает по вление отрицательного импульса на выходе седьмого элемента И-НЕ 21, ко- торьй через элемент И 12 поступает на R-входы первого и второго D-триг- геров 8 и 9, осуществл сброс первого D-триггера 8 и выключа режим сравнени частот. ЦЧФД переходит в режим сравнени фаз и устанавливаетс режим синхронизма.In the mode of comparing the frequencies t,; t t 3 decreases the rate of change of the binary code at the output of the static register 4 (dotted line in Fig. 2a), and therefore the rate of change of the phase difference of the input and reference signals decreases. At the transition of the phase difference between the input and reference signals of the value at the moment ti, switching from 1 to O of the output level of the EXCLUSIVE OR 7 element (Fig. 2c) and a pulse from the output of the first shaper 10 short pulses (Fig. 2h) working on the negative front occurs at the inputs of the fourth 14 and p of the 13 elements NAND. The coincidence of short pulses of the first forkirovator 10 (Fig. 2h) with negative pulses of the inverse (k + 1) -ro sign bit of the static register 4 (Fig. 2i) at the input of the fifth AND-HE element 13 and with the zero level of the second D-trigger 9 at the input of the fourth item, AND-NO 14, prevents the frequency comparison mode from being turned off. When the frequency detuning decreases, the rate of change of the phase difference between the input and reference signals decreases and becomes zero at time t 3, after which the sign of the frequency difference changes and the phase difference between the input and reference signals begins to increase from cycle to cycle in the direction from O to 2 ff and when switching over 3lf / 2 at time t4, switching from O to 1 of the output level of the EXCLUSIVE OR 7 element (Fig. 2c) and switching from 1 to O of the output level of the inverter 18 occurs, which ultimately leads to reduction of the transition time phase matching from the frequency comparison mode. The negative front of the output voltage of the inverter 18 triggers the second pulse shaper 19 (Fig. 2k), the output pulse of which is fed to the inputs of the seventh 21 and sixth 20 I-NOT elements. The sixth element AND-NOT 20 is closed by zero levels coming from the inverse (k + 1) -ro sign bit of the static register 4 (Fig. 2i) and from the direct output of the second D-flip-flop 9 (Fig. 2g). The coincidence of the output pulse of the second shaper 19 short pulses at time t with a positive pulse coming from the output of the (k + 1) -ro sign bit of the static register 4 (Fig. 2b) causes the appearance at the inputs of the open seventh IS-NOT 21 element a negative pulse at the output of the seventh element AND-HE 21, which, through the element 12, goes to the R-inputs of the first and second D-flip-flops 8 and 9, reset the first D-flip-flop 8 and turn off the frequency comparison mode. The CCPP switches to phase comparison mode and sets the synchronism mode.
Если частота входных импульсов, поступающих по входу 5, меньше час0If the frequency of input pulses arriving at input 5 is less than hour0
5five
00
5five
00
тоты опорных импульсов, поступающих по входу 3 () то разность фаз этих сигналов возрастает от цикла к циклу в направлении от О до 21, одновременно возрастает и величина двоичного кода N на выходе ЦЧФД (фиг. За). Когда разность фаз входного и опорного сигналов достигает в момент времени t значени 21f, а величина двоичного кода на выходе ЦЧФД - значени N „р, „ксПР° сходит скачкообразное изменение разности фаз входных сигналов от 2 ff до О,the reference pulses arriving at input 3 () then the phase difference of these signals increases from cycle to cycle in the direction from O to 21, and the value of the binary code N at the output of the CPPD increases at the same time (Fig. 3a). When the phase difference between the input and reference signals reaches 21f at time t, and the binary code at the output of the CSFD reaches the value Nnp, dcpp, a stepwise change in the phase difference of the input signals from 2 ff to O
5 а величины двоичного кода - до5 and the value of the binary code - to
. .Одновременно происходит переключение инверсного (k+1)-ro знакового разр да из О в 1 (фиг. Зи), с помощью которого осуществл етс . .At the same time, the inverse (k + 1) -ro sign bit is switched from O to 1 (Fig. 3i), with the help of which
Q запись 1 с выхода элемента ИСЮЗО- ЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 (фиг. Зв) во второй D-триггер 9 и на его пр мом выходе по вл етс 1 (фиг. Зж), а на инверсном - О, что вызывает по вление 1 на выходе второго элемента И-НЕ 16 (фиг. Зд) и на выходе первого элемента И-НЕ 17 (фиг. Зе). ЦЧФД переходит в режим сравнени частот со знаком 1, при этом п тый 13 и седьмой 21 элементы И-НЕ закрыты нулевым уровнем пр мого выхода первого D-триггера 8 (фиг. Зг), а четвертый 14 и шестой 20 элементы И-НЕ открыты единичным уровнем пр мого выхода второго D-триггера 9 (фиг. Зж).Q record 1 from the output of the element ORIGINAL OR 7 (fig. Sv) in the second D-flip-flop 9 and at its direct output appears 1 (fig. Zj), and in the inverse - O, which causes appearance 1 on the output of the second element AND-NOT 16 (Fig. Zd) and the output of the first element AND-NOT 17 (Fig. Ze). The CCPF enters the frequency comparison mode with the sign 1, with the Fifth 13 and the Seventh 21 AND-NOT elements being closed with the zero level of the direct output of the first D-flip-flop 8 (Fig. Zg), and the fourth 14 and the Sixth 20 AND-NOT elements are open unit level of the direct output of the second D-flip-flop 9 (Fig. Зж).
Совпадение коротких импульсов первого формировател 10 (фиг. Зз) с отрицательными импульсами ()-ro знакового разр да статического регистра 4 (фиг. 36) на входе четвертого элемента И-НЕ 14 и с нулевым уровнем первого D-триггера 8 на входе п того элемента И-НЕ 13 преп тствуют выключению режима сравнени , частот. I . The coincidence of short pulses of the first driver 10 (Fig. 3) with negative pulses () -ro sign bit static register 4 (Fig. 36) at the input of the fourth element IS-HE 14 and with the zero level of the first D-flip-flop 8 at the fifth input element NAND 13 prevents the comparison mode from being turned off, frequencies. I.
Выключение режима сравнени частот происходит после изменени знака разности частот входного и опорного сигналов, когда разность фаз этих сигналов начинает убывать от цикла к циклу в направлении от 21Г до О и при переходе через /2 (что приводит в дальнейшем после прохождени разности фаз входных сигналов через и/2 к сокращению времени перехода в режим сравнени фаз из режима сравнени частот) в момент времени 14 выходной импульс второго формировате5Turning off the frequency comparison mode occurs after changing the sign of the frequency difference between the input and reference signals, when the phase difference of these signals starts to decrease from cycle to cycle in the direction from 21Г to O and when going through / 2 (which results after passing the phase difference of the input signals through and / 2 to the reduction of the transition time to the phase comparison mode from the frequency comparison mode) at time 14 the output pulse of the second generator 5
00
5five
л 19 (фиг. Зк) совпадает с положительным импульсом инверсного (k+1)-r знакового разр да статического регистра 4 (фиг. Зи) на входах откры- того шестого элемента И-НЕ 20. На выходе шестого элемента И-НЕ 20 по вл етс отрицательный импульс, который через элемент И 12, воздейству на N-входы первого и второго D-триг- геров 8 и 9, устанавливает второй D-триггер 9 в О.l 19 (Fig. G3) coincides with the positive pulse of the inverse (k + 1) -r sign bit of the static register 4 (fig. Zi) at the inputs of the open sixth element AND-HE 20. At the output of the sixth element AND-HE 20 a negative impulse appears, which, through element 12, acting on the N-inputs of the first and second D-flip-flops 8 and 9, sets the second D-flip-flop 9 to O.
Таким образом, переход в режим сравнени фаз происходит не только при пересечении импульсами входного сигнала значений О и 2 f фазовой характеристики, но и при пересечении значений , если изменению знака разности частот предшествовал режим сравнени частот f оп 311/2, если изменению знака разности частот предшествовал режим сравнени частот f вх опВ обоих случа х переход в режим сравнени фаз предлагаемого дискри- минатора происходит быстрее, чем в прототипе (штрихпунктирна лини на фиг. 2а и За при t t)Thus, the transition to the phase comparison mode occurs not only when the input signal pulses intersect the O and 2 f values of the phase characteristic, but also when the values intersect if the frequency difference change sign was preceded by the frequency comparison mode f op 311/2, if the frequency difference sign changed preceded by the mode of comparing the frequencies f ix opV of both cases, the transition to the mode of comparing the phases of the proposed discriminator is faster than in the prototype (dash-dotted line in Fig. 2a and Za at tt)
Кроме того, предлагаемый дискриминатор обладает высокой помехоустойчивостью при замирани х входного сигнала, так как при пропадании импульсов на входе 5 в режиме синхронизма в статическом регистре 4 хранитс информаци о разности фаз входных и опорных импульсов в установив- In addition, the proposed discriminator has a high noise immunity when the input signal fades, since when the pulses at input 5 are lost in synchronism mode, the static register 4 stores information about the phase difference between the input and reference pulses
шемс режиме. Дискриминатор в этих услови х остаетс в режиме сравнени фаз.shems mode. Under these conditions, the discriminator remains in phase comparison mode.
Использование изобретени позвол ет уменьшить длительность и величину перерегулировани переходных процессов и, следовательно, увеличить быстродействие систем частотно- фазовой автоподстройки частоты.The use of the invention makes it possible to reduce the duration and magnitude of the transient overshoot and, consequently, increase the speed of the frequency-phase-locked loop systems.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874291921A SU1494204A2 (en) | 1987-07-30 | 1987-07-30 | Digital frequency-phase discriminator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874291921A SU1494204A2 (en) | 1987-07-30 | 1987-07-30 | Digital frequency-phase discriminator |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU1390774 Addition |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1494204A2 true SU1494204A2 (en) | 1989-07-15 |
Family
ID=21322339
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU874291921A SU1494204A2 (en) | 1987-07-30 | 1987-07-30 | Digital frequency-phase discriminator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1494204A2 (en) |
-
1987
- 1987-07-30 SU SU874291921A patent/SU1494204A2/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 1390774, кл. Н 03 D 13/00, 1986. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4625320A (en) | Automatic bias circuit | |
SU1494204A2 (en) | Digital frequency-phase discriminator | |
US4955040A (en) | Method and apparatus for generating a correction signal in a digital clock recovery device | |
SU1390774A2 (en) | Digital frequency-response discriminator | |
GB1518006A (en) | Frequency-selective signal receiver | |
SU1003227A1 (en) | Power direction relay | |
EP0242917B1 (en) | Television synchronising signal pattern correction circuit | |
SU1601755A1 (en) | Regenerator of digital signal | |
SU1389008A2 (en) | Device for receiving bipulsed signal | |
SU1234973A1 (en) | Device for decoding manchester code | |
SU1312750A2 (en) | Device for locking in step with m-sequence | |
SU1653167A1 (en) | Device for binary data reception | |
US5834959A (en) | Circuit arrangement for generating a binary output signal | |
JP2751569B2 (en) | Retiming circuit | |
JPS59215115A (en) | Phase difference detecting circuit | |
JPS57166789A (en) | Digital signal receiver | |
SU1626352A1 (en) | Single-shot pulse former | |
SU1309290A1 (en) | Pulse selector | |
SU1444708A1 (en) | Device for controlling electric motor speed | |
JPS62189847A (en) | Two-phase data clock selection equipment | |
SU978376A1 (en) | Pulse phasing device | |
SU1312748A1 (en) | Device for reception of shift-difference bipulse signal | |
RU2044406C1 (en) | Selector of pulses having given duration | |
SU1624675A1 (en) | Device for pulse deletion and insertion | |
SU615607A1 (en) | Pulse monitoring device |