SU1515359A1 - Frequency-phase detector - Google Patents

Frequency-phase detector Download PDF

Info

Publication number
SU1515359A1
SU1515359A1 SU874352673A SU4352673A SU1515359A1 SU 1515359 A1 SU1515359 A1 SU 1515359A1 SU 874352673 A SU874352673 A SU 874352673A SU 4352673 A SU4352673 A SU 4352673A SU 1515359 A1 SU1515359 A1 SU 1515359A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
frequency
key
control
Prior art date
Application number
SU874352673A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Илья Хаим-Гершевич Корсунский
Валерий Анатольевич Бражников
Original Assignee
Центральное конструкторское бюро Госстандарта
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 Центральное конструкторское бюро Госстандарта filed Critical Центральное конструкторское бюро Госстандарта
Priority to SU874352673A priority Critical patent/SU1515359A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1515359A1 publication Critical patent/SU1515359A1/en

Links

Landscapes

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

Abstract

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано в системах частотно-фазовой автоподстройки частоты. Частотно-фазовый детектор содержит двухпол рный источник 3 опорных напр жений, ключи 6-8, генератор 4, блок 5 выборки и хранени , формирователь 1 импульсов управлени  преобразователем разности частот. Введение в частотно-фазовый детектор формировател  2 импульсов управлени  преобразованием разности фаз и ключа 9 позволило расширить его функциональные возможности путем формировани  выходного напр жени , завис щего и от разности фаз входных сигналов. 3 ил.The invention relates to a pulse technique and can be used in frequency-phase locked loop systems. The frequency-phase detector contains a two-pole source of 3 reference voltages, keys 6–8, generator 4, unit 5 for sampling and storage, driver 1 for control pulses of a frequency difference converter. Introduction to the frequency-phase detector of the driver 2 of the pulses controlling the transformation of the phase difference and the key 9 made it possible to expand its functionality by shaping the output voltage depending on the phase difference of the input signals. 3 il.

Description

елate

елate

0101

соwith

(pu.i(pu.i

31 1535931 15359

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано в системах частотно-фазовой автопод- частоты.The invention relates to a pulse technique and can be used in frequency-phase auto-frequency systems.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей путем формировани  выходного напр жени , завис ш.его лополнительно от разности фаз входных сигналов.)0The aim of the invention is to extend the functionality by shaping the output voltage, depending on its difference on the phase difference of the input signals.) 0

На фиг.1 приведена функциональна  схема частотно-фазового детектора; на фиг.2 и 3 - временные диаграммы его работы.Figure 1 shows the functional diagram of the frequency-phase detector; 2 and 3 are timing charts of its operation.

lacTOTHo-фазовый детектор содержит 15 формирователь 1 импульсов управлени  преобразованием разности частот, форг мирователь 2 и пyльcoв управлени  преобразованием разности фаз, двупо- л рный источник 3 опорных напр жений, 20 интегратор , блок 5 выборки и хранени , ключи 6 - 9 и выходные шины 10 и 11 двупол рного источника 3 опорных напр н ений, при этом выходна  шина 10 источника 3 опорных напр жений сое- динена через ключ 6 с первым входом интегратора А, а выходна  шина 11 источника 3 опорных напр жений через ключи 7 и 9 с вторым и четвертым The lacTOTHo-phase detector contains 15 shaper 1 pulse control converting the frequency difference, a forgor world 2 and a control switch for converting the phase difference, a two-pole source 3 reference voltages, 20 integrator, block 5 sampling and storage, keys 6 - 9 and output buses 10 and 11 of a bipolar source of 3 reference voltages, while the output bus 10 of the source of 3 reference voltages is connected via key 6 to the first input of the integrator A, and the output bus 11 of source 3 of the reference voltages and fourth

входами HbiTerpaTopaHbiTerpaTopa inputs

выход KOTL . ОKOTL output. ABOUT

соединен с входом блока 5 выбор 1 :и и хранени , выход которого соединен с выходной шиной и через ключ 8 с третьим входом интегратора 4, причем входы формировател  1 импульсов уп- равлени  преобразованием разности частот соединены с входными шинами, первый выход - с управл ющим входом ключа 6 и первым входом формировател  2 импульсов управлени  преобразованием разности фаз, второй выход - с управл ющими входами ключей 7 и 8, а третий выход - с управл ющим входом блока 5 выборки и хранени . Управл ющий вход ключа 9 соединен с выходом формировател  2 импульсов управлени  преобразованием разности фаз, второй вход которого соединен с вторЬ1м входом формировател  1 импульсов управлени  преобразованием разности частотФормирователь 1 импульсов управлени  преобразованием разности частот может быть выполнен на триггерах 12 - 1б, элементах И-НЕ 17 и 18, резисторе 19 и конденсаторе 20, при этом С-вхор триггера 12 соединен с входной шиной 21 устройствгэ, инверсный выход - с С-входом триггера 1 и первым вхорс м элемента И-ИЕ 17, а пр мой выход connected to the input of block 5, selection 1: and storage, the output of which is connected to the output bus and via switch 8 to the third input of the integrator 4, and the inputs of the driver 1 of the frequency difference control impulses are connected to the input buses, the first output to the control the input of the key 6 and the first input of the driver 2 of the control pulses of the phase difference conversion, the second output with the control inputs of the keys 7 and 8, and the third output with the control input of the sampling and storage unit 5. The control input of the switch 9 is connected to the output of the generator 2 of the control pulses of the phase difference conversion, the second input of which is connected to the second input of the driver 1 of the control pulses of the difference of the frequency difference. and 18, the resistor 19 and the capacitor 20, while the C-in trigger of the trigger 12 is connected to the input bus 21 of the device, the inverse output to the C-input of the trigger 1 and the first terminal of the II-II element 17, and the direct output

0 0

00

5 0 з 5 0 s

г g

с первым входом элемента И-НЕ 18, второй вход которого соединен с пр мым выходом триггера 1 и вторым входом элемента И-НЕ 17, выход которого соединен с С-входами триггеров 15 и 16. Пр мой выход триггера 15 соединен с обшей шиной через включенные последовательно резистор 19 и конденсатор 20, объединенные выводы которых подключены к R-входу триггера 15, пр мой вых од которого соединен с S-входом триггера 1б, выход которого соединен с R-входом триггера 13, С- вход которого соединен с второй входной шиной 22 устройства. Первый выход формировател  1 импульсов управлени  преобразованием разности частот соединен с выходом элемента И-НЕ 18 и выходной шиной 23, второй выход - с пр мым выходом триггера 13 и выходной шиной 2, а третий выход - с элемента И-НЕ 17 и выходной шиной 25.with the first input of the element IS-HE 18, the second input of which is connected to the direct output of trigger 1 and the second input of the element IS-NOT 17, the output of which is connected to the C-inputs of the flip-flops 15 and 16. The direct output of the trigger 15 is connected to the common bus through connected in series resistor 19 and capacitor 20, the combined outputs of which are connected to the R-input of the trigger 15, the direct output of which is connected to the S-input of the trigger 1b, the output of which is connected to the R-input of the trigger 13, C- the input of which is connected to the second input bus 22 device. The first output of the frequency difference conversion driver 1 is connected to the output of the NAND element 18 and the output bus 23, the second output to the direct output of the trigger 13 and the output bus 2, and the third output from the AND-NE 17 element and the output bus 25 .

Формирователь 2 импульсов управлени  преобразованием разности фаз может быть выполнен на триггере 2б и элементе И-НЕ 27, выход которого подключен к управл ющему входу ключа 9. а входы - к шине 23 и выходу триггера 2б, С-вход которого соединен с шиной 22 устройства.Shaper 2 pulse control converting the phase difference can be performed on the trigger 2b and the element AND NOT 27, the output of which is connected to the control input of the key 9. And the inputs to the bus 23 and the output of the trigger 2b, the C input is connected to the bus 22 of the device .

Интегратор может быть выполнен на операционном усилителе 28 с конденсатором 29 в цепи отрицательной обратной св зи и суммирующими резисторамиThe integrator can be implemented on an operational amplifier 28 with a capacitor 29 in the negative feedback circuit and summing resistors.

30 - 33 на входе.30 - 33 at the entrance.

Блок 5 выборки и хранени  может быть выполнен на соединенных последовательно ключе З , резисторе 35 и конденсаторе Зб, объединенные-выводы последних подключены к входу повторител  на операционном усилителе 37, при этом управл ющий вход ключа З соединен с шиной 25, вход ключа З - с выходом интегратора Ц, второй вывод конденсатора Зб - с общей шиной, а выход усилител  37 - с выходной шиной устройства.Sampling and storage unit 5 can be performed on a connected key 3, a resistor 35 and a capacitor Zb, the combined-outputs of the latter are connected to the repeater input on the operational amplifier 37, while the control input of the key 3 is connected to the bus 25, the input of the key 3 - with the output of the integrator Ts, the second output of the capacitor Zb - with a common bus, and the output of the amplifier 37 - with the output bus of the device.

Рассмотрим работу детектора при подаче на шину 21 импульсов опорной частоты f, а на шину 22 - импульсов подстраиваемой частоты - f. Работа зависит от соотношени  частот. На фиг,2 приведены диаграммы дл  случа  равенства частот: , соответствующего синхронизму в системе частотно- фазовой автоподстройки частоты (ЧФЛП).Consider the operation of the detector when applying to the bus 21 pulses of the reference frequency f, and to the bus 22 - pulses of the adjustable frequency - f. Work depends on the ratio of frequencies. Fig. 2 shows diagrams for the case of the equality of frequencies: corresponding to the synchronization in the system of frequency-phase auto-tuning (PFLP).

Импульсы на шине 21, следующие с частото f, (фиг. 2, Of), / ел тс  на 2 триггером 12 (фиг.2,5), по положительным перепа/1ам выходного напр жени  которого происход т переключени  триггера 1 (фиг,2,в). Период этого напр жени , имеюи1ий длительность , A/f, задает врем  цикла, соответствующее интервалу t ,.,.,t (фиг.2,7). На выходе элемента 17 выдел ютс  периодические импульсы, управл ющие выборкой (фиг.2,), их временное положение соответствует интервалу U tpt, в первом цикле длительностью Т, 1/f. На выходе элемента 18 выдел ютс  смем(ные импульсы той же длительности T,1/f, несущие информацию с о частоте f,, временное положение соответствует интервалу U t,t, в пер- вом цикле (фиг.2,е). Дл  выделени  интервалов, несущих информацию о частоте следовани  импульсов f-j, используютс  триггеры 13, 15 и 16. По положительному перепаду выходного напр - женил элемента 17 на выходе триггера 15 в каждом цикле формируетс  короткий импульс (фиг . 2 ,). /1о поступлени  этого импульса триггер 1б был установлен в нулевое положение, при этом напр жение на его пр мом выходе имело низким уровень, соответствующий О . Поступа  на R-вход триггера 13, это напр жение улерживает его от переключений . Поспе поступлени  импульса на S-вход триггера 1б последний переклю- чаетс  в 1, блокировка триггера 13 прекращаетс , он начинает переключатьс  импyльca и, поступаюи/ими на С-вхо триггера 13. После второго переключени  на выходе триггера 13 формируетс  положительный перепад напр жени  (фиг.2,и), под действием которого триггер 1б возвращаетс  в исходное нулевое положение, при котором триг- гер 13 блокируетс . В результате на выходе триггера 13 формируютс  импульсы длительностью ,,, несущие информацию о частоте f, их. временное положение соответствует интервалу 3 первом цикле. Фазовые интервалы выдел ютс  с помощью формировател  2. Импульсы с шины 22, поступа  на С-вход триггера 26, переключают его, вызыва  формирование пр моугольного напр жени  (фиг.2,к), которое поступает на вход элемента 27, на другой вход которого поступает напр жение с выхода элемента 18 форThe pulses on the bus 21, which follow with frequency f, (Fig. 2, Of), / are emitted by 2 trigger 12 (Fig. 2.5), on the positive switches of the output voltage of which trigger switches 1 (FIG. 2, c). The period of this voltage, the duration, A / f, sets the cycle time corresponding to the interval t,.,., T (Fig. 2.7). At the output of the element 17, periodic pulses are selected that control the sample (Fig. 2), their temporary position corresponds to the interval U tpt, in the first cycle of duration T, 1 / f. At the output of the element 18, an emma is allocated (pulse pulses of the same duration T, 1 / f, carrying information about the frequency f, the time position corresponds to the interval U t, t, in the first cycle (FIG. 2, e). For selection of intervals that carry information about the pulse frequency fj, triggers 13, 15 and 16 are used. By a positive difference in the output voltage, element 17 is generated at the output of trigger 15 in each cycle a short pulse is formed (Fig. 2). trigger 1b has been set to zero, with the voltage on its forward It had a low level corresponding to O. Accessing the R input of the trigger 13, this voltage prevents it from switching. When the pulse arrives at the S input of the trigger 1b, the latter switches to 1, the blocking of the trigger 13 stops, it starts to switch impulses and , arriving by them on the C-input of the flip-flop 13. After the second switch on the output of the flip-flop 13, a positive voltage drop is formed (Fig. 2, i), under which the flip-flop 1b returns to the initial zero position at which the flip-flop 13 is blocked. As a result, at the output of the flip-flop 13, pulses of duration, are formed, carrying information about the frequency f, them. temporary position corresponds to interval 3 of the first cycle. Phase intervals are separated by shaper 2. Pulses from bus 22, arriving at the C input of the trigger 26, switch it, causing the formation of a square voltage (Fig. 2, k), which enters the input of the element 27, to another input the voltage comes from the output of the element 18 for

Q 5 0 5 л , Q 5 0 5 l

00

мировател  1. На выходе э;1емснта 27 формируютс  импульсы, времеьнюе положение которых соответствует фазовому интервалу I в первом цикле. Их частота составл ет половину от лшкси- мально возможной.worldviewer 1. At the output of the 1smith 27, pulses are formed, the time position of which corresponds to the phase interval I in the first cycle. Their frequency is half the maximum possible.

Под действием импульсов управлени  происходит протекание токов перезар да конденсатора интегратора, что вызывает форь ирование выходного напр жени  интегратора. Б интервале U, первого цикла отпираетс  ключ 6, в интервале и, - ключи 7 и 8, г- в I-,H- тервале 1 - ключ 9. Это вызывает протекание токов перезар да; в интервале и, - тока Ij,,U 01/F, ., протекающего в цепи первого входа под действием напр жени  Г(,, выхода 11 стои- ника 3, в интервале 1) т - тока I р, -U(,/P,, протекающего в цепи второго входа под действием напр жени  - U ц. выхода 10 источника 3 и обратной св зи 1об-р.е I- BH -сс протекйюи .его в цепи третьего входа под действием выходного напр жени  де ектора, в интервале IU тока 1 oз o7/ 3 Ле R,, Р., , Г,, и ROC сопротивлени  резисторов ЗС, 31, 33 и 32 соогветственио. Дл  диаграмм фиг. 2 форм роБани - р   ;еь,и  интегратора во втором и пос- ледуюи|,их циклах происходит аналогимно рассмотренному. В интергйле U, когда токи перезар да отсутствуют, напр жение интегратора не меь1 етс , график (фиг.2,м) имеет плоский участок, происходит вьборка, импульсом упоавлеьи  с шины 25 отпираетс  ключ 3, конденсатор 36 зар жаетс  до максимального значени  выходного напр  г;ени  интегратора , а через усилитель 37 это напр жение поступает на выход детектора,Under the action of control pulses, the recharge currents of the integrator capacitor flow, which causes forcing the integrator output voltage. In the U interval, the first cycle is unlocked by key 6, in the interval I, keys 7 and 8, d- in I-, H- interval 1 - key 9. This causes flow of recharge currents; in the interval и, - current Ij ,, U 01 / F,., flowing in the circuit of the first input under the action of voltage G (,, output 11 cost 3, in the interval 1) t - current I p, -U (, / P ,, flowing in the second input circuit under the action of a voltage — U c., Output 10 of source 3 and feedback 1 rb.e. I-BH —cc flowed from the third input circuit under the action of the output voltage of the detector, in the interval IU of current 1 oz o7 / 3 Le R ,, P.,, G ,, and ROC resistances of ES, 31, 33 and 32 resistors, respectively. For the diagrams of Fig. 2, the roBani forms — p; eb, and the integrator in the second and later |, their cycles occur analogue In the interim U, when the recharging currents are absent, the integrator voltage does not change, the graph (Fig. 2, m) has a flat section, the assembly takes place, the switch 3 is unlocked from the bus 25, the capacitor 36 is charged to the maximum the values of the output voltage of the integrator, and through the amplifier 37 this voltage goes to the output of the detector,

Работы схемы при f. T f пo c Reтc  с помошью диаграмм фиг.З дл  случа  f, f. Детектор предназ1-1ачен дл  работы при соотношении частот i -/i, 70,5.The scheme works with f. T f by c Rets with the help of diagrams of fig. 3 for the case f, f. The detector is designed for operation at a frequency ratio of i - / i, 70.5.

Формирование интервалов времениFormation of time intervals

Up и г,, длительностью i, f.l/f , производитс  триггерами 12 и lA и логическими элементами 17 и 18 так же, как в предыдущем слу|-1зе. Длитег ьност ь цикла преобразовани  по-прежнему равна ., . Однйко временное положение интервалов премсни U j в отличие от предыдущего мен етс  от цикла к циклу, при этом интервал Uj, каждого цикла, когда напр жение интерг.зла не мен етс , используетс  дл  выборки.Up and r, of duration i, f.l / f, are produced by the triggers 12 and lA and by the logic elements 17 and 18, just as in the previous case. The duration of the conversion cycle is still equal to.,. However, the temporal position of the intervals of pre-duration U j, in contrast to the previous one, varies from cycle to cycle, and the interval Uj, of each cycle, when the integer voltage does not change, is used for the sample.

Максимальное знамение напр жени  интегратора и выходное напр жение детектора (фиг.3,н) также мен ютс  от цикла к циклу. Если разность частот невелика, выходное напр жение имеет переменную состаол юшую треугольной формы. В результате на выходе детектора формируетс  напр жение, имеюш.ее две составл ющие, одна из которых зависит от разности частот, друга  - от разности фаз. Сигнал установки в О триггера 1б используетс  в случае , когдо из-за большой длительност интервала U триггер 13 не успевает переключитьс  своевременно.The maximum sign of the integrator voltage and the output voltage of the detector (Fig. 3, n) also vary from cycle to cycle. If the frequency difference is small, the output voltage has a variable triangular shape. As a result, a voltage is formed at the detector output, having two components, one of which depends on the frequency difference, the other on the phase difference. The installation signal in the O flip-flop 1b is used in the case when, due to the large duration of the interval U, the flip-flop 13 does not have time to switch in time.

Предлагаемый частотно-фазовый детектор превосходит по быстродействию известные. Это позвол ет при его применении улучшить качество систем ЧФАП. Его быстродействие при преобразовании разности частот и разности фаз практически такое же, как и при применении отдельных частотного и фазового детекторов. Система Мф/ П с предлагаемым детектором имеет одинаковые характеристики с системой, содержащей оба детектора и сумматор. В этом случае применение предлагаемого устройства позвол ет уменьшить объем ЧФЛР, упростить конструкцию и повысить надежность системы ЧФЛП в целом.The proposed frequency-phase detector exceeds the speed known. This allows its use to improve the quality of PFAP systems. Its speed in converting the frequency difference and phase difference is almost the same as when using separate frequency and phase detectors. The Mf / P system with the proposed detector has the same characteristics as the system containing both detectors and an adder. In this case, the application of the proposed device allows to reduce the volume of CFMF, simplify the design and increase the reliability of the CFL system as a whole.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Частотно-фазовый детектор, содержащий двупол рный источник опорныхFrequency-phase detector containing a bipolar reference source 5 five 0 5 0 5 5five напр жений, первый выход которого соединен через перпый ключ с первым входом интегратора, а второй выход через второй ключ - с вторым входом интегратора, третий вход которого через третий ключ соединен с выходной шиной и выходом блока выборки и хранени , вход которого соединен с выходом интегратора, и формирователь импульсов управлени  преобразовани  разности частот, входы которого соединены с входными шинами, первый выход - с управл ющим входом первого ключа, а второй выход - с управл ющими входами второго и третьего ключей, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей, в него дополнительно введены формирователь импульсов управлени  преобразованием разности фаз и четвертый ключ при этом первый вход формировател  импульсов управлени  преобразованием разности фаз соединен с первым выходом формировател  импульсов управлени  преобразованием разности частот, второй вход - с второй входной шиной детектора, а выход - с управл ющим входом четвертого ключа, вход которого соединен с первым выходом двупол рного источника опорных напр жений, выход - с четвертым входом интегратора, а управл ющий вход блока выборки и хранени  соединен с третьим выходом формировател  импульсов управлени  преобразованием разности частот.voltage, the first output of which is connected via the first key to the first input of the integrator, and the second output through the second key - to the second input of the integrator, the third input of which through the third key is connected to the output bus and the output of the sampling and storage unit and the driver of the control pulses of the frequency difference conversion, the inputs of which are connected to the input buses, the first output — to the control input of the first key, and the second output — to the control inputs of the second and third keys, distinguishing In order to expand the functionality, the phase difference control pulse generator and the fourth key are additionally introduced, the first input of the phase difference control pulse generator is connected to the first output of the frequency difference control pulse generator, the second input is from the second detector input bus, and the output with the control input of the fourth key, the input of which is connected to the first output of the bipolar reference voltage source, the output - to the fourth input of the integrator, and the control input of the sampling and storage unit is connected to the third output of the frequency difference former control pulse generator.
SU874352673A 1987-12-29 1987-12-29 Frequency-phase detector SU1515359A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874352673A SU1515359A1 (en) 1987-12-29 1987-12-29 Frequency-phase detector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874352673A SU1515359A1 (en) 1987-12-29 1987-12-29 Frequency-phase detector

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1515359A1 true SU1515359A1 (en) 1989-10-15

Family

ID=21345997

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU874352673A SU1515359A1 (en) 1987-12-29 1987-12-29 Frequency-phase detector

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1515359A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 661769, кл. Н 03 К 9/10, 1975. Авторское свидетельство СССР Г 82839 +, кл. Н 03 К 9/06, 25.05.79. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1515359A1 (en) Frequency-phase detector
SU1238225A1 (en) Synchronous discriminator
RU1791925C (en) Device for control of n-phase pulse voltage converter
SU1124442A2 (en) Clock synchronizing device with digital control
SU1693714A1 (en) Phase detector
SU512596A1 (en) Phase telegraphy signal demodulator
SU692062A1 (en) Arrangement for controlling a controllable self-contained thyristor inverter with pulsewidth modulation
SU1367161A1 (en) Frequency-to-code converter with variable disturbance smoothing factor
SU799101A1 (en) Frequency synthesizer
SU1690171A1 (en) Pulse repetition rate multiplier
SU650199A1 (en) Device for control of pulse-width converter
SU1109913A1 (en) Digital frequency synthesizer
SU1406491A1 (en) Digital multipurpose measuring device
SU1411952A1 (en) Multiplier of pulse recurrence rate
SU1190497A2 (en) Device for generating rectangular signal
SU873434A2 (en) Device for phasing radio link digital signal regenerators
SU640456A1 (en) Device for receiving selective call
SU1444708A1 (en) Device for controlling electric motor speed
RU2022442C1 (en) Device for shaping current in induction motor phase
SU531246A1 (en) Frequency synthesizer
SU1160553A1 (en) Phase-shift keyer
SU510770A1 (en) Device for demodulating signals with double phase shift keying
SU1195298A1 (en) Arrangement for synchronism testing
SU1499467A1 (en) Phase detector
SU1262742A1 (en) Digital generator of sine oscillations with variable frequency