SU1764085A1 - Устройство дл синхронизации воспроизведени цифровой информации - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к приборостроению и может быть использовано дл  синхронизации воспроизведени  цифровой информации. Цель изобретени  - повышение быстродействи  за счет уменьшени  времени вхождени  в синхронизм. Сущность изобретени : устройство содержит 1 головку (1) воспроизведени , 1 усилитель (2) воспроизведени , 1 фазовый дискриминатор (3), 1 фильтр (4) нижних частот, 1 сумматор (5), 1 управл емый генератор (6), 1 преобразователь (7) периода следовани  импульсов в посто нное напр жение, 1 нелинейный блок (8) и 1 интегратор (9). 1 - 2 -3-4-5-6-7-8-9-5, 6-3. Зил.

Description

(Л С

Фиг.1

N 0

|ь iO 00

;сл

Изобретение относитс  к приборостроению и может быть использовано дл  синхронизации воспроизведени  цифровой информации.

Известно устройство дл  воспроизведе- ни  цифровой информации, содержащее последовательно соединенные головку воспроизведени , усилитель, воспроизведени , фазовый дискриминатор, фильтр нижних частот, сумматор и управл емый ге- нератор, выход которого подключен ко второму входу фазового дискриминатора, счетчик импульсов, счетный вход которого соединен с выходом управл емого генератора , генератор эталонной частоты, выход которого соединен с управл ющим входом счетчика импульсов, первый и второй триггеры , синхронизующие входы которых подключены к выходу генератора эталонной частоты, и первый и второй интеграторы, соединенные своими входами с инверсным выходом первого триггера и пр мым выходом второго триггера соответственно, а выходами - с входами сумматора /1/.

Недостатком этого устройства  вл етс  низка  устойчивость синхронизации, обусловленна  возможностью сбо  синхронизации при частоте управл емого генератора, превышающей верхнюю границу зоны контура фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  воспроизведени  цифровой информации , содержащее последовательно соеди- ненные головку воспроизведени , усилитель воспроизведени , фазовый дискриминатор , фильтр нижних частот, сумматор и управл емый генератор, выход которого подключен к второму входу фазо- вого дискриминатора, первый и второй про- граммируемые счетчики импульсов, счетные входы которых соединены с выходами управл емого генератора, генератор эталонной частоты, выход которого соеди- нен с управл ющими входами программируемых счетчиков импульсов, первый и второй триггеры, синхронизирующие входы которых соединены с выходом генератора эталонной частоты, а информационные вхо- ды - с выходами соответственно первого и второго счетчиков импульсов, первый и второй интеграторы, входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго триггеров, а выходы - с входами сум- матора 111.

Недостатком этого устройства  вл етс  большое врем  вхождени  в синхронизм, обусловленное большим временем определени  знака рассогласовани  синхронизируемой частоты относительно зоны устойчивого захвата и независимостью скорости вхождени  в синхронизм от величины этого рассогласовани .

Цель изобретени  - повышение быстродействи  за счет уменьшени  времени вхождени  в синхронизм.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известное устройство дл  синхронизации воспроизведени  цифровой информации, содержащее последовательно соединенные головку воспроизведени , усилитель воспроизведени , фазовый дискриминатор, фильтр нижних частот, сумматор и управл емый генератор, выход которого  вл етс  выходом устройства и подключен ко второму входу фазового дискриминатора, и интегратор , выход которого подключен ко второму входу сумматора, введены преобразователь периода следовани  импульсов в посто нное напр жение, вход которого соединен с выходом управл емого генератора , и нелинейный блок, вход которого соединен с выходом преобразовател  периода следовани  импульсов в посто нное напр жение, а выход - с входом интегратора .

Совокупность вновь введенных элементов и св зей не  вл етс  самосто тельным устройством. Вместе с остальными элементами и св з ми устройства она обеспечивает достижение положительного эффекта - повышение быстродействи  за счет уменьшени  времени вхождени  устройства в синхронизм. Поэтому предлагаемое устройство следует считать новым и удовлетвор ющим критерию существенные отличи .

На фиг.1 приведена структурна  схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - характеристика нелинейного блока; на фиг.З - структурна  схема нелинейного блока.

Устройство дл  синхронизации воспроизведени  цифровой информации содержит последовательно соединенные головку 1 воспроизведени , усилитель 2 воспроизведени , фазовый дискриминатор 3, фильтр 4 нижних частот, сумматор 5 и управл емый генератор 6, выход которого соединен с вторым входом дискриминатора 3, а также последовательно соединенные с выходом генератора 6 преобразователь 7 периода следовани  импульсов в посто нное напр жение , нелинейный блок 8 и интегратор 9, выход которого соединен с вторым входом сумматора 5.

Устройство работает следующим образом .

С выхода головки 1 через усилитель 2 цифрова  информаци  посредством контура АПЧ, состо щего из соединенных в кольцо генератора 6, дискриминатора 3, фильтра 4 и сумматора 5, управл ет частотой и фазовым сдвигом вырабатываемых генератором 6 импульсов.

Схема, состо ща  из преобразовател  7 и блока 8, осуществл ет проверку соответстви  частоты импульсов генератора 6 в зоне устойчивого захвата контура ФАПЧ. Преобразователь 7 формирует посто нное напр жение, уровень Ут которого пропорционален периоду следовани  импульсов генератора 6. Сигнал уровн  Ут с выхода преобразовател  7 поступает на вход блока 8. Характеристика блока 8 (зависимость уровн  УЗ выходного напр жени  от уровн  Ут входного) имеет вид (фиг.2): О, .

У8 .

К(У7-Ун g Ув). приУ7 УниУ7 У

где Ун и Ув - уровни напр жени  на выходе преобразовател  7, соответствующие нижней и верхней границам частотной зоны устойчивой работы контура ФАПЧ,

К - посто нный коэффициент (крутизна характеристики).

Если частота генератора 6 меньше нижней границы зоны устойчивого захвата контура ФАПЧ, то формируемое преобразователем 7 напр жение превышает уровень У„ , на выходе блока 8 по вл етс  сигнал положительной пол рности, причем уровень этого сигнала тем больше, чем больше отклонение частоты генератора 6 от нижней границы зоны устойчивого захвата контура ФАПЧ. Сигнал с выхода блока 8 интегрируетс  интегратором 9, и результат интегрировани  поступает на второй вход сумматора 5. В этих услови х сигнал на выходе интегратора 9 и на втором входе сумматоре 5 увеличиваетс , а следовательно, увеличиваютс  уровень сигнала на выходе сумматора 5 и частота генератора 6. Этот процесс продолжаетс  до тех пор, пока частота генератора 6 не увеличитс  настолько, что контур ФАПЧ войдет в зону устойчивого захвата, уровень У напр жени  на выходе преобразовател  7 окажетс  в пределах Ув - Ун, уровень сигнала на выходе блока 8 станет равным нулю, а напр жение на выходе интегратора 9 и втором входе сумматора 5 перестанет измен тьс .

Если частота генератора 6 больше верхней границы зоны устойчивого захвата контура ФАПЧ, то формируемое преобразователей 7 напр жение становитс  меньше уровн  У6, на выходе блока 8 по вл етс  сигнал отрицательной пол рности, причем уровень этого сигнала тем больше, чем

больше отклонение частоты генератора 6 от верхней границы зоны устойчивого захвата контура ФАПЧ. В этих услови х сигнал на выходе интегратора 9 и на втором входе

сумматора 5 уменьшаетс , а следовательно, уменьшаютс  уровень сигнала на выходе сумматора 5 и частота генератора 6. Этот процесс продолжаетс  до тех пор, пока частота генератора 6 не уменьшитс  настоль0 ко, что контур ФАПЧ войдет в зону устойчивого захвата, уровень У напр жени  на выходе преобразовател  7 окажетс  в пределах Ув - УН , уровень сигнала на выходе блока 8 станет равным нулю, а напр 5 жение на выходе интегратора 9 и втором входе сумматора 5 перестанет измен тьс . На фиг.З приведена структурна  схема нелинейного блока 8. Нелинейный блок со0 держит компараторы 10 и 11, элемент 12 ИЛИ, переключатель 13, блок 14 вычитани , масштабный блок 15 и источник опорных напр жений 16. Первые входы первого и второго компараторов 10 и 11 соединены с

5 суммирующим входом блока 14 вычитани  и  вл ютс  входом нелинейного блока, вторые входы компараторов соединены с первым и вторым выходами источника опорных напр жений соответственно. Выходы ком0 параторов соединены с соответствующими входами элемента 12 ИЛИ, выход которого подключен к управл ющему входу переключател  13. Вычитающий вход блока 14 соединен с третьим выходом источника

5 опорных напр жений 16, его выход через масштабный блок 15 подключен к одному из сигнальных входов переключател  13, другой сигнальный вход которого подключен к нулевой шине, а выход  вл етс  выходом

0 нелинейного блока.

Нелинейный блок работает следующим образом.

Если формируемое преобразователем 7 напр жение У превышает уровень Ун или

5  вл етс  более низким, чем Ув, то на выходах компараторов 10 и 11 соответственно по вл етс  потенциал, соответствующий логической 1, а на выходе элемента 12 ИЛИ и управл ющем входе.переключател 

0 13 по вл етс  разрешающий потенциал, измен ющий положение переключател  13. Из величины уровн  У в блоке 14 вычита- . етс  уровень (Ун + Ув)/2, а их разность масштабируетс  в блоке 15, на выходе которого

чп.1 УН Ь УВч 1по вл етс  уровень К( ). Если

уровень Уу лежит между уровн ми Ун и Ув, то есть Ув У Ун, то сигнал на управл ющем входе блока 13 отсутствует, переключатель 13 находитс  в исходном состо нии

(показанном на фиг.З) и нулевой потенциал с первого входа переключател  13 передаетс  на его выход. Если выполн етс  одно из неравенств Уу Ун или Уу Ув, то переключатель 13 измен ет положение сигналов по управл ющему входу и уровень К(УуУ + У ) передаетс  со второго входа на

выход переключател  13. В зависимости от

У + У

соотношени  уровней Уу и -2-х-- сигнал на выходе нелинейного блока может иметь различную величину и пол рность, которые управл ют через блоки 9 и 5 частотой генератора 6. Из изложенного следует, что дл  правильного функционировани  нелинейного блока источник опорных напр жений должен формировать на первом, втором и третьем выходах напр жени  с

Ун +Ув уровн ми соответственно Ун, Ув

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает синхронизацию воспроизведени  цифровой информации, в каком бы направлении от зоны устойчивого захвата не оказалась частота генератора.

В предлагаемом устройстве определение направлени  отклонени  частоты управл емого генератора относительно зоны устойчивого захвата осуществл етс  с помощью преобразовател  7 и блока 8. Эта операци  осуществл етс  значительно быстрее , чем така  же операци  в устройстве- прототипе, осуществл ема  с помощью генератора эталонной частоты, программируемых счетчиков импульсов и триггеров. В предлагаемом устройстве преобразователь 7 формирует напр жение, пропорциональное периоду следовани  импульсов генератора 6 в течение одного периода следовани  этих импульсов, а блок 8  вл етс  практически безынерционным элементом. В устройстве-прототипе определение наличи  рассогласовани  частоты управл емого генератора относительно зоны устойчивого захвата осуществл етс  в течение одного периода генератора эталонной частоты, то есть в течение нескольких периодов управл емого генератора. Кроме того, в предлагаемом устройстве в отличие от устройства- прототипа уровень сигнала на входе интеграторазависит от величины рассогласовани  частоты генератора 6 относительно зоны устойчивого захвата, при этом с ростом величины рассогласовани  скорость его отработки возрастает. Указанные обсто тельства обеспечивают предлагаемому устройству меньшее по сравнению

с устройством-прототипом врем  вхождени  в синхронизм.

Claims (2)

1.Устройство дл  синхронизации воспроизведени  цифровой информации, содержащее последовательно соединенные головку воспроизведени , усилитель воспроизведени , фазовый дискриминатор, фильтр нижних частот, сумматор и управл емый генератор, выход которого подключен

к второму входу фазового дискриминатора и  вл етс  выходом устройства, и интегратор , выход которого соединен с вторым входом сумматора, отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи  за

счет уменьшени  времени вхождени  в синхронизм , в него введены последовательно включенные между выходом управл емого генератора и входрм интегратора преобразователь периода следовани  импульсов в

посто нное напр жение и нелинейный блок.

2.Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с   тем, что нелинейный блок выполнен в виде двух компараторов, источника опорных напр жений, элемента ИЛИ, переключател , блок вычитани  и блока масштабировани , при этом первые входы двух компараторов и блока вычитани  подключены к соответствующим выходам источника опорных напр жений, вторые входы соединены между собой и  вл ютс  входом нелинейного блока, выходы двух компараторов соединены через элемент ИЛИ с управл ющим входом переключател , выход блока вычитани  подключен через блок масштабировани  к одному сигнальному входу переключател , другой сигнальный вход которого соединен с общей шиной, а выход  вл етс  выходом нелинейного блока .

UH

U7

Фиг. 2.