SU516185A1 - Цифровое устройство формировани фазового сдвига - Google Patents

Description

1

Изобретение предназначено дл  использовани  в области радиоизмерений и, в час1ностн, дл  имитации задержек радиолокационны.х сигналов.

Известно цифровое устройство формироваВИЯ фазового сдвига, содержащее задающий генератор, подключенный через первый делитель частоты к первому входу основного фазового детектора, второй вход которого подключен к выходу второго делител  частоты, установочный вход которого соединен е выходом управл ющего генератора, и датчик кода фазы , старщие разр ды которого подключены ко входам второго элемента сравнени , другие входы которого соединены с выходами второго делител  частоты, другие выходы второго делител  частоты гюдключены к выходам первого элемента сравнени .

Однако в известном устройстве требуемый фазовый сдвиг между выходными сигналами не может быть сформирован непосредственно, без дополнительных вычислений, из управл ющего двоичного кода.

Цель изобретени  - расширение функцнональных возможностей устройства.

Указанна  цель достигаетс  за счет того, что в устройство дополнительно введены преобразователь пр мого кода в дополнительный, фазовый детектор, делитель напр жени  и сумматор, причем первый вход дополнительного фазового детектора соединен с выходом первого элемента сравнени , второй вход дополнительного фазового детектора подключен к выходу первого делител  частоты, а выход упом нутого фазового детектора через делитель напр жени  подключен к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с выходом основного фазового детектора, а выход сумматора соединен со входом управл юluero генератора, при этом входы преобразовател  пр мого кода в дополнительный подключены к младщим разр дам датчика кода фазы, а выходы преобразовател  пр мого кода в дополнительный соединены со входами первого элемента сравнени .

На чертеже нредставлена структурна  электрическа  схема цифрового устройства формировани  фазового сдвига.

Устройство содержит задающий генератор 1, управл ющий генератор 2, перестраиваемые по частоте второй 3 и первый 4 делители частоты , содержащие соответственно р и q двоичных разр дов, первый 5 и второй 6 элементы сравнени  кодов, датчик 7 кода фазы, преобразователь 8 пр мого кода в дополнительный , дополнительный 9 и основной 10 фазовые детекторы, делитель 11 напр жени  и сумматор 12.

Claims (3)

1. На чертеже введены следующие дополнительные обозначени ; Иьит, flm+l . . . . йп - управл ющий ДВОИЧНЫЙ код; aiОт - двоичный код т-младших разр дов датчика 7; Qm+lCln - двоичный КОД (  - ГП) старших разр дов датчика 7; bibmb-p - код с выходов р-разр дного делител  3; . - выходной КОД првобразовател  8 нр мого кода в дополнительный. Управл ющий генератор 2, второй делитель 3, первый элемент 5 сравнени  кода, фазовые детекторы 9, 10, делитель напр жени  11 и сумматор 12 образуют систему фазовой автоподстройки частоты, котора  осуществл ет слежение за фазой выходного сигнала первого делител  4. Управление управл ющим генератором 2 осуществл етс  сигналом ошибки фазовых детекторов 9 и 10, поступающим с выхода сумматора 12. Весовые коэффициенты сумматора 12 различны благодар  наличию делител  напр жени  11 в цепи дополнительного фазового детектора 9, причем коэффициен ,т передачи делител  напр жени  11 меньше единицы. В случае частотной или фазовой расстройки сигналов, действующих на входах фазовых детекторов 9, 10, возникает сигнал рассогласовани , который воздействует на управл ющий генератор 2 до тех пор, пока не выполн етс  равенство где /о - частота задающего генератора 1; f - частота управл ющего генератора
2. 2. Формирование выходных импульсов, сдвинутых относительно опорного сигнала, снимаемого с выхода первого делител  4, производитс  при помощи элементов 5, 6 сравнени  кода. Вначале рассмотрим более простой случай, когда значени  т-младших разр дов управл ющего кода, поступающего с выходов датчика 7, равны нулю. В этом случае выходной импульс элемента 5 сравнени  кода синфазен выходному сигналу второго делител  3, а выходные импульсы элемента 6 сравнени  кода при нулевом управл ющем коде совпадают по фазе с выходным сигналом первого делител  4. Как известно, разность фаз сигналов на выходах фазового детектора в системе фазовой автоподстройки частоты в установившемс  режиме зависит от типа дискриминационной характеристики фазового детектора . В дальнейшем будем исходить из того, что фазовые детекторы 9, 10 имеют пилообразную характеристику, линейную в диапазоне + 180°. В этом случае посто нный фазовый сдвиг между сигналами равен 180° и может быть легко скомпенсирован съемом выходного сигнала с инверсного выхода триггера старшего разр да делител 
3. 3. При других дипах дискриминационной характеристики компенсаци  посто нного фазового сдвига не вызывает затруднений . С учетом вышеизложенного выходные импульсы элемента 6 сравнени  кодов совпадают по фазе с выходными импульсами первого делител  4 при нулевом управл ющем коде. Формирование требуемого фазового сдвига осуществл етс  элементом 6 сравнени  кодов, выходные импульсы которого вырабатываютс  в моменты совпадени  кодов разр дов делител  3 и датчика 7. Величина фазового сдвига может измен тьс  от О до 360° с дискретом, определ емым периодом частоты f и равным где срвых - величина фазового сдвига в градусах; X - значение (п - т)-старших разр дов кода фазы, выраженное в дес тичной системе, определ емое по формуле X .-- а,п, 1 2 + а,„+2 2 I+ «н um+iа„ - двоичный код (п - - т)-старших разр дов датчика 7. Формирование фазовых сдвигов с дискретом , равным доле периода тактовой частоты, производитс  ири помощи элемента 5 сравнени  кода преобразовател  8 и фазового детектора 9. Предположим, что необходимо сформировать фазовый угол, опредл емый кодом т-младших разр дов датчика 7, численное значение которого равно у, причем О у / . а,2 + а, - 2 + . - - . ,„ (3) где QIйт - двоичный код т-младших разр дов датчика 7. На входы элемента сравнени  кодов 5 пост}пают следующие коды: т-младших разр дов делител  3 и выходной код преобразовател  8, который формирует дополнительный код из пр мого кода первых разр дов датчика 7. Элемеит сравнени  кода 5 формирует импульсную последовательность, опережающую выходные импульсы второго делител  3, на фазовый угол, определ емый значением у. Величина фазового сдвига на выходе элемента сравнени  кодов 5 относительно выходного делител  3 определ етс  выражением 0 -:-V. 2 Знак минус в выражении (4) показывает, что выходной сигнал элемента сравнени  кодов 5  вл етс  опережающим. Фазовое рассогласование ф вызывает по вление сигнала ошибки на выходе дополнительного детектора 9, что приводит к изменению частоты управл ющего генератора 2, в результате чего фаза выходного сигнала делител  3 будет отставать от своего первоначального значени . Этот фазовый сдвиг в свою очередь приведет к по влению сигнала ошибки на выходе основного фазового детектора 10, котора  будет иметь знак, противоположный ошибке на выходе дополнительного фазового детектора 9, т. е.. бует стремитьс  вернуть фазу выходного сиг нала в исходное положение. В результате действи  этих двух сигналов после окончани  переходного процесса фаза выходного сигнала изменитс  на некоторый угол ф - ф, так как коэффициент передачи К. делител  4/С 1. При определенном выборе коэффициента передачи делител  /С можно добитьс  того, что изменение фазового угла между опорным сигналом с выхода делител  4 и выхода делител  3 будет измен тьс  пропорционально управл ющему коду с дискретом, кратным доле периода тактовой частоты. Действительно, допустим , что величина кода фазы датчика 7 изменилась на величину у. Тогда после окончани  переходного процесса фаза выходного сигнала делител  3 изменитс  на величину ф, а рассогласование на входах фазового детектора 9 будет, очевидно, равно ф - ф, так как система находитс  в установившемс  состо нии , то будет справедливо равенство ( ср-Ср)/Гд./( Ср/Сд, где /Сд - крутизна дискриминационной характеристики . Подставл   в последнее выражение (4), получим .-ч 2«(+1) Если коэффициент К. будет удовлетвор ть условию то подставл   (6) в (5) получим - .360-У ./7 - .упгП ( Итак, можно сделать важный вывод: импульсы с выхода делител  3 при выполнении услови  (6) могут быть сдвинуты на фазовый угол, величина которого определ етс  значением кода фазы, а дискрет равен доле периода тактовой частоты задающего генератора. Величина фазового сдвига выходного сигнала относительно опорного с выхода делител  4 с учетом выражени  (3) и (7) примет вид: ).(8) Цифровое устройство формировани  фазового сдвига может быть использовано и в качестве цифрового фазовращател , осуществл ющего задержку входных импульсов в зависимости от унравл ющего кода датчика 7. В этом случае возможно два варианта работы устройства: фазовращатель высокочастотного сигнала и фазовращатель низкочастотных импульсор В первом случае выходные сигналы снимаютс  с выходов генераторов I и 2, при этом элемент 6 может отсутствовать. Во втором случае входной сигнал поступает непосредственно на входы фазовых детекторов 9 и 10, при этом генератор 1 и делитель 4 должны быть исключены из схемы. Таким образом, цифровое устройство фор .мировани  фазового сдвига имеет преимущества по сравнению с прототипом, так как позвол ет формировать фазовый сдвиг с дискретом, равным доле периода тактовой частоты непосредственно от управл ющего двоичного кода без применени  специального арифметического устройства и, следовательно, аппаратурно оно  вл етс  более простым и экономичным. Кроме того, предлол енное устройство имеет более широкую область применени , так как может быть использовано не только в качестве двухканального фазосдвигающего устройства, но и в качестве фазовращател . Формула изобретени  Устройство формировани  фазового сдвига, содержащее задающий генератор, подключенный через первый делитель частоты к первому входу основного фазового детектора, второй вход которого подключен к выходу второго делител  частоты, установочный вход которого соединен с выходом управл ющего генератора, и датчик кода фазы, старшие разр ды которого подключены ко входам второго элемента сравнени , другие входы которого соединены с выходами второго делител  частоты, другие выходы второго делител  частоты подключены ко входам первого элемента сравнени , отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей устройства, в него дополнительно введены преобразователь пр мого кода в дополнительный , фазовый детектор, делитель напр жени  и сумматор, причем первый вход дополнительного фазового детектора соединен с выходом первого элемента сравнени , второй вход дополнительного фазового детектора подключен к выходу первого делител  частоты , а выход упом нутого фазового детектора через делитель напр лсени  подключен к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с выходом основного фазового детектора, а выход сумматора соединен со входом управл ющего генератора, при этом входы преобразовател  пр мого кода в дополнительный подключены к младшим разр дам датчика кода фазы, а выходы преобразовател  пр мого кода в дополнительный соединены со входами первого элемента сравнени .

   Vn