(54) УСТРОЙСТВО ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ
Изобретение относитс к радиотехнике и может использоватьс в измерительной технике и радиосв зи, где требуетс формировать сигналы со стабильностью частоты опорного сигнала. Известно устройство фазовой автоподстройки частоты, содержащее соединенные в кольцо управл емый генератор , преобразователь частоты, формирователь импульсов, ключ, сигнгшьный вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напр жени , запоминакиций элемент и фильтр нижних частот р. . Цель изобретени - расширение полосы захвата. Дл этого в устройстве фазовой автоподстройки частоты, содержащем соединенные в кольцо управл емый генератор , преобразователь частоты, формирователь импульсов, ключ, сигнальный вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напр жени , запоминаюсднй элемент и филь нижних частот, между выходом формировател импульсов и входом управлени генератора пилообразного напр жени включены последовательно соеди ненные детектор разности частот, пер вый триггер, первый и второй элементы И-НЕ, а между другим выходом детектора разности частот и другим входом вторюго элемента И-Н2 включен второй триггер, при этом к другим выходам обоих триггеров подключен блок сброса, выход которого подключен к выходам сброса обоих триггеров , а к другим входс1М детектора разности частот и первого элемента И-НЕ подключен датчик опорных сигналов . На фиг. 1 приведена структурна электрическа схема предложенного устройства; на фиг. 2 - эпюры напр жений : Устройство фазовой автоподстройки частоты содержит соединенные в кольцо управл емый генератор 1, преобразователь частоты 2, формирователь импульсов 3, ключ 4, сигнальный вход которого соединен с выходом генератора пилообразного нгшр жени 5, запоминающий элемент 6 и фильтр нижних частот 7. Между выходе формировател импульсов 3 и входом управлени генератора 5 включены последовательно соединенные детектор разности частот 8, первый триггер 9, первый 10 и второй 11 элементы И-НБ. {Между другим выходом детектора 8 и другим входом второго элемента И-НЕ 11 включен второй триггер 12. При этом к другим выходам обоих триггеро 9 и 12 подключен блок сброса 13, выход которого подсоединен к входам сброса обоих триггеров 9 и 12. К дру гим входам детектора 8 и первого эле мента И-НЕ 10 подключен датчик 14 опорных сигналов, делитель частоты 15.. Устройство работает следующим образом . В режиме синхронизации, когда частота опорного сигнала на входе 16 равна ч кратна частоте выходного сигнала формировател импульсов 3, н входы первого 10 и второго 11 элемен тов И-НЕ с первого 9 и второго 12 триггеров поступает высокий потенциал . Импульсы опорного сигнёша, сформированные датчиком 14 опорного сигнала, проход т в этом случае на вход запуска генератора 5 пилообразного напр жени ; на ключ 4 периодически поступает пилообразное напр жение . В момент:прихода на управл ющий вход ключа 4 импульса с формировател импульсов 3 ключ 4 открываетс на короткий промежуток времени, и запоминающий элемент 6 запоминает величину напр жени , поступающего с генератора 5. Величина:заполненного напр жени пропорциональна разности фаз опорного сигнала и сигнала с выхода преобразовател частоты 2, поэтому отфильтрованное фильтром нижних частот 7 это напр жение корректи рует все уходы частоты управл емого генератора 1. При отсутствии синхронизации на одном из выходов детектора разности частот 8 про вл ютс импульсы, и первый 9 или второй 12 триггер, выда ет низкий потенциал. В результате импульсы опорного сигнала не проход на вход запуска генератора пилообраз ного напр жени 5, и он выдает минимальное или каксимальное напр жение в зависимости от знака частотной рас стройки. На входе фильтра 7 устанавливаетс такое же по величине напр жение , которое сохран етс до тех пор, пока устройство фазовой ав.топодстройки частоты не войдет в режим синхронизации. Так как максимальное и минимальное напр жени на входе фильтра 7 соответствует частотным расстройкам, равным полосе синхронизации , захват в устройстве возможен при любых частотных расстройках, леЖсццих в пределах полосы синхронизаци Эпюры напр жений по сн ют работу устройства и приведены дл случа , когда в начальный момент времени частота опорного сигнала на входе 16 выше частоты сигнала на выходе преоб разовател частоты 2, кроме того. коэффициент делени делител частоты 15 вз т равным единице. Из опорного сигнала в датчике опорных сигналов 14 формируют импульсы (см. фиг. 2а), длительность которых определ ет продолжительность пр мого и обратного ходов пилообразного напр жени генератора пилообразных напр жений 5. Эти импульсы проход т через первый 10 и второй 11 элементы И-НЕ на вход запуска генератора 5. до тех пор, пока в интервале между двум импульсами с выхода формировател импульсов 3 (см фиг. 26) не окажутс два импульса опорного сигнала. В этот момент времени детектор разности частот 8 на своем выходе, соединенном с первым триггером 9, вырабатывает короткий импульс (см. фиг. 2в). Первый триггер 9 опрокидываетс этим импульсом , и на его инверсном входе устанавливаетс низкий потенциал (см. фиг. 2д). Состо ние второго триггера 12 при этом сохран етс неизменным (см. фиг. 2г), так как блок сброса 13 запрещает прохождение перепада с выхода первого триггера 9 из-за низкого потенциала на его втором входе, соединенном с выходом второго триггера 12. В результате того, что с первого триггера 9 на второй элемент И-НЕ 11 подаетс низкий потенциал, прохождение импульсов опорного сигнала на вход запуска генератора 5 прекращаетс , и на его выходе вместо пилообразного напр жени устанавливаетс посто нное напр жение, равное по величине амплитуде пилообразного напр жени (см. фиг. 2ж). При открывании ключа 4 импульсами формировател импульсов 3 запоминающий элемент 6 запоминает теперь посто нное напр жение с выхода генератора 5 (см. фиг. 2з). Это приводит к тому, что управл ющее напр жение на выходе фильтра нижних частот 7 начинает нарастать (см. фиг. 2и) со скоростью, определ емой посто нной времени фильтра нижних частот 7. Увеличение-управл ющего напр жени повышает частоту управл емого генератора 1 и через некоторый промежуток времени между двум импульсами опорного сигнала оказываютс два импульса с выхода формировател импульсов 3.. Детектор, разности частот 8 в этом случае выдает импульс на счоем выходе, соединенном со вторым триггером 12 (см. фиг. 2г). С приходом этого импульса второй триггер 12 опрокидываетс , но тут же возвращаетс в исходное состо ние (см. фиг. 2е) блоком сброса 13, так как Но его второй вход подаетс высокий потенциал с первого триггера 9, разрешающий прохождение перепада со второго триггера 12 на входы сброса первого 9 и второго 12 триггеров. Одновременно выходной импульс блока сброса 13 опрокидывает первый триггер 9, устанавлива на его инверсном выходе высокий потенциал (см. фиг. 2д) Второй элемент И-НЕ 11 начинает пропускать импульсы опорного сигнаша на вход генератора пилообразного напр жени 5, и устройство фазовой автоподстройки частоты входит в обычный режим синхронизации, корректирующий уходы управл емого генератора 1. В случае, когда в начальный момент времени частота опорного сигнала на входе 16 ниже частоты сигнала на выходе преобразовател частоты 2, про цессы в устройстве фазовой автоподстройки частоты при вхождении в синхронизм происход т аналогичным образом. Отличие заключаетс только в том/ что детектор разности частот 8 выдает сначсша импульс на своем выходе, соединенном со вторым триггером 12. Опрокидывание второго триггера приводит к прекргиценкю подачи импу 1ьсов опорно го сигнала на генератор пилообразного напр жени 5 и устанавливает на его входе запуска низкий потенциал. В этом случае генератор 5 выдает минимальное посто нное напр жение. На выходе запоминающего элемента 6 так же устанавливаетс минимальное выходное напр жение, и частота генератора пилообразного напр жени начинает понижатьс до тех пор, пока не наступит режим синхронизации. Если в устройстве фазовой автоподстройки частоты частота опорного сигнала на входе 16 в целое число раз превышает частоту сигнала на выходе преобразовател частоты 2, то поскольку детектор разности частот 8 нормсшьно функционирует только когда частоты его входных сигналов отличают
с не более чем в два раза, то между выходом датчика опорных сигналов 14
Энерги
1974. с.14