SU698113A1 - Частотно-импульсное устройство автоподстройки частоты - Google Patents

Description

(54) ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНОЕ УСТРОЙСТВО АВТОПОДСТРОЙКИ

ЧАСТОТЫ

1

Изобретение относитс  к радиоизмерительной технике и предназначено дл  приема и обработки сигналов лазерных допплеровских измерителей скорости турбулентных потоков.

Известное устройство дл  автоподстройки частоты, основанное на принципе дискретного управлени  частотой управл емого генератора/ содержит интегратор, перед которым включен с релейной характеристикой, например, задающий генератор, имитирующий степень рассогласовани  ошибки слежени  (знак рассогласовани  определ ет схема реверса) .1.

Однако, скорость движени  системы к точке равновеси  остаетс  максимальной при любой степени действительного разбаланса. Вследствие этог шум автоподстройки частоты генератора оказываетс  большим.

Наиболее близким по технической сущности  вл етс  устройство, содержащее входные квадратурные смесители с фильтрами низкой частоты на выходах , к которым последовательно подключены формирователи ошибки автоподстройки , блок управлени  и управл емый генератор квадратурных сигналов , квадратурные выходы которого соединены с опорньг.1И входами квадратурных смесителей 21 .

Точность и быстродействие такого устройства ограничены величиной дускретности шага. Однако при повыгиении быстродействи  cиcтe ы путем увеличени  шага дискретности ел-гчиваетс  шум автоподстройки и снижаетс  точ0 ность автоподстройки.

Цель изобретени  - повышение быстродействи  и точности автоподстройки .

Дл  этого в частотно-импульсное

5 устройство автоподстройки частоты, содержащее квадратурные смесители, первые входы которых объединены и  вл ютс  входом устройства, вторые входы соединены с выходами управл е0 мого генератора, а каждый выход через фильтр нижних частот - со входами формировател  ав топ оде тройки, и блок управлени , выход которого

5 подключен ко входу управл емого генератора, введены переключатели на транзисторах, регулируемый транзистор , преобразователь сигнала в обратно пропорциональную величину, генератор пилообразного напр жени 

0

и инвертор, при этом первый выход формировател  ошибки автоподстройки соединен через генератор пилообразного напр жени  со входом преобразовател  сигнала в обратно пропор|Циональную величину и .непосредственно с базами первых транзисторов первого и второго переключателей, базы вторых транзисторов которых подключены к общей ШИН;;, а второй выход с базой первого транзистора третьего переключател , эмиттеры транзисторов которого подключены к коллектору регулируемого транзистора , база которого соединена с выходом преобразовател  сигнала в обратно пропорциональную величину, коллектор первого транзистора третьего переключател  соединен с эмиттерами транзисторов первого переключател , коллектор второго транзистора которого подключен к первому входу блока управлени , а коллектор второго транзистора третьего переключател  соединен с эмиттерами

транзисторов второго переключател , коллектор первого транзистора которого подключен через инвертор ко второму входу блока управлени .

На чертеже представлена структур .на  электрическа  схема частотноимпульсного устройства автоподстройки частоты.

Устройство содержит квадратурные смесители 1,2, соединенные с фильтрами 3,4 нижних частот, формировател

5ошибки автоподстройки, генератор

6пилообразного напр жени , соединенный входом с импульсным выходом формировател  5 ошибки автоподстройки , а-выходом - с входом преобразовател  7 сигнала в обратно пропорциональную величину, переключатели

на транзисторах 8, 9, 10 и 11, 12 .и 13, регулируемый транзистор 14 с резистором 15 в цепи эмиттера, инвертор 16, блок управлени  17, управл емый генератор 18. Базы транзисторов 8, 11 соединены с импульсным выходом формировател  5 ошибки автоподстройки , а база транзистора 12 со знаковым выходом формировател  5 ошибки автоподстройки. Коллектбрные резисторы 19, 20 первого и второго переключателей соединены с одним входом блока управлени  17 и через инвертор 16 - с его вторым входсм.

Преобразователь 7 сигнала в обрано пропорциональную величину содер . жит умножитель 21, включенный в цеп обратной св зи операционного усилител  22, в пр мой цепи которого вклчен источник 23 опорного напр жени  Указанный преобразователь можно выполнить и на основе схем цифровых интеграторов или использу  нелинейные функциональные преобразователи, например, диодные схемы.

Устройство работает следующим образом.

На квадратурные смесители 1, 2 поступает допплеровский сигнал А (t) cos (2(5С f J t) и ортогональные сигналы управл емого генератора 18 cos(20i:f t) и sin(), где A(t), fg- огибающа  и частота сигнала , р - частота управл емого генератора 18. На выходах фильтров 3, 4 нижних частот выдел ютс  ортогональные сигналы разностной частоты Af fg- f, в.еличина которой равна ошибке автоподстройки. По нулевым переходам сигнала разностной частоты формируют импульсную последовательность U( и ее знак Задними фронтами импульсной последовательности и,запускаетс  генератор 6 пилообразного напр жени , а сами импульсы управл ют переключател ми на транзисторах 8,9 или 10,11, на вькоде которых формируютс  импульсы Ug. Напр жение и управл ет состо нием переключател  на транзисторах 12, 13, от которых в свою очередь зависит , как-ой из переключателей работает: на транзисторах В, 9 или 10, 11. При положительном значении Ug на блок управлени  17 приход т импульсы Ug, при отрицательном значении и приход т импульсы и. Блок управлени  17 работает как импульсный сумматор. Выходное напр жение с блока управлени  17 измен ет частоту управл емого генератора 18 квадратурньк сигналов до тех пор, пока не будет достигнуто равенство частот управл емого генератора 18 и частоты допплеровского сигнала.

Пилообразное напр жение Ur подаетс  на один из входов умножител  21, включенного в цепи обратной св зи операционного усилител  22. На выход операционного усилител  22 вырабатываетс  напр жение , где Ug величина опорного напр жени  источника 23, К - коэффициент пропорциональности . Учитыва , что пиковое значение пилообразного напр жени . равно Sut;, где S - скорость нарастани  напр жени , то выходное напр жение операционного усилител  22 к моменту по влени  импульса и, будет равно:

ЦБ

и,

аых

K-S

Полага , что крутизна преобразовани  напр жени  в ток в транзисторе 14 равна S( , то амплитуда ВЫХОДНЕЛХ импульсов Uj , снимаемых с .коллекторных нагрузок 19 или 20, определ етс  выражением:

U-S Rl9S,

Обознача  , к, а