SU798623A1

SU798623A1 - Measuring phase-locked transducer

Info

Publication number: SU798623A1
Application number: SU792773185A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Федорович Дегтярев; Игорь Прокофьевич Подоляк; Алла Юрьевна Шульга
Original assignee: Томский Институт Автоматизирован-Ных Систем Управления И Радио-Электроники
Priority date: 1979-05-29
Filing date: 1979-05-29
Publication date: 1981-01-23

Description

Изобретение относите к радиоизмерительной технике и может быть исполбзовано в фазометрии и в системах много канальной передачи информации. Известно устройство фазовой автоподстройки частоты, работающее по вторичным биени м, которое может быть исполь зовано в качестве измерительного преобразовател частоты с фазовой автоподстройкой . Оно содержит подстраиваемый генератор,. смеситель, фазовый детектор, фильтр нижних частот и управл ющий элемент , образующие петлю фазовой авгопод стройки промежуточной частоты, эгапонный генератор и генератор сдвига l}. Недостатком такого устройства вл етс ухудшение фильтрующей способности при расширении полосы захвата и незашищенность устройства от ложного захва та на зеркальной частоте. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс преобразователь , содержащий подстраиваемьй генератор, смеситель, фазовый детектор. опорный генератор, фильтр нижних частот и управл ющий элемент, образующие петлю фазовой автоподстройки промежуточной, частоты, соединенные последовательно генератор импульсов, ключ и формирователь ступенчатого напр жени , выход которого соединен с одним из входов управл ющего элемента, а также соединенные последовательно узкополосный фильтр и амплитудный детектор, выход которого подключен к управл ющему входу ключа, а вход узкополосного фильтра - к выходу смесител J. Недостатком данного устройства вл етс незащищенность от ложных захватов на зеркальной частоте и неустойчивый режим синхрс йзации из-за возможности попадани рабочей точки кольца ФАПЧ на кра полосы удержани , вследствие чего велика веро тность выхода системы ФАПЧ из режима синхрсжизации при флюктуаци х частоты и изменени амплитуды вхошого сигнала, что ограничивает широкое применение подобных преобразователей, а в системах многоканальной передачи информации применение таких устройств становитс недопустимым из-за возможности потерь информации.The invention relates to the radio measuring technique and can be used in phase metering and in systems of a multi-channel transmission of information. It is known a phase locked loop device operating on secondary beats, which can be used as a frequency converter with phase locked loop. It contains a customizable generator. a mixer, a phase detector, a low-pass filter and a control element, forming an intermediate-frequency phase loop loop for the intermediate frequency, an agapone generator and a shift generator l}. The disadvantage of such a device is the deterioration of the filtering ability during the expansion of the capture bandwidth and the non-sweeping of the device from spurious capture at the mirror frequency. The closest in technical essence to the present invention is a converter comprising a tunable generator, a mixer, a phase detector. reference oscillator, low-pass filter and control element, forming an intermediate phase-locked loop, frequencies connected in series by a pulse generator, a key and a step voltage shaper, the output of which is connected to one of the inputs of the control element, as well as narrow-band filter and an amplitude connected in series the detector, whose output is connected to the control input of the key, and the input of the narrow-band filter to the output of the mixer J. The disadvantage of this device is the lack of protection x grips at the mirror frequency and unstable sync mode due to the possibility of the working point of the PLL ring falling on the edges of the hold band, resulting in a high probability that the PLL system will exit the sync compression mode during frequency fluctuations and the amplitude of the high signal will be limited, which limits the widespread use of such converters, and in multi-channel information transfer systems, the use of such devices becomes unacceptable because of the possibility of information loss.

Целью изобретени вл етс повышение точности преобразовани в услови х значительньгх флюктуации частоты и изменений амплитуды BxoZJiHoro сигнала.The aim of the invention is to improve the accuracy of the conversion under conditions of significant fluctuations in frequency and amplitude variations of the BxoZJiHoro signal.

Поставленна цель достигаетс тем, что в измерительный преобразователь с фаЗовой автоподстройкой, содержащий последовательно соединенные опорный генератор , основной фазовый детектор, фильтр нижних частот, подстраиваемый генератор управл ющий элемент н смеситель,соединенный по выходу к основному фазовому детектору, а также последовательно сое- аиненные генератор импупьсов, ключ и формирователь ступенчатого напр жени , выход которого соединен .с одним из входов управл ющего элемента, введены нуль орган, элемент .совпадений, 90 -фазовращатепь , дополнительный фазовый детектор фильтр нижних частот, усилитель-ограничитель , инвертор и Триггер, причем один вход дополнительного фазового детектора соединен с выходом 90 -фазовращател , вход которого подключен к выходу опорного генератора, другой вход его присоединен к выходу смесител , а выход - к входу введенного фильтра нижних частот, соединенного последовательно с усилителем-ограничителем , выход которого присоединен ко входами инвертора и элемента совпадений, подключенного по второму входу к выходу нуль-органа, по третьему - к управл ющему входу ключа и выходу триггера, а по выходу - к одному из установочных входов триггера, другой установочный вход которого соединен с выходом инвертора, при этом вход нупь-органа подсоединен к выходу фильтра нижних частот.The goal is achieved by the fact that a phase-locked phase-locked transducer containing a series-connected reference oscillator, a main phase detector, a low-pass filter, a tunable oscillator control element and a mixer connected to the main phase detector along the output, and a sequentially connected oscillator In addition, the key and the step voltage driver, the output of which is connected to one of the inputs of the control element, are entered zero organ, the element of coincidence, 90 phases An additional phase detector, a low-pass filter, an amplifier-limiter, an inverter and a trigger, with one input of an additional phase detector connected to the output of a 90-phase shifter, whose input is connected to the output of the reference oscillator, the other input is connected to the output of the mixer, and the output to the input of the input low-pass filter, connected in series with the amplifier-limiter, the output of which is connected to the inputs of the inverter and the coincidence element, connected via the second input to the output of the zero-organ, by tr temu - to control input and output of the trigger key, and by output - to one of inputs of the flip-flop mounting, another installer input coupled to the inverter output, the input-nup body is connected to the output of the lowpass filter.

На фиг. 1 представлена электрическа структурна схема устройства; а на фиг. 2 зависимость полосы захвата и поло- сы удержани от амплитуды входного сигнала .FIG. 1 is an electrical block diagram of the device; and in fig. 2 the dependence of the capture band and the hold band on the amplitude of the input signal.

Измерительньй преобразователь с фазовой автоподстройкой содержит смеситель 1, подстраиваемьш генератор 2, управл ющий элемент 3, фильтры 4 н 5 нижних частот, основной фазовый детектор 6 дополнительный фазовый детектор 7, 9О - фазоврашатель 8, опорный генератор 9, нуль-орган 10, элемент 11 совпадений, односторонний усилитель-ограничитель 12 формирователь 13 ступенчатого напр жени , ключ 14, импульсно-потенциальныйThe phase locked loop transducer contains a mixer 1, an adjustable oscillator 2, a control element 3, low-pass filters 4 and 5, a main phase detector 6 an additional phase detector 7, 9О - phase shifter 8, a reference generator 9, a zero-body 10, element 11 coincidence, one-sided limiting amplifier 12 shaper voltage generator 13, key 14, impulse potential

триггер 15, инвертор 16, генератор 17 импульсов. Причем смеситель 1, подстраиваемый генератор 2, управл ющий элемент 3, фильтр нижних частот 4, основной фазовый детектор 6 и опорный генератор 9 образуют петлю ФАПЧ.trigger 15, inverter 16, 17 pulse generator. Moreover, the mixer 1, the adjustable oscillator 2, the control element 3, the low-pass filter 4, the main phase detector 6 and the reference oscillator 9 form a PLL loop.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При отсутствии синхронизации генератора 2 по входному сигналу напр жение на выходе фильтра 5 фазового детектора 7 равно нулю, поэтому состо ние выхода элемента 11 совпадений и напр жение на св занном с ним установочном входе триггера 15 соответствует логическому нулю, а на другом его установочном входе , соединенным с выходом инвертора 16логической единице.. При этом выходное напр жение триггера 15 соответствует логической единице, и импульсы с генератора 17 через ключ 14 поступают на формирователь 13, в результате чего осуществл етс режим поиска. При синхронизации генератора 2 .на основной частоте их выходного напр жени фазового детектора 7 усилитель-ограничитель 12 формирует напр жение, соответствующее логической единице. В момент настройки генератора 2, практически соответствующей середине полосы удержани , нупь-орган 10 вырабатывает скачок напр жени , в результате чего с выхода элемента 11 совпадений на св занный с ним установочный вход триггера 15 подаетс напр жение , соответствующее логической еаинице, и он Опрокидываетс , выдава напр жение запрета на элемент 11 совпадений и ключ 14. Поиск прекращаетс , и обеспечиваетс режим синхронизации промежуточной частоты за счет петли ФАПЧ, который в предлагаемом устройстве осуществл етс в значительно большем динамическом диапазоне входных сигналов благодар начальной синхронизации подстраиваемого генератора практически на середине полосы удержани .In the absence of synchronization of the generator 2 on the input signal, the voltage at the output of the filter 5 of the phase detector 7 is zero, therefore the output state of the coincidence element 11 and the voltage on the associated setup input of the trigger 15 correspond to a logical zero, and on its other installation input, 16-logic unit connected to the inverter output. In this case, the output voltage of the trigger 15 corresponds to a logical one, and the pulses from the generator 17 through the key 14 are fed to the driver 13, as a result of which claim. When the generator 2 is synchronized. At the main frequency of their output voltage of the phase detector 7, the limiting amplifier 12 forms a voltage corresponding to a logical unit. At the time of setting up the generator 2, almost corresponding to the middle of the retention band, the nup-body 10 generates a voltage jump, with the result that the output of the coincidence element 11 to the associated installation input of the trigger 15 is energized corresponding to the logical value, and it tilts issuing a ban voltage on the coincidence element 11 and the key 14. The search stops, and the intermediate frequency is synchronized by the PLL loop, which in the proposed device is significantly higher m dynamic range of input signals due to the initial synchronization generator being adjusted substantially to the middle of retention strip.

Claims

FIG. 2 for 1 initial generator 2 setting for frequency fo dynamic range do- -g ;;; | di - jj, where d is the dynamic range with the initial tuning to the frequency /,. In the synchronization mode, due to the connection of the output of the trigger 15 to one of the inputs of the coincidence element 11, the possibility of forcibly disrupting the output voltage of the null organ 10 with significant fluctuations of the input signal frequency is eliminated. When synchronizing the oscillator 2 at the mirror frequency, the output voltage the power of the limiting amplifier 12 corresponds to a logical zero, therefore the state of the trigger .15 does not change, which leads to the continuation of the search mode and to the disruption of the synchronization of the generator 2 at the mirror frequency. The proposed technical solution, in contrast to the known one, makes it possible to significantly increase the stability of the hold mode while being protected from false locks at the mirror frequency under conditions of high fluctuations of the input signal frequency due to the initial synchronization of the adjustable oscillator in the PLL ring, in addition to the above, it provides the device operability in a wider dynamic range of input signals. The advantage of such converters is most fully manifested when it is necessary to use large multiplicities of transformation. The invention includes a phase-locked transducer containing a series-connected reference generator, a main phase detector, a low-pass filter, a control element, a tunable generator n mixer, an output coupled to the main phase detector, and a series connected pulse generator, a key and a stepped voltage shaper whose output is connected to one of the inputs of the control element, so that, in order to increase the conversion accuracy conditions significant fluctuations of frequency and amplitude changes of the input signal, which has been entered in the zero-body element coincide. Denia, 90 phase shifter, additional phase detector, low pass filter, limiting amplifier, inverter and trigger, with one input of an additional phase detector connected to the output of a 90 ° phase shifter, the input of which is connected to the output of the reference oscillator, the other input is juxtaposed to the output mixer, and the output - to the input of the input filter of the lower frequencies connected in series with the amplifier-limiter, the output of which is connected to the inputs of the inverter and epe (nta matches, connected via the second input to the output zero -organ, the third to the control input of the key and the trigger output, and the output to one of the setup inputs of the trigger, the other installation input of which is connected to the output of the inverter, while the input of the zero-organ is connected to the output of the low-pass filter. information taken into account in the examination 1. Shahgild V.V.V. and others. Phase-locked loop systems, M., Svyaz, 1972, p. 27.

2.Vitmaer G. A. and others. Synchronous eterodyne of a broadband phase meter. - Sat. Methods for constructing and analyzing the plots of phaseometric devices. Omsk, Publishing House, 1972, p. 201