SU803115A1 - Устройство дискретного фазировани - Google Patents

Description

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в высокоскоростной аппаратуре передачи данных.

Известно устройство дискретного фазирования, содержащее последовательно соединенные задающий генератор, фазовый дискриминатор и блок управления, выход которого подключен к входу задающего генератора [1].

Однако такое устройство имеет невысокую точность фазирования.

Цель изобретения — повышение точности фазирования.

Для этого в устройство дискретного фазирования, содержащее последовательно соединенные задающий генератор, фазовый дискриминатор и блок управления, выход которого подключен к входу задающего генератора, блок управления выполнен в виде двух элементов И, реверсивного счетчика, двух элементов И—НЕ и преобразователя код-аналог, причем выход первого и второго элементов И через реверсивный счетчик подключены соответственно к входам первого и Второго элементав И—НЕ, выходы которых соответственно подключены к входам первого и второго элементов И, а входы пер2 вого элемента И—НЕ соединены с входами преобразователя код-аналог, при этом другие входы элементов И и выход преобразователя код-аналог являются соответственно входами и выходом блока управления.

На фиг. 1 дана структурная электрическая схема предложенного устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит задающий генера¹⁰ тор 1, фазовый дискриминатор 2 и блок 3 управления, состоящий из элементов И 4 и 5, элементов И—НЕ 6 и 7, реверсивного счетчика 8 и преобразователя 9 код-аналог.

Устройство работает следующим обра₍₅ зом.

На один из входов фазового дискриминатора 2 поступают принимаемые посылки, на другой вход — последовательность посылок от задающего генератора 1. В зависимости от знака рассогласования (отстава²⁰ ние или опережение) по фазе формируется сигнал на одном или другом выходе дискриминатора 2 (фиг. 2а, и), при этом реверсивный счетчик 8 соответственно будет производить счет или в направлении сложения или в направлении вычитания. Кодовый п-разрядный сигнал с выходов п-разрядного реверсивного счетчика 8 преобразуется с помощью преобразователя 9 в аналоговый сигнал, который используется для управления частотой задающего генератора 1. При ₅ этом частота задающего генератора 1 принимает 2 различных значения. В случае большого отставания по фазе, когда значения частот задающего генератора 1 могут значительно разойтись, на одном выходе фазового дискриминатора 2 формируется серия под- 10 ряд идущих сигналов (фиг. 2 а).

Если их количество превышает емкость реверсивного счетчика 8, который работает в этом случае на сложение, то на выходе элемента И—НЕ 6 формируется сигнал, фиксирующий наличие всех единиц на прямых выходах реверсивного счетчика 8 (фиг. 2 6, в, г). Этот сигнал поступает на элемент И 4 (фиг. 2 д) й запрещает прохождение сигналов опережения с выхода фазового дискриминатора 2, тем самым дальнейший счет 20 реверсивного счетчика 8 в том же направлении прекращается (фиг. 2 б, в, г), величина аналогового сигнала на выходе преобразователя 9, а, следовательно, и частота задающего генератора 1 не меняется (фиг. 2д) и остается приближенной к значению частоты задающего генератора 1. При отсутствии ограничения по счету элементы И 4 и И—НЕ 6 после заполнения реверсивного счетчика 8 (все единицы на прямых выходах) происходит его сброс в нулевое состояние, хотя зо знак рассогласования еще не изменился. Сброс реверсивного счетчика 8 равносилен изменению частоты на величину диапазона управления. При этом происходит возвращение частот принимаемого сигнала и задающего генератора 1 в первоначальное ^3ί состояние, т. е. происходит вновь отставание по фазе. В случае большого опережения по фазе процесс протекает аналогично. На другом выходе фазового дискриминатора 2 (фиг. 2 и) формируется серия подряд 40 идущих сигналов и, если их количество превышает емкость реверсивного счетчика 8, который в этом случае работает на вычитание, то на выходе элемента И—НЕ 7 формируется сигнал, фиксирующий наличие всех единиц на инверсных выходах реверсив- ⁴⁵ ного счетчика 8 (фиг. 2е, ж, з). Этот сигнал поступает на элемент И 5 (фиг. 2 к) и запрещает прохождение сигналов отставания с выхода фазового дискриминатора 2, тем самым дальнейший счет реверсивного счет- jq чика 8 в том же направлении прекращается, и величина аналогового сигнала на выходе преобразователя 9, а следовательно, и частота задающего генератора 1 не меняется (фиг. 2 л).

В момент включения, когда реверсивный ⁵⁵ счетчик 8 находится в произвольном состоянии, а сигналы задающего генератора 1 рассогласованы по частоте и фазе относи тельно принимаемого сигнала на входе фазового дискриминатора 2, соотношение знаков рассогласования фаз Δί и частот Δω может быть различным, т. е. возможны следующие ситуации:

знак рассогласования фаз таков, что при поступлении сигналов рассогласования с выхода фазового дискриминатора 2 на соответствующий вход реверсивного счетчика 8, который находится в произвольном состоянии, может произойти изменение частоты задающего генератора 1 так, что фазовое рассогласование будет уменьшаться;

знак рассогласования фаз таков, что при поступлении сигналов рассогласования с выхода фазового дискриминатора 2 на соответствующий вход реверсивного счетчика 8, который находится в произвольном состоянии может произойти изменение частоты задающего генератора, так что фазовое рассогласование будет увеличиваться. В первом случае возможна ситуация, когда установившийся режим наступает до заполнения реверсивного счетчика 8. Здесь возможны два варианта:

первый соответствует тому, что рассогласование по частоте и фазе одновременно становятся нулевыми, второй, более вероятный, соответствует тому, что нули частотного и фазового рассогласования не совпадают по времени. При этом изменениее частоты идет в одном направлении до момента, когда Δω = 0 и поскольку в этот момент фазовое рассогласование Δ<ρостается того же знака, что и в начальный момент, частотное рассогласование, перейдя через нулевое значение, меняет знак и увеличивается в противоположном направлении до момента, когда станет равным нулю фазовое рассогласование. После того, как фазовое рассогласование Δφ переходит через нуль и поменяет знак, т. е. сигнал рассогласования появляется на другом выходе фазового дискриминатора 2, частота начинает меняться в обратном направлении и весь процесс повторяется в обратном направлении. Установившийся режим будет заключаться в том, что частота'задающего генератора 1 колеблется около значения, соответствующего Δω = 0, при этом амплитуда колебаний частоты равна удвоенному значению частотного интервала измеренному от точки, где рассогласование частоты после включения стало равным нулю, до точки, соответствующей отсутствию фазового рассогласования. Таким образом, частота задающего генератора 1 как бы сканирует, отклоняясь симметрично в обе стороны от точки, где Δω = 0.

В том же первом случае возможна иная ситуация, а именно — реверсивный счетчик 8 заполнен, а фазовое рассогласование еще не равно нулю.

Поскольку знак Δφ остается прежним сигналы рассогласования продолжают при ходить на тот же вход реверсивного счетчика 8, но его состояние не меняется, так как элемент И 5 (или И 4) закрыт сигналом элемента И—НЕ 7 или И—НЕ 6.

Этот режим соответствует отсутствию регулирования, так как управляющее напряжение остается неизменным (в одном из двух крайних значений) даже при наличии сигналов рассогласования. Через время t = — , где Δ<ρί — величина рассогласованияфаз в момент заполнения реверсивного счетчика 8, Δ ω з — соответствующее частотное рассогласование, фазовое рассогласование Δφ будет равно нулю, но так как рассогласование по частоте считается равным Доз, то Дфпереходит через нуль и приобретает другой знак.

Сигналы рассогласования приходят на другой вход реверсивного счетчика 8, который начинает считать в обратном направлении. Этот момент соответствует включению регулирования частоты и ее изменение соответствует уменьшению Δφ

Дальнейший процесс аналогичен рассмотренному выше случаю, когда нули частотного и фазового рассогласования по времени не совпадают в установившемся режиме, и частота задающего генератора 1 сканирует симметрично в обе стороны от точки, где Δω = 0. При этом амплитуда колебаний частоты равна 2Дшз, так как частота меняется от значения, соответствующего разности частот Δ ω э> до значения, соответствующего Δω = 0, и далее симметрично проходит тот же интервал до момента, когда фазовое рассогласование, теперь уже уменьшающееся, станет равным нулю. Далее процесс повторится в обратном направлении.

Когда изменение частоты соответствует увеличению фазового рассогласования (режим разрегулирования), устройство неизбежно входит в режим заполнения реверсивного счетчика 8, т. е. в режим отсутствия регулирования. С этого момента работа устройства протекает аналогично, т. е. через время t - где Дфз— величина рассогласования фаз в момент заполнения реверсивного счетчика 8, а йаз — соответствующее частотное рассогласование, Δφ будет равно нулю и т. д.

Максимально возможный интервал сканирования частоты в установившемся режиме соответствует полному диапазону управления по частоте, в этом случае точка Δω = = 0 и находится в середине интервала. 5 Следовательно, в установившемся режиме частота сканирует симметрично в районе точки Δω=0, дискретность сканирова ния определяется числом разрядов реверсивного счетчика.

Поскольку частота задающего генера10 тора 1 принимает с определенной дискретностью последовательно все значения частоты в диапазоне управления, то вероятность того, что в момент перерыва канала связи, частота задающего генератора 1 будет находиться вблизи точки Δ ω = 0.

Предложенное устройство позволяет повысить точность фазирования уменьшить вероятность расфазирования при перерывах канала связи, т. е. уменьшить потери передаваемых данных.

Claims (1)

1. (54) УСТРОЙСТВО ДИСКРЕТНОГО ФАЗИРОВАНИЯ в направлении вычитани . Кодовый п-разр дный сигнал с выходов п-разр дного реверсивного счетчика 8 преобразуетс  с помощью преобразовател  9 в аналоговый сигнал, который используетс  дл  управлени  частотой задающего генератора 1. При этом частота задающего генератора 1 принимает 2 различных значени . В случае больщого отставани  по фазе, когда значени  частот задающего генератора 1 могут значительно разойтись, на одном выходе фазового дискриминатора 2 формируетс  сери  подр д идущих сигналов (фиг. 2 а). Если их количество превыщает емкость реверсивного счетчика 8, который работает в этом случае на сложение, то на выходе элемента И-НЕ 6 формируетс  сигнал, фиксирующий наличие всех единиц на пр мых выходах реверсивного счетчика 8 (фиг. 26, в, г). Этот сигнал поступает на элемент И 4 (фиг. 2 д) и запрещает прохождение сигналов опережени  с выхода фазового дискриминатора 2, тем самым дальнейщий счет реверсивного счетчика 8 в том же направлении прекращаетс  (фиг. S б, в, г), величина аналогового сигнала на выходе преобразовател  9, а, следовательно, и частота задающего генератора 1 не мен етс  (фиг. 2д) и остаетс  приближенной к значению частоты задающего генератора 1. При отсутствии ограничени  по счету элементы И 4 и И-НЕ 6 после заполнени  реверсивного счетчика 8 (все единицы на пр мых выходах) происходит его сброс в нулевое состо ние, хот  знак рассогласовани  еще не изменилс . Сброс реверсивного счетчика 8 равносилен изменению частоты на величину диапазона управлени . При этом происходит возвращение частот принимаемого сигнала и задающего генератора 1 в первоначальное состо ние, т. е. происходит вновь отставание по фазе. В случае больщого опережени  по фазе процесс протекает аналогично. На другом выходе фазового дискриминатора 2 (фиг. 2 и) формируетс  сери  подр д идущих сигналов и, если их количество превыщает емкость реверсивного счетчика 8, который в этом случае работает на вычитание , то на выходе элемента И-НЕ 7 формируетс  сигнал, фиксирующий наличие всех единиц на инверсных выходах реверсивного счетчика 8 (фиг. 2е, ж, з). Этот сигнал поступает на элемент И 5 (фиг. 2 к) и запрещает прохождение сигналов отставани  с выхода фазового дискриминатора 2, тем самым дальнейщий счет реверсивного счетчика 8 в том же направлении прекращаетс , и величина аналогового сигнала на выходе преобразовател  9, а следовательно, и частота задающего генератора 1 не мен етс  (фиг. 2л). В момент включени , когда реверсивный счетчик 8 находитс  в произвольном состо нии , а сигналы задающего генератора 1 рассогласованы по частоте и фазе относительно принимаемого сигнала на входе фазового дискриминатора 2, соотнощение знаков рассогласовани  фаз Af и частот Дц) может быть различным, т. е. возможны следующие ситуации: знак рассогласовани  фаз таков, что при поступлении сигналов рассогласовани  с выхода фазового дискриминатора 2 на соответствующий вход реверсивного счетчика 8, который находитс  в произвольном состо нии , может произойти изменение частоты задающего генератора 1 так, что фазовое рассогласование будет уменьщатьс ; знак рассогласовани  фаз таков, что при поступлении сигналов рассогласовани  с выхода фазового дискриминатора 2 на соответствующий вход реверсивного счетчика 8, который находитс  в произвольном состо нии может произойти изменение частоты задающего генератора, так что фазовое рассогласование будет увеличиватьс . Б первом случае возможна ситуаци , когда установивщийс  режим наступает до заполнени  реверсивного счетчика 8. Здесь возможны два варианта: первый соответствует тому, что рассогласование по частоте и фазе одновременно станов тс  нулевыми, второй, более веро тный, соответствует тому, что нули частотного и фазового рассогласовани  не совпадают по времени. При этом изменениее частоты идет в одном направлении до момента, когда Д ш О и поскольку в этот момент фазовое рассогласование Д(ростаетс  того же знака, что и в начальный момент, частотное рассогласование , перейд  через нулевое значение, мен ет знак и увеличиваетс  в противоположном направлении до момента, когда станет равным нулю фазовое рассогласование. После того, как фазовое рассогласование Дер переходит через нуль и помен ет знак, т. е. сигнал рассогласовани  по вл етс  на другом выходе фазового дискриминатора 2, частота начинает мен тьс  в обратном направле НИИ и весь процесс повтор етс  в обратном направлении. Установивщийс  режим будет заключатьс  в том, что частота задающего генератора 1 колеблетс  около значени , соответствующего Дш О, при этом амплитуда колебаний частоты равна удвоенному значению частотного интервала измеренному от точки, где рассогласование частоты после включени  стало равным нулю, до точки, соответствующей отсутствию фазового рассогласовани . Таким образом, частота задающего генератора 1 как бы сканирует , отклон  сь симметрично в обе стороны от точки, где Д со 0. В том же первом случае возможна ина  ситуаци , а именно - реверсивный счетчик 8 заполнен, а фазовое рассогласование еще не равно нулю. Поскольку знак Дф остаетс  прежним сигналы рассогласовани  продолжают приходить на тот же вход реверсивного счетчика 8, но его состо ние не мен етс , так как элемент И 5 (или И 4) закрыт сигналом элемента И-НЕ 7 или И-НЕ 6. Этот режим соответствует отсутствию регулировани , так как управл ющее напр жение остаетс  неизменным (в одном из двух крайних значений) даже при наличии сигналов рассогласовани . Через врем  t - , где Дсрз - величина рассогласовани  аз в момент заполнени  реверсивного счетчика 8, Д ш з - соответствующее частотное рассогласование, фазовое рассогласование Дф будет равно нулю, но так как рассогласование по частоте считаетс  равным Дй}8, то Дфпереходит через нуль и приобретает другой знак. Сигналы рассогласовани  приход т на другой вход реверсивного счетчика 8, который начинает считать в обратном направлении . Этот момент соответствует включению регулировани  частоты и ее изменение соответствует уменьшению Дф Дальнейший процесс аналогичен рассмотренному выше случаю, когда нули частотного и фазового рассогласовани  по времени не совпадают в установившемс  режиме , и частота задающего генератора 1 сканирует симметрично в обе стороны от точки , где Д(й 0. При ;Этом амплитуда колебаний частоты равна 2Дй}з, так как частота мен етс  от значени , соответствующего разности частот Д ш э. ДО значени , соответствующего Дй) О, и далее симметрично проходит тот же интервал до момента, когда фазовое рассогласование, теперь уже уменьшающеес , станет равным нулю. Далее процесс повторитс  в обратном направлении . Когда изменение частоты соответствует увеличению фазового рассогласовани  (режим разрегулировани ), устройство неизбежно входит в режим заполнени  реверсивного счетчика 8, т. е. в режим отсутстви  регулировани . С этого момента работа устройства протекает аналогично, т. е. через врем  t « , где (ft- величина рассогласовани  фаз в момент заполнени  реверсивного счетчика 8, а Дшз - соответствующее частотное рассогласование, Д( будет равно нулю и т. д. Максимально возможный интервал сканировани  частоты в установившемс  режиме соответствует полному диапазону управлени  по частоте, в этом случае точка Дю О и находитс  в середине интервала. Следовательно, в установившемс  режиме частота сканирует симметрично в районе точки Дй)0, дискретность сканирова ни  определ етс  числом разр дов реверсивного счетчика. Поскольку частота задающего генератора 1 принимает с определенной дискретностью последовательно все значени  частоты в диапазоне управлени , то веро тность того, что в момент перерыва канала св зи, частота задающего генератора 1 будет находитьс  вблизи точки Д (О 0. Предложенное устройство позвол ет повысить точность фазировани  уменьшить веро тность расфазировани  при перерывах канала св зи, т. е. уменьшить потери передаваемых данных. Формула изобретени  Устройство дискретного фазировани , содержащее последовательно соединенные задающий генератор, фазовый дискриминатор и блок управлени , выход которого подключен к входу задающего генератора, отличающеес  тем, что, с целью повыщени  точности фазировани , блок управлени  выполней в виде двух элементов И, реверсивного счетчика, двух элементов И-НЕ и преобразовател  код-аналог, причем выход первого и второго элементов И через реверсивный счетчик подключены соответственно к входам первого и второго элементов И-НЕ, выходы которых соответственно подключены к входам первого и второго элементов И, а входы первого элемента И-НЕ соединены с входами преобразовател  код-аналог, при этом другие входы элементов И и выход преобразовател  код-аналог  вл ютс  соответственно входами и выходом блока управлени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Гуров В. С. Основы передачи данных по проводным каналам. М., «Св зь, 1964, с. 235, рис. 7.96 (прототип).

   Фиг,

   О nj-l rTJT rLrLrLrLrL

   9

   s

   г д

   е

   ж

   3

   n JlJnjn rLrLrLn