Импульснофазовый детектор

 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в устройствах с ФАПЧ. Цель изобретения - снижение пульсаций выходного сигнала с частотой сравнения. Детектор содержит генератор 1 стабильного тока, зарядный и разрядный ключи 2, 4 зарядный конд-р 3, истоковые повторители 5, 7, 13 напряжения, запоминающий конд-р 8, конд-9, RS-триггер 10, элемент И-НЕ 11, элемент задержки 12, диод 14. Для достижения цели между входом триггера 10 и входом управления ключа 4 введен элемент И 16, а также введен элемент задержки 15. После поступления импульсного сигнала на сигнальный вход детектора на конд-ре 3 формируется сигнал трапецеидальной формы, амплитуда которого прямо пропорциональна разности фаз опорного и измеряемого сигналов, а длительность вершины трапеции имеет постоянное значение, равное суммарной задержке элементов задержки 12 и 15, что обеспечивает уменьшение уровня пульсаций с частотой сравнения на выходе при разности фаз входных сигналов, близкой к 180°. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А2 (19) (11> (5й 4 Н 03 D 3/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHSIM

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1437963 (21) 4345533/24-09 (22) 17. 12 ° 87 (46) 15.08.89, Вюл. М - 3п (72) В.Л.Кузнецов и IO.Ô.Çåëåíûé (53) 621.376.55 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(1437963, кл. Н 03 D 3/02, 1986. (54) ИМПУЛЬСНО-ФАЗОВЬЙ ДЕТЕКТОР (57) Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в устройствах с ФАПЧ. Цель изобретения снижение пульсаций выходного сигнала с частотой сравнения. Детектор содержит генератор 1 стабильного тока, .зарядный и разрядный ключи 2, 4, зарядный конд-р 3, истоковые повторители 5, 7, 13 напряжения, запоминаю2 щий конд — р 8, конд-р 9, RS-триггер

10, элемент И-НЕ 11, элемент задержки 12, диод 14. Для достижения цели между S-входом RS-триггера 10 и входом управления ключа 4 введен элемент И 16, а также введен элемент задержки 15. После поступления импульсного сигнала на сигнальный вход детектора на конд-ре 3 формируется сигнал трапецеидальной формы, амплитуда которого прямо пропорциональна разности фаз опорного и измеряемого сигналов, а длительность вершины трапеции имеет постоянное значение, равное суммарной задержке элементов задержки 12 и 15, что обеспечивает уменьшение уровня пульсаций с частотой сравнения на выходе при разности фаз входных сигналов, близкой к 180 . 2 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться н устройствах с фазовой автоподстройкой частоты. 5

Цель изобретения — снижение пульсаций выходного сигнала с частотой сравнения.

На фиг ° 1 приведена структурная электрическая схема импульсно-фазо- 10 вого детектора, на фиг.2 — временные диаграммы его работы.

Импульсно-hasoabN детектор содержит генератор 1 стабильного тока, зарядный ключ 2, зарядный конденса- 15 тор 3, разрядный ключ 4, первый истоковый повторитель напряжения 5, ключ 6 выборки, второй истоковый повторитель напряжения 7, запоминающий конденсатор 8, конденсатор 9, RS-триггер 10, элемент И-HF. 11, первый элемент задержки 12, третий истоковый повторитель напряжения

13, диод 14, второй элемент задержки 15, элемент И 16.

Импульсно-фазовый детектор работа. ет следующим образом.

При поступлении импульсного сигнала Лиг. 2а, с уровнем логического 30 нуля на опорный вход детектора RSтриггер 10 устанавливается в единичное состояние фиг ° 2г, а разрядный ключ 4 открывается, обеспечивая разряд зарядного конденсатора 3 до нулевого потенциала фиг.2ж. В течение времени действия импульса на опорном входе детектора на выходе элемента И-НЕ 11 формируется сигнал единичного уровня фиг.2д, который 40 поступает на вход управления зарядного ключа 2 и закрывает его. После окончания действия входного импульса опорного сигнала на выходе элемента

И-НЕ 11 формируется сигнал логическо 45

ro нуля, который открывает зарядный ключ 2, одновременно с этим на выходе элемента И 16 формируется сигнал фиг.2е.логической единицы, который закрывает разрядный ключ 4. Через открытый зарядный ключ 2 зарядный конденсатор 3 заряжается от генератора 1 стабильного тока. В результате заряда стабильным током на зарядном конденсаторе 3 формируется нарастающее линейное пилообразное напряжение фиг.2ж, максимальное значение которого соответствует разности фаз входных сигналов, равной ась= 360

Itp» поступлс нии импульса фиг. 2б с уровнем логического нуля на сигнальный вход импульсно-фазового детектора

RS-тригг ер 10 устанавливается в нулевое состояние, на выходе элемента

И-НЕ 11 формируется сигнал с уровнем логической единицы. который закрывает зарядный ключ 2. При этом разрядный ключ 4 также находится в закрытом состоянии. Закрытое состояние обоих ключей обеспечивает фиксацию на зарядном конденсаторе 3 постоянного напряжения фиг,2х, равного по величине пилообразному сигналу в момент прихода импульса на сигнальный вход импульсно-*азового детектора.

Таким образом, при поступлении импульсного сигнала на сигнальный вход детектора, на зарядном конденсаторе 3 вместо пилообразного формируется сигнал трапецеидальной формы, амплитуда которого прямо пропорциональна разности фаз опорного и измеряемого сигналов.

Постоянное напряжение, зафиксированное на зарядном конденсаторе 3, через первый истоковый повторитель напряжения 5 фиг.2в поступает на вход ключа 6 выборки, На вход управления ключа 6 выборки через первый элемент 12 задержки подается импульсный сигнал фиг.2в, поступивший на сигнальный вход детектора. Этот сигнал открывает ключ 6 выборки и через первый истоковый повторитель напряжения 5 происходит заряд запоминающего конденсатора 8 до напряжения фиксации зарядного конденсатора 3. Сигнал в виде постоянного напряжения фиг.2и на запоминающем конденсаторе 8 через второй истоковый повторитель напряжения 7 поступает ° на выход устройства. Одновременно с зарядом запоминающего конденсатора

8 через третий истоковый повторитель

13 напряжения происходит заряд конденсатора 9 также до напряжения фиксации зарядного конденсатора 3 ° Первый элемент задержки 12 обеспечивает открытие ключа 6 выборки после окончания изменения напряжения на зарядном конденсаторе 3. Величина задержки первого элемента задержки 12 должна быть больше суммарного времени переключения RS-триггера 10 и зарядного ключа 2. Введение задержки выборки совместно с фиксацией напря1501

30 жения на зарядном конденсаторе 3 устраняет изменение напряжения на входе ключа 6 выборки в процессе выборки.

Импульсный сигнал с выхода первого элемента задержки 12 поступает также через второй элемент задержки

15 на второй вход элемента И 16. !1ри этом на его выходе формируется сиг- 10 нал нулевого уровня, который открывает разрядный ключ 4, и производится разряд зарядного конденсатора 3 до нулевого потенциала. Величина задержки второго элемента задержки 15 15 должна быть больше суммарного времени выборки и времени переключения ключа 6 выборки.

Таким образом, после поступления импульсного сигнала на сигнальный 20 вход детектора на зарядном конден— саторе 3 формируется сигнал трапецеидальной формы, амплитуда которого прямо пропорциональна разности фаз опорного и измеряемого сигнала, а

25, длительность вершины трапеции имеет постоянное значение, равное суммарной задержке элементов 12 и 15, что обеспечивает уменьшение уровня пульсаций с частотой сравнения на выходе при разности фаэ входных сигналов, близкой к 180 .

С приходом следующего импульса на опорный вход детектора процесс описанный выше, повторяется, однако, 35 форма сигнала на выходе первого истокового повторителя напряжения 5 может отличаться от формы сигнала на зарядном конденсаторе 3 из-эа действия цепи нелинейной обратной связи 40 на третьем истоковом повторителе напряжения 13, конденсаторе 9 и диоде 14. Эта цепь обратной связи обеспечивает коррекцию амплитуды и формы трапецеидального сигнала на 45 выходе истокового повторителя 5 напряжения в зависимости от напряжения на конденсаторе 9, равного напряжению на запоминающем конденсаторе 8, т.е. в зависимости от величины раз- 50 ности фаз опорного и измеряемого

255 6 сигнала, зафиксированного детектором в предыдущем периоде измерения.

Таким образом, в стационарном режиме, когда разность фаэ опорного и измеряемого сигналов постоянна, на вход ключа 6 выборки поступает сигнал трапецеидальной *ормы с перепадом уровней, равным Б, и длительностью, равной суммарной задержке элементов 12 и 15, т.е. c, + с, (фиг.2з).

Для этого сигнала, апроксимированного прямоугольными импульсами, используя разложение Фурье, получаем амплитуду первой гармоники выходного сигнала с частотой сравнения на входе ключа 6 выборки

2Vq . «(Т вЂ” «)

V sin --- — —- в«« Т где с« — длительность выходного сигнала (логического)элемента

11 И-НЕ, в течение которого открыт зарядный ключ 3, И вЂ” прямое падение напряжения

1 на диоде 14, соответственно амплитуда первой гармоники на выходе ключа 6 выборки будет равна

U, „С 2UpC . «(Т i )

1 вы» С„„+ С « «(C«+C ) ходная емкость ключа выборки, С вЂ” емкость запоминающего конденсатора 8.

Ф о р м у л а и з î б р е т е н и я

Импульсно-фазовый детектор по авт.св. В 1437963, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения пульсаций выходного сигнала с частотой сравнения, между S-входом

RS-триггера и входом управления pasрядного ключа введен элемент И, между вторым входом которого и выходом первого элемента задержки введен второго элемент задержки.

1501255 î

f e

gг

4 у те

О

< пх

Составитель A.Êîëoñoâ

Техред М, Ходаннч

Корректор И.Муска

Редактор M.ÒoBòèí

Подписное

Тираж 884

Заказ 4890/55

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул, Гагарина, 101