Импульсно-фазовый детектор
Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - увеличение быстродействия. Импульсно-фазовый детектор содержит генератор 1 стабильного тока, зарядный ключ 2, зарядный конденсатор 3, разрядный ключ 4, истоковые повторители 5, 7, 13 и 15 напряжения, ключ 6 выборки, запоминающий конденсатор 8, конденсатор 9, RS-триггер 10, элемент И-НЕ 11, элемент задержки 12, диод 14, источник 16 опорного напряжения, блок 11 вычитания, компаратор 18, D-триггер 19 и ключевой элемент 20. Цель достигается за счет обеспечения в устройстве максимального времени формирования выходного сигнала при изменении разности фаз входных сигналов, равного двум периодам опорного сигнала. 3 ил.
СОЮЗ COBE TCHHX
СОЦИА ЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
1 !) 4 К 03 D 3/02
GÃ1È(".AHÈE ИЗОБРЕТЕНИЯ
М АВ ОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с/с700
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯМ
ПРИ ГНКТ СС«= !
«43;à!, (211 4388 «42/24-09 (22) 18,0«.ЯЯ («6) "O.!0.89. Вюл.t« 40 (/, > В 1 « "з«с«««о«« (53) 621,,7 «„5 i(0ß8. Я) (56) «> rupc««.е с««««детельстно СССР
|««1437963, кл. !1 03 D 3/02, 1 986 ° (54) ИМ«!УЛЪСНО-«!«АЗОВЪ|И ЦЕТГКТОР (57 «1|зобретение отис«ситс.s« ..< ;радиотехнике Цель из«брет; ния — увеличен««>> 0>>«ci ««одеис пил jfh1««>> пьснО-фазовый детектор согегжит г-р 1 стабиль«ого тс>к««> «с«ря д>««>с« >сл«>. ч > з ар яд«>ый
„.SU» 1518872 A 2 кс нде«с это р 1, разрядный ключ 4, нсгс«к«ные пс«нторители 5,7, 13 и 15 н пр«жения, к««к«ч 6 выбс«рки, запомина-:
«Ä«««v «конденсатор 8, конденсатор 9, ;, . -тс ггер I 0, эл-т И-НЕ 1 эл-т 12 запер" .и. диод 14, источник 16 опорного напряжения, блок 17 вычитания, сс«««««пратс«1 18, D-триггер 19 и ключевой эл-т 20. Цель достигается за счет обеспечения н устр-ве максимального времени фор««««рования выходного сигна.««л ««ð «изменении разности фаз входных сигналов, ра«н ого двум периодам опор««с «" сигнапа, 3 ил.
1518872
>г, 1 я к радlt(> t C <
< > ; 1 1 « ) B d f f O > и > E 1l j) E 3
ЧЛС 1 ОT, РЕ <ЛИ (О7 ЕM 4>(3 3ОНОЙ ЛНТ(i—
5 и является у«.>!lt. р
rt.EtJt?I ItO 7l3T. — повьппецие быс г(> T<>Рь1й
Э7 ОМ и B
<-т»яцие
ЦИ><> Ц Л ного пилоoда ульсц
40
Изоб;>е7LJIEI(3 < тц<>с нике, может бып ь Elctt мер, в си>17 oэ(<т >р;>х ванных цы осцоне си< . подстроики частотbl шенствовацием и<обре св. М 14379()3.
Цель и Зобp(>тецk»t
Роде!яствия. l0
Ьа фиг.l принедецл C Jj>óêfóðíà>t электрическая схемы имцулbcíî — ф lэо>3(>— го детекторы; цл фиг.2 и 3 — временные диаграммы его р()боты.
Импу>?ьсf!0 <1>л 3OBtIJE де I LK7ор (- >держkf1 5 генератор стабильного тока, злрядньп! к иач 2, злрядиый конденсатор
3, раз рядцьп< I(JI!<>(t E, IIL ptibllt вый повторитель 5 цлпряжения, к>пвч 6
ВыбОрки ) в ГОр <)и ktt т О ко выл! НО13 1 ори 20 тель 7 напряжения, запоминающий к< идецслтор 8, KHHJ7L»c;37 9, Е8-триггер
10, элемент И-111: 11, элемент 12 злдержки, третий истс>ко?п гй повторите, Iü
13 плпряжеция, диод !4, четвертый 25
И(.:TOKO13bJJ . 11013TO!)ИТ<. .ПЬ 1 5 Нсl!1ряж(ЕНИЯ источник 16 otIUPEIOI o напряжения, блок 17 вычитания, комплратор 18, Dтриггер 19 и к>цочев<>и э>!емец г 20.
Импульсцо-флэ< ныи де>ектор раб<>тает следуюп(им образ им.
ZIPÈ 11О С ГУ!1 11 L I!11(i И 11. ; . . Ь< l! О i i> "1< t 1(>.!с> (QEtI ° 2а, 1>иг. > 1) с уровнем Jio! и <еск .г нуля на oti(>j>lt! IJI вх()j\ детект >рл К. >— 5 триггер 10 у<"гацлнлии lt тон в L>ди и<чное сост яци(. (<1>и!., 2г, 1>,(г. Зг), а рл >рядный ключ - 1 (. крьti<;EL7 < >t, об< с((ЧИ13сl?1 P 3 Р Я;1 3 с! 1>ЯД> (J O Jf(> f1, IL If(:с> 1 i >Р(I
3 до ttyJJLIJ;>; >«тcittll>(ui 1 (фиг.2с фиг.Зе). В Iеч(ци(. Лремеци д .-йс>пия
ИМП)ЛbСd fl?l (П(»Jl(>М ВХОД(> ДЕТЕ>К7 (>P(l ны выходе )л мент;1 И-ill . 1 1 формируе гСЯ СИГ1!ЛП CД111(п IЦОГО VPOBH?I (фцl, Д, фиг. Зд), кот<>рый постy»dLт на вхоп 45 управлеция;<р>(д»го ключл 2 и закрывает его. П<>еле окоцч;>ния дейс гвия
ВХОДНО I О IIMIE)> Jt J> С;3 (>11 <>P1 I (> I О С ?1 Г EIHË(J и>сэ выхОде И-11Е 1 форм?1р) t Гс я сиl.! IH 7 логического цу)1Я, которьп! Отltpbl13(IL I зарядный кль l 2;,3цовремснцо р J7j;»jr!It>JIE ключ 4 закрыв,«тс>(lере 3 откpt>JJ E!EJ зарядный ключ 2 элря(7цый коцдецсыт >р
3 злряж(1ет< я <> г: ец рл горл 1 ст(lt>lt>1!в ного тока. В ре <у.» r(tте 3(!рчдл ст 155 бильньм т<>к<»(it,< <лр?<дцом Holt;ILii! ыторе 3 (фи1 . 2е, <л(г. Зе) ф<>1>мирует(.я нарастыюпгее JJEIIILJII!(>t >(1;ц обр;>зц ь напряжецие, мык. Имы:(ьн(<:)цы ILJI(lt!
E«т(>р<>! Со<>7 во T(JI IIVLт р,! < Jt(>(I и ф;l. 3
H. .< > JEt J>i>t си> El(IJI(>Ð, p(t l
11ри II()(. ãó!Hi<>HHH и)IIIV. lt с,. с уp<>HI!t
Jl<)l ИЧЕ<. КОГО»ИУ>1Я ЦЛ СИ!и;>Л>,Ц>П1 ВХ<>Д (фи? . 2б, фиг. Зб) импу:>ьсц« -1>ы 3<>но1 о детект;i R. >-тригt Lp !1 у<"1,1!IH1 лин I—
Е7 С Я и и УЛ Н <>Е CO(Т(> H tll1(Ild 1)I.I>(<> jlL элемецтл И-1!Е 11 формируется си? и >л (. )j)OВEIL>M ЛОГEftft>(K(>it (EÈЦИI(ЬI) К 3(3Kpl, <ет злрядный к пвч 2. 11ри рл->рядш>п< ключ 4 -..ыкже нлхолитс эык >I IToM состояции. Э(têðJ J7 <>о с<> обои:с клн>че!! Обеспечивлет фиксы зарядном к<и<денсаторе 3 Нос T<)HEI напряжения, равного по величине образному сигналу в м<>мецт прих импульсы 11;I сигцлл?.цьп! (3>(<>jf EIMJJ флэо?н>го детектора (фи> . 2е ., фиг 1 аким образом, 11?>и itt)cтуlldåH зи импульсного сигцала цл r 1» цлльныи вход детектора на заряд)н>м к<. Hjlt цс(3торе 3 вместо пило<>брлзцого формируе"ся сигнал трапецеидлльнои < „!pMbi, амплитуда ко г(>pol прям > Itj)OIH>j>lfklo
Нс)ЛЪН .1 РаЗI<О(ТИ фсlз ОПOРНОГ(> И И:3M(. PЯ ем<>го сигHQJJ(>}3, 11остояцное Напряжение за<1>иксиро13(>нное ны злряцном коидецсыторе 3, через исток< ньн> и вторите (ь 5 цапрнжеция floe T) Hс i) пивший на сигнлльцый вход детект. ра. Это I сигнал открыв,(<= ò ключ 6 выб;>рки, и через истоковый повторитель 5 Напряжения (фиг.2ж, фиг.Зж) происходит заряд запоминающего конденсатора 8 до Напряжения фиксации злрядцого конденсатора 3. Сигнал н
1>ИДЕ ПОСТОЯННОГО НсэПРЯЖЕНИЯ На ЗЛПОМИплющем конденсаторе 8 через истоковьп1 повторитель 7 напряжения поступает ца вых<>д детектора (фиг ° 2з, фиг.Зз)
Одцовременно с зарядом эапоми?3аюп?ег1> конденсатора 8 через истоковый повторитель 13 напряжения происходит заряд конденсаторы 9 тлкже до напряжения фиксации на злрядцом конденсаторе
3 ° Элемент 12 задержки Обеспечивает открытие ключл 6 выборки после окончыцич изменеш!я напряжения H(I .зарядном конденслторе 3. Велич??на задержки д<>лжцл быть больше суммарного времени
JJL pLI(JIevLIIkI>7 RS триггера 10 и зарядного ключа 2. Введение Jd>7Lj»t
М(lt< II l» (II I II I» t.> <. II II >I I I;I II хi >;t< t(>II<»I;I 6 ьз >б< рк»» н lll)(>ll< « I С III)ttx(>jt<)м < I< äót<>lè< I 1 Itìèó>tt <-.л llл I)(»»ес(н<1нт(>— 1О устлнлнлияние. Рлзряди ) лрядньп» я до нулевого ttIttt л<>йствия 10 е детектора .1 ф< рмиру15 35 лон. При увеличении разности фаэ входных сигналов при ее уменьшении на величину, не превышающую 2ЧУ /U«„, диод 14 в момент выборки всегда закрыт, вследствие чего напряжение на входе ключа 6 равно напряжению на конденсаторе 3, и цепь нелинейной обратной связи не оказывает влияния на длительность переходного процесса. Поэтому для обеспечения уменьшения времени переходного процесса во. всем диапазоне изменения разности фаэ входных сигналов величину опорного на50 55 (>tt(>I>t« III нход детектор; » и p)tvòñÿ, т. е. Е8-триггер влется в единичное (<>от<> ный ключ 4 открыв I(T<.H конденслт(р 3 рлзряжаетс готенциллл. Il<)est« >к<. нчл импульса нл <>и< рн<>м вход вых<>де элемента И вЂ” HF. ется сигнал нулевого ш>те>»»»иллл, которьп» открывает ключ 2. Через откры" тьп» зарядный ключ 2 нр<)иск<)дит заряднс>г о конденсатора 3. Напряжение на нем линейно нозрастлет ло момента приходa импульсного сигнала на сигнальHblt» t»>((> >< T< t(T<>I>a, t((торый устaHaBпинает КЯ-триггер 10 н нулевое состоя-20 ние, на выходе элемента И-НЕ 1I формируется единичный потенциал, который злкрь;н,t< v ключ .2. На конде саторе 3 фиксируетс» иttttt(><. >tat»I»» et»t»e, соо >зет ствующее раз ности флз нходнь»х 25 сигналон. Однако форма сигналл на выходе истокового повторителя 5 напряжения »ожет <зтличаться от формы сигнала на зарядном конденсаторе 3 из-за действия цепи нелинейной <>братной связи на истоковом повторителе 13 напряже»<ия, конденсаторе 9 и диоде 14, которая коммутируется через ключевой элемент 20. Этл цепь обратной связи обеспечивает коррекцию амплитудь. и формы трапецеидального сигнала на выходе истоконого повторителя 5 напряжения н занисимости от 40 напряжения на конденсаторе 9, равного напряжению на запоминающем конденсаторе 8, т.е. н зависимости от величины разности фаз опорного и измеряемого сигналов, зафиксированных детектором н 45 предыдущем периоде измерения, Таким образом, н стационарном режиме, когда разность флз опорного и измеряемого сигналон »и стоянна, на вход к 1 уровне », равным U (фиг.2з, фиг, Зз). При скачкообразном уменьшении разности флз входных сигналов на величину, пр-.в It»tat(>tttyh> ц<>роговое знач<.ние, ключ вое элемент 20 закрыт и цепь нелинеиной обратной связи отключается. 1 <> Отк.>»<> <е»»>»с»»еlllt нелинейной обратноц связи осуп»ествляеT<->t следующим (>бр;ta <>м, Иа блок )7 нь>читания поступает сигнал U(Ä с злпоминающего конденслт<>ра 8 чер< з истоковый повторитель I3 нлпряжения, соответствующий» разности фаз на предыдущем измерении, и че;><. 3 истоке в>.и »lot>ò()I>èòåëü 15 напряжения — сигнал 13-,,»(»;), соответствук>»»»>»й напряжению на конденсаторе 3 на текущем пер»оде измерения. С выхода блока 17 вычитания сигнал поступает на вход компаратора 18, на другой вход которого подается напряжение 1>о<> от источника опорного напряжения. При выполнении условия П«,> — U<„> (t) y У,„ на выходе компарлтора 18 формируется сигнал единичного уровня, В тактовые моменты нремени, определяемые приходом импульсов выборки, выходной сигнал компаратора 18 записывается в D-триггер 19, который и управляет ключевым элементом 20. При уменьшении разности фаэ входных сигналов на величину, превышающую пороговое значение, т. е.,(Ч> 2 Й3 п 1 ><Акс где 1)„„ — максимальное напряжение ><лкс на конденсаторах 3 и 9, соответствующее разности фаз 4 «< = 360, в момент о действия импульса выборки D-триггер устанавливается в единичное состояние, а ключевой элемент 20 закрывается. В этом случае за один период формирует ся сигнал отключения цепи нелинейной обратной связи, а за второй производится разряд запоминающего конденсатора до значения, соответствующего новой неличине разности входных сигна.пряжения необходимо ныбрать равной 1 !> I H/37;?! nrem(JrHf!»J Пр. !3(<:1«l>l и«!!!«)Д< 1 >, Г. ". ="7 1 а к и 1 < > < > р а .3 О и > н I I j > < j !. 1 1 l 1 !.". м О (l у (Г p()IIc Tr3c f.lKc!и!апь/н>е !<р(>1/1 ф j>:!«p 13 !в иия Г)1!х )дн«гО с игlIHH;. При и IJ/c/fc ии PdÇÍ()ÑTH ф,.(а3 НХО,<>и!!/Х (.J l ИППС> I Р(113!1() дlЗум пиj> Jl()j(а л! () l!! >)11<) c < (I /I f1 (1 >/а ь I< I,:! !(> l< I« ll u l М >Л, ", il /!.:(r;I, >r I !(,!J!r>rI!< ll!,ll> /1()(!(1 1! I 1 (Л11г!«! .(>(71Jfll! Ill!I l frl«;l< >>((rl!l l« /1(!!; I >/)1!.1 е.>11! I J(.Yr jtrÓ КС> I < P(Г<> «С> Il,.
j)." j1 1 ! I,, I:(! < К !3f I (И 7 1 Н И Я К,! . » r!lC h(>ТО p (7(О 11() jl к„ 1!(>ч (.I f 1! !)1! <>J l т;) (Г! (.Г <7 и(Т() Ii() (3(>I и< >3< T() j7lf Т<Г П>(lI 11l f7(1:> 1 !lfH „, . и:I 1/). "зр, Г (зт<>p(>! Iу > r r,!,,, О ((r I > < >l О п(7Г(!(л> « f 1> ых Од Hc т О и It!If((1 <)Il()Pf!(>! <) 1! 3«j7)f)I PJ!If(I > и I) тPHI ! .p - li та ". .! Г(.". Од>, ",< >т<)1>j!" (Л/1()Ч (! /I 131!/Х()Д " C М<- I Г !1 3, >Д< j)!!< !(31 > (1 1<> !Х<),, >1 "j It J l I>:1 l r(II< II<7(t r-l r, / Х(77!!!!! ФО р м уп а и з О f> р О т ((I и н I/3 Импу)!ПОПО-срл(зл>н! !/! де T(ктОр J1() авт. св. Ir I (I 379r73„(> т 3(и и а (Г Щ И !I С Л 1 (М IТ(! О . < >11з1<) Ъ13(. !I!! 1 че/(и/! (>I)ICTI7(7pCJICTI3(f/I ППОДОIII I ПОТОч$ ilj) !33,Ilr .rl H >1 Е (IГ! i О 13 U I ) а I< Л!! . 1(!1l0 8 О r "/ 1 (- "" 1, 1 i..1 1 д <>QQ, oi. бкг 1 ф! (> > < "Г« 1 — — ", Р-ф/ ! 4!, () -;.:- Л.Г::1-=--! / !!!I ! (Г 1Г > ! < >-- — 1 r" — --; г — /» — (=(! — 3 " - ». — .г - > г -- - r \ 1--с . >ra r! <..! Ж J ..5 < <: :, и j l < . j . p ! i ! у > . (:..>(,! 1(т > р С, = р /; и 1 0ДГ!кт()P >>(<) (j!r>)! и !! ><3 <.;! l <.Л H!.- - r 3 а к я з (> /) 1 (.< j ; < (3(Ш(11(>I I (>!,;117<: . !:. . г . 1; . и!, " 1 .., ir)<3, Г -!131!1» 1! О "крм. 1 "I llr)rr 1 1ЯТ СССР!! tIpi>Jf 3(3(7;(От/3<3!!Il ".:! 3 " r j ь()!. Ц rI с>trr Ю g 5 g jl,«>Д» J . . ((К >(. Ч 7 < ) I I (111P f >f: JI I l sI t,! Yr>rl
