Частотно-фазовый компаратор

 

Изобретение относится к технике измерения частот и фаз импульсных сигналов и может быть использовано в системах синхронизации двоичной информации, воспроизводимой с носителя магнитной записи. Цель изобретения - повышение точности фазового сравнения за счет уменьшения зоны нечувствительности. Частотно-фазовый компаратор содержит первый и второй триггеры 1 и 2, элемент3 совпадения, выполненный с использованием элемента И-НЕ, первый выход 4 частотно-фазового компаратора , одновибратор 5, первый вход 6 устройства , третий триггер 7, элемент ИЛИ 8, инвертор 9, элемент И 10, второй выход 11 устройства, второй вход 12 устройства, шина 13 управляющего сигнала. Цель достигается за счет того, что при нулевой разности фаз, входных сигналов осуществляется формирование выходных импульсов равной длительности. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 03 0 13/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,К АВТОРСКОМ СВИДЕТЕЛЬСТВ / (21) 4748303/09 (22) 11.10.89 (46) 30. l0,91. Бюл. М 40 (71) Научно-исследовательский. институт вычислительной техники (72) В.А,Кузьмин и В.А.Чулков (53) 621.374.5 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 983978, кл. Н 03 D 13/00,-1981. (54) ЧАСТОТНО-ФАЗОВЫЙ КОМПАРАТОР (57) Изобретение относится к технике измерения частот и фаз импульсных сигналов и может быть использовано в системах синхронизации двоичной информации, воспроизводимой с носителя магнитной записи.

Цель изобретения — повышение точности

ÄÄ59ÄÄ 1688382 А1 фазового сравнения за счет уменьшения зоны нечувствительности. Частотно-фазовый компаратор содержит первый и второй триггеры 1 и 2, элемент 3 совпадения, выполненный с использованием элемента И-НЕ, первый выход 4 частотно-фазового компаратора, одновибратор 5, первый вход 6 устройства, третий триггер 7, элемент ИЛИ 8, . инвертор 9, элемент И 10, второй выход 11 устройства, второй вход 12 устройства, шина 13 управляющего сигнала. Цель достигается за счет того, что при нулевой разности фаз, входных сигналов осуществляется формирование выходных импульсов равной длительности. 4 ил, 1688382

Изобретение относится к технике измерения частот и фаз импульсных сигналов и может быть использовано в системах синхронизации двоичной информации, воспроизводимой с носителя магнитной записи.

Цель изобретения — повышение точности фазового сравнения за счет уменьшения зоны нечувствительности.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема частотно-фазового компаратора; на фиг.2,3- временные диаграммы, поясняющие работу устройства в режиме частотно-фазового сравнения; на фиг.4— временные диаграммы поясняющие работу устройства в режиме фазового сравнения.

Частотно-фазовый компаратор содержит первый и второй триггеры 1 и 2, элемент

3 совпадения, выполненный на элементе ИНЕ, первый выход 4 частотно-фазового компаратора, одновибратор 5, первый вход

6 устройства, третий триггер 7, элемент

ИЛИ 8, инвертор 9, элемент И 10, второй выход 11 устройства, второй вход12 устройства, шина 13 управляющего сигнала.

Частотно-фазовый компаратор работает следующим образом.

В зависимости от уровня управляющего сигнала на шике 13 фиг.2, 3 А частотно-фазовый компаратор производит сравнение входных сигналов поступающих на первый вход 6 и второй вход, 12, либо по частоте и фазе, либо только по фазе фиг. 2. 3 Б, B.

Результат сравнения представляется шириной импульсов, образующихся на первом и втором выходах 4 и 1I1 фиг,2, 3 Ж, Е.

В режиме частотно-фазового сравнения уровень управляющего сигнала на шине 13 соответствует "1". Этот уровень удерживает во взведенном состоянии третий триггер

7, фиг.2, 3 Д в сброшенном состоянии одновибратор 5 фиг.2, 3 Г и не мешает работе второго триггера 2. Уровень "1" с выхода третьего триггера 7 не мешает прохождению сигналов сброса с выхода элемента совпадения 3 фиг.2, 3 И через элемент И 10, а "О" с выхода одновибратора 3 не мешает прохождению сигналов с выхода второго триггера 2 через элемент ИЛИ 8 на второй выход устройства фиг,2, 3 Ж, Ситуация, когда частоты сравниваемых сигналов не равны, показана на фиг.2, Пусть частота входных сигналов Б на первом входе 6 ниже частоты опорных сигналов на втором входе 12, Из-за неравенства сравниваемых частот второй триггер 2 всегда вэводится раньше первого триггера 1 и на его выходе образуется последовательность импульсов разной ширины, которая через элемент ИЛИ 8 проходит на второй ки элемента совпадения 3, элемента И 10 и первого и второго триггеров 1 и 2 (они далее компенсируются).

В режиме только фазового сравнения

45 уровень управляющего сигнала фиг.4 А на шине 13 нулевой. Этотуровень обеспечивает нулевое состояние второго триггера 2 и разрешает работу третьего триггера 7 и одновибратора 5, При этом "0" с выхода второго триггера 2 не препятствует прохождению сигналов через элемент ИЛИ

8 с выхода одновибратора 5 на второй выход

11 устройства и устанавливает на выходе элемента 3 (фиг.4 и) уровень "1", который не мешает прохождению импульсов сброса с третьего триггера 7 íà R-вход первого триггера 1.

В этом режиме устройство работает следующим образом.

30 выход устройства 11. Начало этих импульсов, отмеченных на диаграмме фиг.2 Ж косой штриховкой, совпадает с моментом поступления сигнала большей частоты фиг.2

В, а конец с моментом поступления импульсов фиг.2 Б меньшей частоты. Сброс первого и второго триггеров 1 и 2 происходит после того, как они оба окажутся взведенными. При этом элемент совпадения 3 фиксирует совпадение единичных логических уровней на выходах первого и второго триггеров 1 и 2 и вырабатывает импульс фиг.2 И сброса, который, проходя через элемент И

10, сбрасывает первый и второй триггеры 1 и 2. Таким образом в рассмотренной ситуации на втором выходе 11 вырабатываются импульсы фиг,2 Ж длительностью, равной текущей задержке Лt (фиг.2) сигнала Б относительно сигнала В. На первом выходе 4 вырабатываются импульсы, длительность которых равна сумме задержек элемента совпадения 3, элемента 10 и первого триггеоа 1. В случае, когда частота сигналов фиг.2 Б выше частоты сйгналов фиг.2 В, последовательность импульсов будет образовываться уж на первом выходе 4, Если частоты сравниваемых сигналов равны, устройство осуществляет сравнивание их фаз, На фиг,3 показаны три характерных случая: входной сигнал фиг.3 Б опережает опорный сигнал фиг.3 В (h,p > О); сигнал фиг.З Б отстает от сигналов фиг.3 В (h p . О); сравниваемые сигналы приходят одновременно (h p = 0 ). В первом случае импульсы с длительностью

Л 1образуются на первом выходе 4, во-втором на втором выходе 11. В случае синфазности сравниваемых сигналов на первом и втором выходах 4 и 11 получаются импульсы, длительности которых равны сумме задерж1688382

На первый вход 6 устройства поступают импульсы фиг.4 Б информационного кода, расположенные на случайном расстоянии друг от друга, а на второй вход 12 опорный сигнал фиг,4 В. Каждый импульс фиг.4 Б 5 взводит первый триггер 1 и запускает одновибратор 5, длительность импульса фиг.4 Г которого равна половине периода опорного сигнала. "1" с выхода первого триггера 1 разрешает сброс третьего триггера {фиг.4 д) 10 который происходит в момент прихода среза импульса опорного сигнала. Это в свою очередь приводит к сбросу триггера 1, который приводит в исходное состояние третий триггер 7, Сигнал ошибки в предлагаемом f5 устройстве, представляется в виде разности длительности двух импульсов фиг.4 Е и Ж, ширина первого из которых равна задержке между фронтом входного импульса и срезом импульса опорного сигнала. 20

По сравнению с прототипом в предлагаемом частотно-фазовом компараторе искл ючена зона нечувствительности, вызванная неопределенностью при одновременном срабатывании триггеров. Это 25 преимущественно при сохранении достоинств прототипа позволяет использовать устройство в качестве датчика рассогласования системы фазовой синхронизации информации, воспроизводимой с магнитного 30 носителя.

Формула изобретения

Частотно-фазовый компаратор, содержащий первый и второй триггеры, R-входы которых объединены, а выходы подключены к входам элемента совпадения, одновибратор, вход запуска которого является первым входом компаратора, и третий триггер, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности фазового сравнения за счет уменьшения зоны нечувствительности, в него введены элемент ИЛИ, инвертор и элемент И, причем первый и второй входы элемента ИЛИ соединены с выходами второго триггера и одновибратора соответственно, С вЂ” вход второго триггера является вторым входом компаратора и через инвертор соединен с С-входом третьего триггера, выходы третьего триггера и элемента совпадения соединены с входами элемента

И, выход которого соединен с R-входом первого триггера, причем 0-входы второго и третьего 0-триггеров и вход сброса одновибратора соединены с шийой управляющего сигнала 0- и С-входы первого триггера соответственно соединены с шиной логической единицы и первым входом устройства, а S-вход третьего триггера соединен с первым выходом устройства и выходом первого триггера, выход элемента ИЛИ является вторым выходом компаратора.

1688382,19 О 8 0 Д9 =0

А П. 1 1 П Л П- -Г1 — Г1 П—

BLED IUl Г1-Г"1 Г 1 — ГЧ вЂ” Г. — ГЧ—

Я

° ЮФ и ЮВ

У .И Л 1 Л Л вЂ” Л Л

Л. Л,. Л РЗ РЛ Л и Г;чг ц Г 1г чГ

Рог.Л

Составитель А.Колосов

Техред M. Moðãåíòàë Корректор M,Максимишинец

Редактор M.ÒîâòèH

Заказ 3716 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 г1 юияеолственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101