Устройство предварительного приведения частоты подстраиваемого генератора

 

Использование: радиотехника, аппаратура синтеза частота. Сущность изобретения: устройство содержит 1 формирователь импульса начальной установки 1,2 вычислителя кода 2, 1 цифроаналоговый преобразователь 3, 1 выходной подстраиваемый генератор 4,1 тракт приведения частоты 5,1 блок задержки 7, 1 распределитель импульсов 8, 2 счетчика 9 и 11, 1 определитель знака 10, 1 преобразователь частоты 12 1- 2-3-4-5-8-9-10-11-2,12-9,8-10. В устройстве достигается сокращение времени на предварительное приведение частоты. I ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,,Я2„„1755370 А1 (я)5 Н 03 1 7/00

13 1 .,>j

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1а

1, -.. - 2 (21) 4845250/09 ..-, (57) Использование: радиотехника, аппара(22) 27.06.90 .: " :. тура синтеза частота. Сущность изобрете(46) 15.08.92. Бюл. N 30 ;:,-- ния; устройство содержит 1 формирователь (71) Научно-производственное объединение импульса начальной установки 1, 2 вычислиим. оминтерна . Коминтерна .. : теля кода 2, 1 цифроаналоговый преобразо(72) М.М.За ецкий и И.В.Резвая .. ватель 3, 1 выходной подстраиваемый (56) Резвая И, Экспериментальная отработ- генератор 4,1 тракт приведения частоты

° р

1 ка устройства ускоренного двоичного 11о- блок задержки 7, 1 распределитель импульиска. Техника средств связи. Сер. Техника сов 8, 2 счетчика 9 и 11, 1 определитель радиосвязи, вып. 5, M.: 1985, с. 70-71. знака 10, 1 преобразователь частоты 12. 1(54) УСТРОЙСТВО ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО, 2 — 3 — 4 — 5 — 8 — 9 — 10 — 11-2, 12 — 9, 8 — 10. В устройПРИВЕДЕНИЯ ЧАСТОТЫ ПОДСТРАЙВАЕ- стае достигается сокращение времени на

МОГО ГЕНЕРАТОРА . -.. предварительное приведение частоты. 1 ил.

1755370

25 m

Л =1тп тзт

Ттп Тзт Т ош т,. хг„..

Тэт (3) тр.з. =

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в аппаратуре синтеза частот, в частности в кольце фазовой автоподстройки частоты.

Известно устройство для автоматической подстройки частоты, содержащее последовательно соединенный преобразователь кода в напряжение, фильтр нижних частот, управляющий эле- мент, подстраиваемый генератор, тракт приведения частоты и частотный дискриминатор, между противофазовыми выходами которого и входами итерационного вычислительного блока включены два формирователя зоны нечувствительности во времени, йричем разрядные выходы итерационного вычислительного блока подключены к соответствующим входам преобразователя кода в напряжение, Недостатком известного устройства является большое время перестройки, Известно устройство предварительного п риведения частоты подстраиваемого генератора, содержащее последовательно соединенные формирователь импульса начальной установкй, вычислитель кода, цифроаналоговый преобразователь, подстраиваемый генератор, выход которого является выходом устройства, и тракт приведения, последовательно соединенные устройство задержки, первый вход которого соединен с вторым выходом формирователя импульса начальной установки, формирователь импульсов запуска, счетчик периодов эталонного колебания и различитель знака, первый. выход которого соединен с вторым входом вычислителя кода, и счетчик циклов, первый вход которого соединен с вторым входом устройства задержки и вторым выходом различителя знака, второй вход соединен с первым выходом формирователя импульса начальной уста новки, а выход — с третьим входом вычислителя кода.

Недостатком устройства так же является большое время перестройки.

Предварительное приведение подстра"иваемого генератора осуществляется отдельными циклами. На каждом из циклов на генератор подают воздействие, равное среднему значению области возможных значений воздействий на этот генератор, и сравнивают частоту выходного колебания тракта приведения и частоту эталонного колебания, т,е. осуществляется различение знака. В результате различения знака находят новую, в два раза более узкую, область возможных значений воздействия. Таким . образом, максимально возможная величина расхождения частот после каждого цикла уменьшается в два раза и в результате последнего цикла становится меньше допустимого расхождения Ждпп. Погрешность измерений на последнем цикле не должна

5 превышать Afpon, а на каждом предыдущем цикле может быть увеличена в два раза.

Длительность различения знака должна быть такой, чтобы обеспечить необходимую погрешность.

10 В общем случае, различение знака расхождения частот осуществляется путем сравнения двух временных интервалов: эталонного интервала, равного целому числу I периодов эталонного колебания и сравни15 ваемого интервала, равного целому числу m периодов выходного колебания ТП. Длительность различения знака при этом

1р,з, = tT3T и отклонение частоты ТП (1тп)от

20 своего номинального значения (f» — ) onT ределяется через разность длительностей эталонного и сравниваемого интервалов AT = lT» — тТ„следующим образом Тзт — mТтп AT ()

Ттп 1 Тзт 1р.з, Ттп

Тогда минимальная длительность различения знака определяется выражением где ЛТящ — минимальная разность временных интервалов, которая может быть обнаружена в процессе различения знака

40 (ошибка сравнения);

Afpon — минимальная величина расхождения частот, которая должна быть обнаружена в процессе различения знака (допустимая погрешность).

Основной причиной ошибок сравнения

АТОЙ является начальное расхождение фаз выходного колебания тракта приведения и эталонного колебания. Это расхождение может достигать 2к и, следовательно, вно50 сить ошибку, равную периоду эталонного колебания (T») т.е, В прототипе количество периодов сравниваемого колебания равно количеству периодов эталонного колебания, поэтому Тзт Ттп и

1755370

Целью изобретения является сокращение времени на предварительное приведение частоты подстраиваемого генератора. Указанная цель достигается тем, что ус5 тройство предварительного приведения частоты подстраиваемого "генератора, содержащем последовательно соединенные формирователь импульса начальной ус тановки, " войочйСдлдидтпелоь кода, 1.Х7 доп (4) 10

Т—

2 топ

45 ттп = ax . (7) 7 доп

Формула (4) определяет длительность последнего цикла, когда погрешйость по частоте должна быть минимальной. От цикла к циклу погрешность по частоте измейяется по двоичному закону и; следовательйо, длительность п-го цикла п1

2 "Лтдоп

: Общую длительность поиска; — равную сумме длительностей всех N циклов, можно определить, используя формулу для суммы геометрической прогрессии

Например, если полоса захвата в кольце

ФАП Л4зэхэ = f00 кГц, то с учетом производственного запаса выбирают одоп=

=Л f зэков/2 = 50 кГц. Длительность поиска

2 прй этому = . Г =40 мкс..В некото50 кГц рых случаях такая длительность превышает, допустимую.

Однако существует возможность уменьшения длительности предварительного приведения.

Действительно, если принять, что д р,з, 1Тэт птТтп, то и о дста в и В з

Ттп = —.1 — в формулу (3), получим

Очевидно, что длительность различенйя знака УМеньпшаетсЯ пРи Уменьшении m и Тэт.

Значение m может быть уменьшено до 1, так как процесс различения знака не может длиться меньше одного периода сравниваемого колебания, Частота ТП при этом определяется следующим выражением

Таким образом, за счет увеличения частоты эталонного колебания и уменьшения частоты выходного колебания тракта приведения появляется возможность сокращоепния длительности предварительного йрйведения, 15

25 цифроаналоговый преобразователь, выходной подстраиваемый генератор и тракт приведения, последовательпно соединенные блок задержки, сигнальный вход которого подключен к вттордбму вдыходу формирователя импульса начальной установки, распределитель импульсов, счетчик периодов и определитель знака; первый выход которого подключен к.второму входу вычислителя кода, счетчик циклов, счетный вход которого соединен с вторым выходом определителя знака и входом разрешения блока задержки, входустановки соединен с первым выходом формирователя импульса начальной установки, а выход — с третьим входом вычислителя кода и информационным входом счетчика периодов, тракт прйведения выполнен со смесителем на выходе, к гетеродинному входу которого подключен выход формирователя опорных частот, первый вход формирователя опорных частот соединен с выходом счетчика цикла, а второй вход является входом колебания опорной частоты, выход смесителя соединен с входом синхронизации распределителя импульсов и в устройство введен преобразователь частоты, вход которого является входом колебания опорной частоты, а выход соединен со счетным входом счетчика периодов, второй выход распределйтелпя импульсов соединен с вторым входом определителя знака, формирователь импульсов начальной установки и блок задержки снабжены тактовыми входами для подачи тактовых импульсов.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства предварительного привеДения частоты подстраиваемого генератора.

Устройство содержит последовательно включенные формирователь 1 импульса начальной установки, вычислитель 2 кода, цифроаналоговый преобразователь 3, выходной подстраиваемый генератор 4, тракт

5 приведения, выполненный со смесителем

6, последовательно соединенные блок 7 задержки, распределитель 8 импульсов, счетчик 9 периодов и определитель 10 знака, подключенный первым выходом к второму входу вычислителя кода 2, счетчик 11 циклов, соединенный счетным входом с вторым выходом определителя 10 знака и входом

1755370

15

20 12 частоты, Определитель 10 знака через время, равное одному периоду колебания с

25 тель 2 кода йодается сигнал "Больше" или

35 ключает выходные частоты формирователя

13 опорных частот таким образом, чтобы

40 значение выходной частоты смесителя 6

Fcp = V дал

Тэт

Тээ!=ь тээ пэтдоп эт доп разрешения блока 7 задержки, а также преобразователь 12 частоты и формирователь

13 опорных частот;

Блок 7 задержки подключен сигналь- нэым входом к второму выходу формировате- 5 ля 1 импульса начальной установки счетчик

11 циклов соединен входом установки с первым выходом формирователя 1 импульса начальной установки, а выходом с третьим входом вычислителя 2 кода и информационным входом счетчика 9 периодов.

Смеситель 6 подключен гетеродинным входом к выходу формирователя 13 опорных частот, а выходом к входу синхронизации распределителя 8 импульсов., Формирователь 13 опорных частот первым входом соединен с выходом счетчика 11 цикла, а второй его вход является входом колебания опорной частоты.

Преобразователь 12 частоты соединен выходом со счетным входом счетчика 9 периодов, а вход его является входом колебания опорной частоты. Распределитель 8 импульсов соедиНен вторым выходом с вторым входом определителя 10 знака. Формирователь 1 импульсов начальной установки и блок 7 задержки снабжены тактовыми входами для подачи тактовых импульсов.

Формирователь 1 импульса начальной установки может быть выполнен на D-триггере (564ТМ2), на установочный вход которого подан импульс запуска, а на С-вход— колебание тактовой частоты, .

Вычислитель кода 2 может бйть выпол-нен по схеме накапливания. сумматора с по. мощью сумматоров 564ИМ1 и регистров

564ИР9 для запоминания результата вычислений. Цифроаналоговый преобразователь .3 можно выполнить на микросхемах

572 ПА1А и 544УД1А. Блок 7 задержки может быть на счетчике 564ИЕ10, на С-вход которого подано колебание тактовой частоты, Распределитель импульсов может быть выполнен на триггерах (533TB6), íà R-вход которых подан сигнал с устройства задержки, а на С-вход — импульсное колебанйе со смесителя.

Счетчик 9 периодов может быть выполнен с помощью счетчика 533ИЕ7, на С-вход которого подано импульсное колебание эта- 5 лонной частоты, на 0-входы — двоичный код со счетчика циклов, à íà V-вход — выходной . сигнал формирователя импульса запуска.

Определитель 10 знака может быть выполнен íà IK — триггерах (533TB6) и логиче- 5 ских элементах (533ЛАЗ);

Счетчик 11 циклов может быть выполнен на счетчике 533ИЕ7.

Предварительное приведение частоты осуществляется устройством отдельйыми циклами. Перед первым циклом работы устройства по сигналу запуска, полученному извне при помощи формирователя 1 имriynbca начальной установки 1, осуществляется начальная установка, в результате которой с вычислителя 2 кода поступает код пробного воздействия, соответствующий среднему значению всей области возможных значенйй воздействия..

Цифроаналоговый преобразователь 3 преобразует полученный код в напряжение, под влиянием которого выходной подстраиваемый генератор 4 изменяет частоту выходного колебания. После задержки на перестройку генератора, отсчитываемой блоком 7 задержки, распределитель импульсов включает счетчик 9 периодов, на вход которого поступают импульсы эталонного колебания с выхода преобразователя выхода смесителя 6, после начала работы счетчика 9 периодов производит сравнение частот. В результате сравнения на вычисли"Меньше", свидетельствующий о знаке расхождения частот или сигнал "Не знаю", указывающий на то, что расхождения частот меньше допустимой ошибки сравнения для данного цикла, В зависимости от результата различения знака, как и в прототипе, происходит соответствующее изменение воздействия на выходной подстраиваемый генератор, Сигнал об окончании работы определителя 10 знака фиксируется счетчиком

11 циклов, который управляет коэффициентом пересчета в счетчике 9 периодов и переудовлетворено условию (7) При этом коэффициент пересчета l счетчика

9 периодов в каждом цикле определяется из условия Т,м = Т„ I

1755370

Длительность различения знака в цикле в этом случае равна периоду выходного колебания смесителя 6

= 6,8 88йс . 6мкс.

50кГц

Длительность предварительного приведе5 ния уменьшается в несколько раз.

Формула изобретения

Устройство предварительного приведения частоты подстраивэемого генератора, содержащее последовательно соединенные формирователь импульса начальной установки, вычислитель кода, цифроаналоговый преобразователь, выходной подстраивэемый генератор и тракт приведения, пбследовательно соединенные блок задержки, 5 сигнальный вход которого подключен к второму выходу формирователя импульса начальной установки, распределитель импульсов, счетчик периодов и определитель знака; первый выход которого подключен к второму входу вычислителя кода, счетчик циклов, счетйый вход которого соедИНЕН С ВтарЫМ ВЫХОДОМ ОПрЕдсЕ2ЛИтЕЛя ЗНЭка и входом разрешения блока задержки, вход установки соединен с первым выходом формирователя импульса начальной установки, а выход — с третьим входом вычислителя кода и информационным входом счетчика периодов, о"тл и ч а Ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения времени на предварительное приведение частоты, тракт . приведения выполнен со смесителем на выходе. к гетеродинному входу которого подключен выход форми рователя опорных частоты, первый вход формирователя опорных частот соединен с. выходом счетчика цйкла, а второй вход явйяется входом колебания опоркой частоты, выход смесителя соединен с входом синхронизации распределителя импульсов и в устройство введен преобразователь частоты, вход которого является входом колебания опорной частоты, а выход соединен со счетным входом счетчика периодов, второй выход распределителя импульсов соединен с вторым входом

5 определителя знака, формирователь им-. пульсов начальной установки и блок задержки снабжены тактовыми входами для подачи тактовых импульсов.

При расчете длительности цикла необходимо учесть, что начало процесса разли- чения знака должно совпадать с фронтом 10 сравниваемого колебания, а следовательно, длительность каждого цикла увеличивается на величину Тсм

t„=2 Т

Зад„

Погрешность по частоте как и в прототипе 20 от цикла к циклу уменьшается в два раза и минимальна на последнем цикле, следовательно, длительность и-го цикла тц.n =. 2

2 Л доп

Общую длительность поиска, равную сумме" . длительностей всех циклов, можно определить, используя формулу для суммы геомет- 30 рической прогрессии

Т ° —— "68 Тэ

Тддд (9) 35

Рассчитаем длительность предварительно-, го приведения частоты по предлагаемому способу для тех же данных, что и в рассмотренном выше случае. Эталонную частоту вы.- 40 берем равной 25 МГц, что соответствует максимальной рабочей частоте счетчиком

ТТЛ-логики. Тогда Т8т, =- 40 нс.

Тд = 6,8 / ТТз

Жд, 50

Составитель И. Резвая

Редактор Ю, Середа Техред M.Moðãåíòàë Корректор М. Керецман

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

Заказ 2898 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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