Цифровое устройство фазовой автоподстройки

 

ру9 фС у О

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

375772

Сома Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 12.Н,1971 (№ 1624929/26-9) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 23.111.1973. Бюллетень № 16

Дата опубликования описания 16Л .1973

Ч. Кл. Н 03k 5/01

Комитет по делам изооретеиий и открытий пои Совете Министров

СССР

УДК 621.396.668(088.8) Автор изобретения

Л. Д. Кислюк

Заявитель

ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКИ

Изобретение относится к области радиосвязи.

1 1звестно цифровое устройство фазовой автоподстроики, содержащее каскад фильтрации, фазовый дискриминатор, опорный генератор, управляемый делитель частоты, блок усреднения фазовых ошибок, блок усреднения частотных ошибок, узел коммутации и частотный дискриминатор.

Цель изобретения — расширение полосы захвата без уменьшения точности подстройки при снижении частоты опорного генератора.

Цель достигается тем, что узкополосный выход каскада фильтрации подключен через корректор частоты и частотный дискриминатор ко входу блока усреднения частотных ошибок, а выходы добавления и исключения узла коммутации подключены через узел памяти ко входам добавления и исключения управляемого делителя, при этом ко входу опроса узла памяти подключен выход импульса коррекции блока усреднения фазовых ошибок.

Кроме того, корректор частоты выполнен в виде анализатора длительности периода принимаемого колебания, выходы превышения минимального и максимального периодов которого подключены, соответственно, ко входу сброса формирователя сигнала отклонения и через ячейку объединения, связанную с узкополосным выходом каскада фильтрации — ко входу установки формирователя сигнала отклонения, подключенного к последовательному входу счетчика формирования выходных импульсов, а параллельный вход счетчика фор5 мирования выходных импульсов подсоединен к узкополосному выходу каскада фильтрации.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит каскад 1 фильтрации, 10 фазовый дискриминатор 2, опорный генератор

8, управляемый делитель 4 со входом 5 добавления и входом б исключения, усреднитель 7 фазовых ошибок, частотный дискриминатор 8, коллектор 9 частоты, усреднитель 10 частот15 ных ошибок, узел 11 коммутации с выходами

12 и 18 добавления и исключения, соответственно, узел 14 памяти со входом 15 опроса, анализатор lб длительности периода принимаемого колебания с выходом 17 превышения

20 минимального периода и с выходом 18 превышения максимального периода, формирователь 19 сигнала отклонения, ячейку 20 объединения и счетчик 21 формирования выходных импульсов.

25 Сигнал несущего колебания с выхода радиоприемника поступает на каскад 1 фильтрации, содержащий широкополосный фильтр 22 и узкополосный фильтр 28, подключенные к триггерам 24 и 25 Шмидта, соответственно. Поло30 са пропускания широкополосного фильтра 22

375772

50

3 ус" апавливается такой, чтобы фаза сигнала на широкополосном выходе 26 мало отличалась от фазы сигнала на входе устройства.

Полоса пропускания узкополосного фильтра выбирается из условия максимизации отношения сигнал/шум. При этом смещение фазы сигнала на узкополосном выходе, определяемое фазовой характеристикой узкополосного фильтра и значением частоты входного сигнала, не влияет на работу устройства. Фазовый дискриминатор 2, подключенный к широкополосному выходу 26 каскада 1 фильтрации, опорный генератор 8, первые s разрядов управляемого делителя 4 и усреднитель 7 фазовых ошибок образуют известное цифровое коррекционное устройство, осуществляющее подстройку фазы местной последовательности импульсов, вырабатываемой на выходе 27 управляемого делителя, под фазу принимаемого сигнала. При этом выход 28 импульсов добавления усреднителя 7 фазовых ошибок подсоединен ко входу 5 добавления управляемого делителя 4 через ячейку 29 «ИЛИ», а выход

80 импульсов исключения подсоединен ко входу б исключения управляемого делителя через ячейку 81 «ИЛИ». Кольцо частотной автоподстройки включает в себя корректор 9 частоты, частотный дискриминатор 8, усреднитель 10 частотных ошибок, узел П коммутации, узел

14 памяти и управляемый делитель 4.

Импульсы принимаемого сигнала с узкополосного выхода 82 каскада 1 фильтрации через корректор 9 частоты проходят на частотный дискриминатор 8, представляющий собой полусумматор, на другой вход которого подается местная последовательность импульсов с выхода 27 управляемого делителя. Если импульс появляется одновременно на обоих входах дискриминатора 8, то на его выходе, подсоединенном к счетному входу усреднителя 10 частотных ошибок, импульс отсутствует, Усреднитель 10 частотных ошибок выполнен в виде реверсивного счетчика, на вход знака которого подается местная последовательность импульсов. Поэтому при поступлении импульса принимаемого сигнала число в реверсивном счетчике увеличивается, а при приходе импульса местной последовательности †уменьшается.

Таким образом, число в реверсивном счетчике пропорционально разности частот принимаемой и местной последовательностей импульсов. Узел 11 коммутации содержит две линейки по r ячеек 38 и 84 совпадения каждая.

Импульсные входы ячеек 88 и 84 совпадения подсоединены к выходам r старших разрядов управляемого делителя 4, начиная с К+1-ro до К+г-го, на которых формируются импульсы при переходе соотвегствующего разряда из состояния «нуль» в состояние «единица». Потенциальные входы ячеек 88 совпадения под.соединены к выходам единиц, а ячеек 84 — к выходам нулей с т+1-го по m+r-ый разряд усреднителя 10, содержащего (m+r+1) разряд. Выходы r ячеек 33 объединяются ячейкой

85 «ИЛИ», которая подключена к ячейке 36

«И». Потенциальный выход ячейки 86 «И» связан с выходом единиц старшего разряда усреднителя 10 частотных ошибок. При нахождении в старшем разряде усреднителя 10 единицы (а=1) и в (т+1) — (m+r)-ом разрядах числа R на выходе ячейки 36 «И» за время появления 2 импульсов на выходе Й-го разряда управляемого делителя 4 вырабатывается р импульсов добавления. Аналогично выходы ячеек 34 через ячейки 87 «ИЛИ» подключены к ячейке 38 «И», потенциальный вход которой связан с выходом нулей старшего разряда усреднителя 10 частоты ошибок, При нахождении в старшем разряде усреднителя 10 нуля (a=0) и в (m=1) — (m+r)-ом разрядахчисла (2 — 1 — R) на выходе ячейки 88 «И» за время появления 2" импульсов на выходе k-го разряда управляемого делителя 4 вырабатывается R импульсов исключения.

Число первых т разрядов усреднителя 10 частотных ошибок определяет степень подавления помех в кольце частотной автоподс ройки.

Выход 12 добавления узла коммутации подсоединен ко входу 5 добавления управляемого делителя через элементы узла 14 памяти (триггер 89, элемент 40 задержки, ячейка 41 совпадения) и ячейку 29 «ИЛИ». Поступающий импульс добавления устанавливает триггер 89, который через элемент 40 задержки открывает ячейку 41 совпадения. В момент, когда усреднитель 7 фазовых ошибок не вырабатывает импульса коррекции, с него по цепи 42 на вход опроса узла 15 памяти, а значит и на ячейку 41, подается разрешающий потенциал. Тогда импульс с выхода опорного генератора 8 проходит через ячейку 41 на вход 5 добавления управляемого делителя и сброс триггера 89.

Аналогичным образом проходит импульс исключения через триггер 43, элемент 44 задержки и ячейку 45 совпадения.

Поэтому из 2" интервалов между импульсами на выходе Й-го разряда управляемого делителя 4 (2 — R) интервалов имеют длительность Т =2," o, где то — период повторения импульсов на выходе опорного генератора 3;

R интервалов имеют длительность

T>+ — 2 — 1 при а = 1 и Т вЂ” 2 + 1 при а=О

Тогда средняя длительность периода местной последовательности импульсов на выходе

27 s-го разряда управляемого делителя 4

2-,, при а=1;

2 (2 — R) + (2 — 1) R s — й

2 (2 — R)+ (2 +1) R s — a О

375772

F0 с

20f

F0

AF = г—

Число разрядов управляемого делителя выбирается из условия обеспечения заданной точности установки- частоты (при отсутствии помех) 1 где f 0= — — номинальное значение часто2> -.

-0 ты принимаемого сигнала, а число младших разрядов — из условия обеспечения заданного значения полосы захвата частоты.

Эффект подавления сигнала шумом в частотном дискриминаторе 8 определяется наличием перескока фазы принимаемого колебания, когда интервал между импульсами т( (т „(возникновение ложных импульсов)

ИЛИ Т)Тмакс (ПРОПаДаНИЕ ИМПУЛЬСОВ)

Для компенсации таких интервалов служит корректор частоты 9. Он содержит анализатор 1б длительности периода принимаемого колебания, образованный счетчиком 4б с коэффициентом деления 1И вЂ”, где Т„,— максит„ 0 мально возможный период принимаемого колебания при воздействии помех, дешифратором 47 минимального периода, настроенным на число и„„„,= """, и дешифратором 48 мак 0 симального периода, настроенным на число и,к,к, = "" " . Формирователь 19 сигнала от.0 клонения выполнен на триггере, выход которого через ячейку 49 «И» подсоединен к последовательному входу счетчика 21 формирования выходных импульсов с коэффициентом деЛЕНИЯ N =20. ЕСЛИ Так1к (Т (Т01акс, ТО КажДЫй принимаемый импульс с узкополосного выхода 32 каскада фильтрации проходит через корректор 9 частоты на дискриминатор 8, причем, число в счетчике 21 т1 остается неизменным.

Это обеспечивается тем, что принимаемый импульс с выхода 82 подается на сброс в нуль счетчика 4б, на установку формирователя 19 через ячейку 20 и на параллельный вход счетчика 21 для увеличения находящегося в нем

ЧИСЛЯ На ВЕЛИЧИНУ (Л Йикн) °

В результате установки формирователя 19 открывается ячейка 49 «И» и на последовательный вход счетчика 21 проходят импульсы с опорного генератора 8. Одновременно увеличивает свое показание счетчик 4б, счетный вход которого непосредственно связан с опорным генератором 8, Если следующий принимаемый импульс поступает через интервал т)т„„„, то срабатывает дешифратор 47, импульс с выхода 17 превышения минимального периода когорого проходит на сброс формирователя 19. При этом прекращается поступление импульсов на последовательный вход счет5

6 чика 21, в когорый проходит n„„импульсов.

При этом, с учетом записи по параллельному входу, число в счетчике 21 возрастет на величину N.

Если т(т„„„то дешифратор 48 не срабатывает, а потому за интервал между двумя принимаемыми импульсами на выходе счетчика 21 вырабатывается один импульс, а его состояние к моменту прихода последующего импульса такое же, как в момент прихода предыдущего.

Если же т(т„„„, то к моменту прихода последующего импульса число в счетчике увеличивается на величину (Л вЂ” n,„„„)+n(N, где

n= —.

t 0

Таким образом, при наличии нескольких интервалов с т(т.„„„число импульсов на выходе счетчика 21 оказывается меньше, чем число принимаемых импульсов, что компенсирует возникновение ложных импульсов, Если

Т)Тмакс, ТО На ВЫХОДЕ 18 ПРЕВЫШЕНИЯ МаКСИмального периода дешифратора 48 появляется импульс, который через ячейку 20 и формирователь 19 обеспечивает поступление импульсов на последовательный вход счетчика 21. Таким образом, к моменту прихода последующего принимаемого импульса число в счетчике

21 возрастает на величину N+n — ииакс

Тогда при наличии нескольких интервалов с т)т„ак, число импульсов на выходе счетчика

21 оказывается больше, чем число принимаемых импульсов, что компенсирует пропадание импульсов.

Предмет изобретения

1. Цифровое устройство фазовой автоподстройки, содержащее каскад фильтрации, фазовый дискриминатор, опорный генератор, управляемый делитель частоты, блок усреднения фазовых ошибок, блок усреднения частотных ошибок, узел коммутации, частотный дискриминатор, отличающееся тем, что, с целью расширения полосы захвата без уменьшения точности подстройки при снижении частоты опорного генератора, узкополосный выход каскада фильтрации подключен через корректор частоты и частотный дискриминатор ко входу блока усреднения частотных ошибок, а выходы добавления и исключения узла коммутации подключены через узел памяти ко входам добавления и исключения управляемого делителя, при этом ко входу опроса узла памяти подключен выход импульса коррекции блока усреднения фазовых ошибок.

2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что корректор частоты выполнен в виде анализатора длительности периода принимаемого колебания, выходы превышения минимального и максимального периодов которого подключены, соответственно, ко входу сброса формирователя сигнала отклонения и через ячейку объединения, связанную с узкополосным выходом каскада фильтрации — ко входу уста375772

Составитель А. Горбачев

Техред Л. Богданова Корректор Н. Йрокуратова

Редактор Л. Мазуронок

Заказ 1355/7 Изд. № 1339 Тираж 780 Подписно,е

ЦНИИГ1И Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 новки формирователя сигнала отклонения, подключенного к последовательному входу счетчика формирования выходных импульсов, а параллельный вход счетчика формирования выходных имйульсов подсоединен к узкополосйому выходу каскада фильтрации.