Устройство автоматической подстройки частоты

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИЯЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Рвспублик

gt>873381 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заввлемо 14057 9 (21) 276577 9/18-09 с присоединением заявки ЙУ (51)М. Ял.з

Н 03 В 3/04

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет (53) УДК 621.396.

° 662 (088.8у

ОпубликованО 151081.бюллетень No 3 8

Дата опубликования описания 15. 10. 81 (72) Автор изобретения

В.Л.Чураков (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОЙ

ПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в аппаратуре систем связи.

Известно устройство автоматической подстройки частоты, содержащее последовательно соединенные генератор, управляемый делитель, блок сравнения фаз, другой вход которого является входом устройства, и накапливающий, сумматор, к второму входу которого подключен регистр, а выход накапливающего сумматора подключен к управляющему входу управляемого делителя (Ц .

Однако известное устройство имеет сравнительно невысокую точность.

Целью изобретения является повышение точности.

Цель достигается тем, что между входом устройства и не<одом регистра включены последовательно цифровой часL тотный детектор, к другому входу которого подключен генератор, первый элемент И и счетчик — сумматор, меж.ду выходом счетчика - сумматора и его 25 первым управляющим входом включены последовательно второй элемент И, . третий элемент И и триггер знака, между выходом второго элемента И и нулевым входом триггера знака включен чет-30 вертый элемент И, другой выход триггера знака подключен к второму управляющему входу счетчика — сумматора, между выходом генератора и другим входом регистра включен последовательно пятый элемент И, счетчик, блок управления, другой вход которого подключен к генератору, и блок очередности, к второму входу которого подключен выход управляемого делителя, второй вы-ход блока очередности подключен к третьему входу накапливающего сумматора, второй, третий и четвертый выходы блока управления подключены соответственно к другому входу первого элемента И, к другому входу счетчика— сумматора и к другому входу пятого элемента И,положительный знаковый выход цифрового частотного детектора по подключен к другому входу четвертого элемента И и к третьему управляющему входу счетчика — сумматора, отрицательный знаковый выход цифрового частотного детектора — к четвертому управляющему входу счетчика — сумматора и.к другому входу третьего элемента И,третьи входы третьего и четвертого элементов И подключены к вхОду устройства,а дополнительные выходы управляемого делителя подключены к соотве йст873381 вующим дополнительным входам цифрового частотного детектора.

На чертеже приведена структурная электрическая схема предложенного устройства.

Устройство автоматической подстройки частоты содержит генератор 1, цифровой частотный детектор 2, первый элемент И 3, счетчик - сумматор 4, второй элемент И 5, третий элемент И

6, триггер 7 знака, четвертый элемент

И 8, регистр 9, накапливающий сумматор 10, блок 11 очередности,.блок 12 управления, управляемый делитель 13„ блок 14 сравнения фаз, счетчик 15 и пятый элемент И 16.

Устройство работает следующим образом.

Частота генератора 1 выбирается кратной частоте входного сигнала, т. е. имеет место приближенное равенство T e ET„, где Т В вЂ” период образующей частоты:

ВХ входных импульсов

К - целое числоу

Т вЂ” период генератора 1.

Входной сигнал приходит не в виде сплошной регулярной последовательности импульсов, а в виде кодовых посылок. Точное значение числа К, обозначим его К, определяется по Формуле твх v,N+!è f

Т l4

Г где N — некоторое число периодов генератора 1; и - количество периодов генератора 1, на которое число периодов частоты Т „ отличается от:.

N sa время прохождения И периодов генератора 1.

Число N выбирается N = 2, тогда

Ф деление на N сводится к сдвигу запятой на q разрядов вправо. Подстойка частоты сводится к определению числа и подсчету точного значения коэффициента К и формированию частоты из колебаний генератора 1 по определенному коэффициенту К на управляемом делителе 13: Церед началом работы счетчик - сумматор 4 устанавливаете ся в 0, а триггер 7 в положение 1 . Кодовая посылка входного сигнала записывается в цифровом частотном детекторе 2 в виде соответствующего кода фазы входного сигнала.

Вследствие нестабильности частоты генератора 1 момент прихода входного сигнала по отношению к формируемым в цифровом частотном детекторе 2 стробам постепенно изменяется, следовательно, через некоторые промежутки времени. значения кода фазы принимают разные значения. Если

Тг . К< ТЭх, цифровой частотный детектор 2 фиксирует такое временное перемещение входного сигнала, при котором формируется потенциал плюс . Перемещение момента прихода входного сиг нала в обратном направлении означает, что К Т д ) Т, и на выходе цифрового частотного детектора 2 аналогичным образом формируется сигнал минус .

Полный оборот в смещении фазы

5, входного сигнала вызывает формирова:,ние сигнала 1,что означает, что фаза входного сигнала сместилась на один период генератора 1. Синхронизацию работы устройства осуществляет блок.12 ° В начале такта работы блок

12 открывает прохождение частоты генератора 1 на счетчик 15 через пятый элемент И 16, который отсчитывает

Н = 2> периодов генератора 1 и прохождение сигналов 1 . с цифрового частотного детектора 2 через первый элемент И 3 на вход счетчика — суммато-. ра 4. Причем сигнал плюс цифрового частотного детектора 2 устанавли- . вает счетчик †. сумматор 4 в режим20 прямого счета, а сигнал минус в режим обратного счета.. Таким образом, при сигнале плюс на счетчике - сумматоре 4 получается прямой код количества сигналов 1 с циф.—

25 рового частотного детектора 2, а при сигнале минус — дополнительный код 2 - n, где P — количество разрядов счетчика — сумматора 4. В момент обнуления счетчика — сумматора 4,что

3Q дешифрируется вторым элементом И 5, производится по входному сигналу зались знака цифрового частотного детектора 2 через третий и четвертый элементы И 6 и 8 в триггер 7,причем

-знак плюс записывается 1,а знак минус -- 0 .

Таким образом, при качании периода Т, в пределах твх Ки твх в момент прохождения содержимого счет40 чика - сумматора 4 значения нуля происходит смена знака в триггере 7. .После переполнения счетчика 15 блок

12 закрывает входы счетчика 15 и счетчика — сумматора 4 через пятый и первый элементы И 16 и 3 соответственно, 45 Затем блок 12 дает на счетчик - сум" матор 4 импульс сдвига на один разряд вправо, причем, .если на тирггере

7 хранится код 1,:вписывается; код 0, а если. триггер 7 хранит;

50 код 0, то вписывается 1 ..

Содержимое счетчика — сумматора 4 после достаточно большого количества шагов счета равно числу и с точностью

55 единицы младшего разряда. После каждого такта счета содержимое счетчи- . ка — сумматора 4,по импульсу с блока 12, прошедшему через блок 11, переписйвается в регистр 9, содержимое которого участвует как слагаемое при

d0 сложении в накапливающем сумматоре

10 °

Суммирование производится сразу после формирования выходного сигнала. Блок 11 обеспечивает разнесение

65 по времени, смену информации в реги873381 стре 9 и суммирование в накапливающем сумматоре 10, Добавление числа К производится постоянной распайкой входов накапливающего сумматора 10, а деление числа и на 2 - разводкой выходов регистра 9 на вход накапливающего сумматора 10 с сдвигом на q разрядов вправо. В результате содержимое накапливающего сумматора 10 делится на целую и дробовую часть, кроме того, так как число и может быть представлено как в прямом, так и в дополнительном коде, оно может как добавляться, так и вычитаться из общей суммы.

Выходной сигнал управляемого делителя 13 в блоке 14 анализируется . 15 на временное рассогласование с входными кодовыми посылками. В случае наличия сдвига фаз формируется сигнал .добавления или вычитания 1 из

:младшего разряда накапливающего сум- щ матора 10. Работа блока 14 происходит в основном в начальный период работы устройства, так как точность подстройки частоты высокая, и рассогласование фаз накапливается редко.

Предложенное устойство позволяет подстраивать частоту по кодовым посылкам входного сигнала и обеспечивает любую наперед заданную точность надстройки. 30

Формула изобретения 35

Устройство автоматической подстройки частоты, содержащее последовательно соединенные генератор, управляемый делитель, блок сравнения фаз, другой вход которого является входом 40 устройства, и накапливающий сумматор, к второму входу которого подключен регистр, а выход накапливающего сумматора подключен к управляющему вхо" ду управляемого делителя, о т л и- 4 ,ч а ю щ е е с я тем, что, с целью по» вышения точности, между входом устройства и входом регистра включены последовательно цифровой частотный детектор, к другому входу которого подключен генератор, первый элемент

И и счетчик - сумматор, между выходом счетчика - сумматора н его первым управляющим входом включены последовательно второй элемент И, третий элемент И и триггер знака, между выходом второго элемента И и нулевым входом триггера знака включен четвертый элемент И, другой выход триггера знака подключен к второму управляющему входу счетчика — сумматора, между выходом генератора и другим входом регистра включены последовательно пя тый элемент И, счетчик, блок управления, другой вход которого, подключен к генератору, и блок очередности, второму входу которого подключен выход управляемого делителя, второй выход блока очередности подключен к третьему входу накапливающего сумматора, второй, третий и четвертый выходы блока управления подключены соответственно к другому входу первого элемента И, к другому входу счетчика — сумматора к другому входу пятого элемента И, положительный знаковый выход цифрового частотного детектора подключен к другому входу четвертого элемента И и к третьему управляющему входу счетчика - сумматора, отрицательный знаковый выход цифрового частотного детектора — к четвертому управляющему входу счетчикасумматора и к другому входу третьего элемента И, третьи входы третьего и ,четвертого элементов И подключены к входу устройства, а дополнительные выходы управляемого делителя подключены к соответствующим дополнительным. входам цифрового частотного детектора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ю 576655, кл. Н 03 В 3/04, 1977 (про тотип) .

873381

Составитель Е.Петрова

Техрвд А. Вабинец Корректор Н.Стец

Редактор Е.Дорошенко

Тирам 991 Подписное

ВНИКПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытый

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

" сг

Заказ 9069/82

Филиал HHH Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4