Устройство фазовой автоподстройки частоты — SU 1225013 (original) (raw)
СОЮЗ СОВЕТОИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ОЮ (1 03 Ь 7 00 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙ(21) 3801081/24-09(53) 621.375.662 (088 ение отн ожет быт ых устро ащищеннос ройство ра 1, 2 от (ФНЧ) тот 7, зовращат кий сумм М.С. рт(5 4, 5 и 6, управляемый ель 9 на 9 атор (АС) 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ Патент Японии У 57-4185Н 03 Ь 7/00, опублик, 19атент США У 2943193,329-50, опублик. 1960.(54)УСТРОЙСКИ ЧАСТОТЫ (57)Изобрет технике и мрадиоприемнся помехоз помехи. Уст вых детектонижних частверхних часратор 8, фаалгебраичес осится к радиоь использовано в йствах. Повьппаетть при режекции содержит три фазо и 3, три фильтрафильтргене1225013два регулируемых усилителя (РУ) 11 и пор, пока величина выходного напря" 12, усилитель-ограничитель 13, усили- жения АС 10 не станет достаточно матель постоянного тока (УПТ) 14, два лой. Выбором коэффициента петлевого вентиля 15 и 16 и инвертор 17. Форми- усиления системы АРУ добиваются рование компенсирующих сигналов про- уменьшения остаточного напряжения исходит в РУ 11 и 12, коэффициенты помехи на выходе АС 10 в десятки - усиления которых регулируются эле- сотни раз. Цель достигается введементами устройства, что приводит к нием ФНЧ 5 и 6, РУ 11 и 12, усилите- компенсации помехи на входе управ- ля- ограничителя 13, УПТ 14, вен ляемого генератора 8. Процесс регули- тилей 15 и 16 и инвертора ровки усиления продолжается до тех 17. 1 ил. Тогда на выходах фазовых детекторов 1 и 2 присутствуют напряжения 20 биений сигнала и помехи с разностной частотой Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемных устройствах.Целью изобретения является повышение помехозащищенности при режекции помехи.На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ).Устройство содержит первый, второй и третий фазовые детекторы 1, 2 и 3 соответственно, первый, второй и третий фильтры нижних частот.4, 5 и 6 соответственно, фильтр 7 верхних частот, управляемый генератор 8, фазовращатель 9 на 1/2, алгебраический сумматор 10, первый и второй регулируемые усилители 11 и 12 соответственно, усилитель-ограничитель 13, усилитель постоянного тока 14, первый и второй вентили 15 и 16 соответственно и инвертор 17. Устройство работает следующим образом.Пусть в исходном состоянии устройство ФАПЧ находится в режиме сии- хроиизма и помеха на входе устройства отсутствует. Тогда на выходах фазовых детекторов 1 и 2 имеются сигналы постоянного напряжения, следовательно, на выходе фильтра 7 верхних частот напряжение равно нулю, соответственно равно нулю напряжение и на выходе фазового детектора 3, а также на входах и выходах регулируемых усилителей 11 и 12, На алгебраический сумматор 10 поступает только постоянное напряжение с выхода первого фазового детектора 1 через первый фильтр 4 нижних частот и устрой"ство работает как обычное кольцоФАПЧ, образованное первым фазовым5 детектором 1, первым фильтром 4 нижних частот, алгебраическим сумматором 10, вторым фильтром 5 нижнихчастот и управляемым генератором 8,Пусть теперь на вход устройства,10находящегося в состоянии синхронизма, поступает адцитивная смесь сигнала с частотой У ипомехи ссигнчастотой Я 25 Иэ-за наличия фазовращателя 9напряжение биений на выходе второгофазового детектора 2 сдвигается пофазе относительно напряжений биенийпервого фазового детектора 1 на 30 величину + /2. Причем для случая геигно ном этот сдвиг фаз положительный (+ м/2), а для случая сигм с ном отрицательный (- 5"/2),Далее эти биения проходят через З 5 фильтры 4 нижних и 7 верхних частот, где претерпевают и фазовые изменения в соответствии с амплитуднойи фазовой характеристиками передачифильтров, Пусть фильтры 4 и 7 пред1225013 Ц-агс йТ, (4) 1 О 15 20 25 У 30 35 1 1йТ КС 40 На этой частоте возможна взаимная компенсация биений и, следовательно, подавление помехи. На других частотах для компенсации биений на выходе первого фильтра 4 нижних частот следует соответствующим образом изменить (усилить или ослабить) амплитуду биений на выходе фильтра 7 верхних частот и затем просуммировать ее в сумматоре с выходным напряжением первого фильтра 4 нижних частот.Поскольку в зависимости от знака расстройки колебания биений будут либо в фазе, либо в противофазе, сумматор должен иметь для компенсирующего сигнала соответственно вычитающий и суммирующий входы,кого сумматора 10 и тем самым - к45 компенсации помехи на входе управ 50 55 ставляют собой однозвенные интегрирующие и дифференцирующие 11 С-цепи . соответственно, Их характеристики передачи:Ь 1=(3)1 фй т для фильтра нижних частот 4 и )к у.вмд.р - г 3 (5) Фс=агсо - =ос 1 а йТ- - .-асЕ аТ (6)4 йТ 4 2для фильтра верхних частот 7,Здесь Т=РС - постоянная времени11 С-цепочек, принимаем ее одинаковойдля фильтров 4 и 7 (Т 4=Т 7). Сравни"вая выражения (4) и (6), заметим,что фазовые характеристики фильтров4 и 7 описываются одной и той жефункцией, только сдвинуты относительно друг друга на Г/2. Из последнего следует, что разность фазбиений на выходах фильтров 4 и 7 независит от частоты и всегда равнанулю при положительной разности частот сигнала и помехи (я,д ном )и равна Ф при отрицательной разности частот ( сигннов )Кроме того, как следует из выражения (3) и (5), амплитуды биенийФна выходах фильтров 4 и 7 по-разномузависят от частоты и равны друг другу только на частоте среза фильтров4 и 7: Формирование соответствующих компенсирующих сигналов происходит в регулируемых усилителях 11 и 12; Пусть в исходном положении, т.е. при нулевом управляющем напряжении, коэффициенты усиления регулируемых усилителей 11 и 12 равны. В этом случае после появления. помехи выходные сигналы усилителей взаимно вычитаются,поскольку они поступают на второйсуммирующий и вычитающий входы сумматора 10 и на выходе алгебраичес-.кого сумматора 10 появляется напряжение биений, прошедшее через первый фильтр 4 нижних частот и алгебраический сумматор 10. Это напряжение воздействует на первый входтретьего фазового детектора 3, навтором входе которого в это же время присутствует напряжение биенийс выхода фильтра 7 верхних частот,усиленное и пронормированное поамплитуде в усилителе-ограничителе13. Поэтому на выходе третьего фазового детектора 3 появляется посто=янное напряжение либо положительной,либо отрицательной полярности. Третий фазовый детектор 3 работает вэтом случае как синхронный детекторнапряжения АРУ. Так, например, положительное напряжение с выхода третьего фазового детектора 3 (что имеетместо при ц ,а, ) проходит через третий фильтр нижних частот,усиливается в усилителе 14 постоянного тока, проходит через вентили16, меняет свою полярность на отрицательную в инверторе 17 и воздействует на коэффициент усиления второгорегулируемого усилителя 12, увеличивая его выходное напряжение. Этов свою очередь приводит к уменьшению выходного сигнала, алгебраичесления управляемого генератора 8.Процесс регулировки усиления продолжается до тех пор, пока величина выходного напряжения алгебраического сумматора 10 не станет достаточно малой. Выбирая соответствующим образом коэффициент петлевого усиления системы АРУ, можно добиться уменьшения остаточного напряжения помехи на выходе сумматора в десятки - сотни раз. При отрицательных напряжениях на выходе первого фазового детектора 3 (т.е. при ысиг (1225 Фи) процессы в схеме проходят аналогично, только в этом случае управляющее напряжение отрицательной полярности воздействует на второй регулируемый усилитель 12 через первый вентиль 15, увеличивая напряжение на втором суммирующем входе алгебраического сумматора 10. Следствием этого воздействия является такое же уменьшение остаточного напряжения биений на выходе сумматора. О изобретения15 Формула Составитель С. ДаниэлянТехред В.Кадар Корректор А. Обручар Редактор Л. Повхан Заказ 1968/59 Тираж 816 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Устройство фазовой автоподстройки частоты, содержащее первый и второй Фазовые детекторы, первые входы которых объединены и являются входом устройства, а вторые входы сое динены с выходом управляемого генератора непосредственно и через фазовращатель на /2 соответственно, а выходы соединены с входами первого фильтра нижних частот и фильтра верх-25 .них частот соответственно, а также третий фазовый детектор и алгебраический сумматор, первый суммирующий 013 Ьвход которого соединен с выходом первого фильтра нижних частот, о т л ич а ю щ .е е с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности при режекции помехи, между выходом фильт-. ра верхних частот и входом третьего фазового детектора, другой вход которого подключен к выходу алгебраического сумматора, включен усилитель- ограничитель, между выходом алгебраического сумматора и входом управляемого генератора включен второй фильтр нижних частот, между выходом фильтра верхних частот и вторым суммирующим и вычитающим входами алгебраического сумматора включены соответственно первый и второй регулируемые усилители, между выходом третьего фазового детектора и входом управления первого регулируемого усилителя включены последовательно соединенные третий фильтр нижних частот, усилитель постоянного тока и первый вентиль, а между выходом усилителя постоянного тока и входом управления второго регулируемого усилителя включены последовательно соединенные второй вентиль и инвертор.