Радиоавтоматика - Коновалов Г.Ф. Москва, 1990 (1000004), страница 30
Текст из файла (страница 30)
В системах автоподстройки частоты используются частотные дискриминаторы, построенные по аналоговому принципу с двумя расстроенными контурами. Структурная схема такого дискриминатора приведена на рис. 10.32. Входной сигнал, преобразованный в код, поступает на два перестраиваемых цифровых фильтра (ЦФ, и ЦФз), резонансные частоты которых разнесены.
Резонансная частота одного из цифровых фильтров ниже переходной частоты, второго — выше, Передаточные функции фильтров 1Р~(в) и )Рэ(г) выбираются так, чтобы обеспечивался крутой спад дискриминационной характеристики за рабочим участком. Квадраторы К~ и Кз соответствуют амплитудным детекторам в аналоговом частотном дискриминаторе. В накопителе (Н) осуществляется усреднение чисел, поступающих с устройства вычитания, на интервале времени Т„с последующим его сбросом. Под действием управляющего сигнала и„происхо- 198 дит измерение переходной частоты,'при этом резонансные частоты цифровых фильтров перестраиваются таким об. разом, что их разность оставалась постоянной.
Если частота входного сигнала равна половине этой разности, т, е. совпадает с переходной частотой, то цифровой сигнал на выходе накопителя равен нулю, Рис. 10.32. Структурная схема частотного дискри. минатора с расстроенными контурами Рис. 10,33. Временнбй дискриминатор: а — структурная схема; а — кнскрннннанненная характернстнка Цифровые временные дискриминаторы предназначены для измерения временнбго рассогласования и преобразования его в двоичное число.
На рис. !О.ЗЗ, а изображена структурная схема временного дискриминатора '117], который используется в системах слежения по дальности РЛС сопровождения. В этом дискриминаторе зондирующий импульс (ЗИ), синхронизированный с излу. ченнем зондирующего импульса передатчика, поступает на триггер (Т) и переводит его в состояние, при котором логический элемент И начинает пропускать импульсы с генератора счетных импульсов (ГСИ) на счетчик дискриминатора.
Сформированный по отраженному от цели сигналу управляющий вмпульс (УИ) прекращает поступление счетных импульсов в счетчик. Число импульсов, 199 прошедших через элемент И в счетчик, 1У=т/1„, где ив временной интервал, заполненный счетными импульсами, следуемыми с частотой /„. Таким образом осуществляется преобразование временного интервала между эондируюуцим и управляющим импульсами в двоичный код с ценой младшего разряда Лт=!//„. Перед началом измерения в счетчик в дополнительном коде записывается число Ма=те//са, где та — опорное значение временного интервала. После прихода управляющего импульса ння нт в счетчике остается число ~т Хх Кб на ЛЛт=Ь' — Лб которое является выходным цифро* нсг вым сигналом временнбго дискриминатора.
Устройство считывания (УС) по гси задержанному на некотоа) рое время управляющему импульсу обеспечивает считывание из счетчика числа ЛЛ/, при этом положительные числа выдаютип ся в прямом коде, а отрицательные — в дополнительном. После считывания происходит сброс показаний счетчика и ввод числа Л1р для следующего / цикла измерения. Ф Рассмотренный оариант дискриминатора имеет пропорциональную характеристику (рис. 10.33, б), шаг квантования ива 1 меряемого интервала времени равен периоду следования счетных импульсов Тат. 7 На рис. 10.34, а приве- Щ дена схема временнбго дискриминатора, принцип работы которого аналогичен аналоговому дискриминатору, описанному в им Рис. 10.34. Вреттеннба Иискри нинатор: а — атруятурвая ааааа; б — ваюры 200 а 1,6, Как видно из рисунка, этот дискриминатор состоит вз логических элементов И, генератора счетных импульсов и реверсивного счетчика (РС).
На рис. 10.34, б показаны графики, поясняющие работу этого дискриминатор», Входной сигнал мак(1) подается на логические элементы И~ и Иго на которые также поступают следящие импульсы им и ись На выходе этих элементов формируются два импульса длительностями т~ и тм которые открывают элементы Из и И, для прохождения счетных импульсов. Число прошедших импульсов зависит от длительности импульсов т~ и ти и равно соответственно Ь'~ и Мт.
В реверсивном счетчике фиксируется разность этих чисел импульсов 7тг=Уа — йгь Число Л1 считывается, после чего в счетчике устанавливается нуль и начинается следующий цикл измерения. Если счетные импульсы синхронизированы со следншими импульсами, то дискриминационная характеристяка имеет вид, изображенный на рис. 10.35. Шаг кванто- Рис. 1036, Дискриминационная Рис.
10.36. Структурнаи схема характеристика ироменньго ни- разомкнутого синтезатора касскриминатора тот вапия преобразуемой величины Лт определяется периодом повторения счетных импульсов Тс, Цифровые синтезаторы частот предназначены для формирования колебаний с частотами 1т=~о+Угзу, где 1а — центральная частота; Ь| — дискретность отсчета частоты; йг — управляющее число.
На рис. 10.36 показана схема разомкнутого синтезатора 117], построенного на счетчике-делителе. Преобразователь сигнала (ПС) из синусоидальных колебаний с частотой формирует последовательность импульсов той гке частоты с нулевой фазой относительно входных колебаний, 20! Г 1и г, й) 202 В счетчике-делителе (СД), который является обычным двоичным счетчиком, в дополнительном коде записывается управляющее число У,, его ввод осушествляется устройством ввода (УВ). При поступлении на вход СД Л'„входных импульсов происходит его переполнение ()Ут+Л7 =О), в результате чего в счетчик записывается нуль, а на его выходе появляется импульс переполнения, под действием которого з счетчяк снова записыванди ется число Л'„, Таким об.
и, 1 1разом, частота следова- ~"' гд ц~"' ния импульсов переполне- ния на выходе счетчика ив оказывается в Ж„раз а) ты. Импульсы переполнеив ния с СД подаются в гармонические колебания. Для получения липечной г зависимости частоты спнтезатора от управляюшего числа Лг в его состзв включено устройство пец, 1'~аг ресчета (УП), которое число Л7 преобразует в и, Л', по формуле Л(,= =7, ()в+Л1Ь)). В ОбШЕМ случае число Л7„ является дробным и округляется при вводе в счетчик, в результате чего возникают искажения линейной заРвс. 10.37.
цифровой фазоврв- внснмости частоты синтешв тель: затора от управляющего в мруквурввя ьывм б — ввюры числа. НаличиЕ схем ПЕ- ресчета и возникновение ошибки из-за округления управляющего числа являются основными недостатками рассмотренного синтезатора частот. В цифровых системах ФАПЧ при небольшом диапазоне изменения частоты входного сигнала применяются цифровые управляемые фазовращатели (рис. 10.37,а), состоящие из устройства добавления и исключения (УДИ) и счетчика-делителя [191. Логический элемент И открывается высоким напряжением с триггера (Т), в результате чего импульсы эталонной последовательностй проходят на выход элемента И (рис.
10.37, б). Если в какой-то момент времени появляется управляющий импульс (добавление) и+, то с помощью логического элемента ИЛИ он добавляется к импульсу эталонной последовательности. Для надежности работы добавление осуществляется между импульсами эталонной последовательности. Управляющий импульс (исключение) и, возникающий в момент времени 1г, переводит триггер в нулевое состояние, поэтому элемент И закрывается и последующий импульс не проходит на выход УДИ.
Через время дт на втором входе триггера появляется импульс, который переводит его в исходное состояние, в результате чего последовательность эталонных импульсов поступает снова на выход УДИ, Для нормальной работы необходимо, чтобы выполнялось условие т,(бт(0,5/)„где т,— длительность импульса эталонной последовательности. Добавление нли исключение одного импульса соответствует сдвигу фазы эталонной последовательности на .+360'. Такой днскрет фазы является слишком большим, поэтому в состав фазовращателя включается счетчик-делитель, на выходе которого фаза сигнала относительно эталонной последовательности будет ~360'/и„, где пав коэффициент деления.
Сдвиги фаз, вносимые управляющими импульсами, накапливаются на выходе СД, т.' е. осуществляется интегрирование управляющих импульсов. $10,13. ЦИФРОВАЯ СИСТЕМА АВТОИ ОДСТ РОЙ К И ЧАСТОТЫ Функциональная схема цифровой системы автоподстройки частоты показана на рнс. 10.38 (более детальная по сравнению с рнс.
1ОА). В состав системы входит цифровой фазовый детектор (ЦФД), па один из входов которого поступает последовательность импульсов н, с часто. той г„сформированная формиру1ощим устройством ФУ, по сигналу с эталонного генератора (ЭГ). На два других входа ЦФД с цифрового перестраиваемого генератора (ЦПГ) подаются две меандровые последовательности импульсов И+ и И, сдвинутые одна относительно другой иа и. В зависимости от того, с какой из этих последовательностей совпадает временное положение импульсов с ЭГ в ЦФД вырабатывается сигнал ошибки, начало ко- торого совпадает с временным положением импульса с ЭГ, а окончание с концом импульса меаидровой последовательности, Сигнал ошибки заполняется счетными им. пульсами последовательности пса с частотой 1,„.
Число счетных импульсов в сигнале ошибки зависит от рассогласования фаз сигналов на входе ЦФД. В зависимости цпг Рнс. 1О.ЗЗ. Фуннцнонааьнаа схема цнФроао» ФАПЧ от соотношении частот 1, и )са число импульсов на выходе ЦФД может быть различным. Если ~с,=~м то дискриминационная характеристика ЦФД будет релейной, если )са>~о, то многоуровневой (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
