[go: up one dir, main page]

SU1160564A2 - Phase-lock loop - Google Patents

Phase-lock loop Download PDF

Info

Publication number
SU1160564A2
SU1160564A2 SU833678066A SU3678066A SU1160564A2 SU 1160564 A2 SU1160564 A2 SU 1160564A2 SU 833678066 A SU833678066 A SU 833678066A SU 3678066 A SU3678066 A SU 3678066A SU 1160564 A2 SU1160564 A2 SU 1160564A2
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
frequency
phase
input
outputs
output
Prior art date
Application number
SU833678066A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Иванович Кабанов
Александр Валентинович Пестряков
Ваган Ваганович Шахгильдян
Original Assignee
Московский Ордена Трудового Красного Знамени Электротехнический Институт Связи
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Московский Ордена Трудового Красного Знамени Электротехнический Институт Связи filed Critical Московский Ордена Трудового Красного Знамени Электротехнический Институт Связи
Priority to SU833678066A priority Critical patent/SU1160564A2/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1160564A2 publication Critical patent/SU1160564A2/en

Links

Landscapes

  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

УСТРОЙСТВО ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРрЙКИ ЧАСТОТЫ по авт. св. № 1012444 о т л а ю щ е ё с   тем, что, с целью повышени  быстродействи , между .выходом эталонного генератора и входом установки нул  делител  частоты включены последовательно соединенные формирователь импульсов и элемент И, а между выходами выделител  разностной частоты и другим входом элемента И включен третий элемент.ИЛИ.DEVICE OF PHASE AUTO PRESENTATION OF FREQUENCY according to author. St. No. 1012444 about the fact that, in order to increase speed, between the output of the reference generator and the input of the zero setting of the frequency divider are connected in series the pulse shaper and the AND element, and between the outputs of the difference frequency selector and the other input of the element And the third element is included. OR.

Description

(Л С(Ls

О5O5

о елabout ate

оabout

4 Изобретение относитс  .к радиотехнике и может быть использовано в быстродействующих широкодиапазонных системах с.инхронизации, синтезаторах частоты радиоизмерительных устройств, где требуетс  установивша с  ошибка по фазе, близка  к нулю По основному авт. св. № 1012444 известно устройстйо фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), содержащее соединеннее в кольцо перестраиваемый генератор, делитель щстоты, фазовый детектор, первый фильтр нижних частот, выход которого соединен с первым управл ющим входом перестра иваемого генератора, причем первый вход фазового детектора соединен с выходом делител  частоты, а второй - с выходом эталонного генератора , канал грубой подстройки частоты перестраиваемого генератора, вклю чающий соединенные последовательно выделитель разностной частоты, входы которого соединены с выходами эталонного генератора и делител  частоты , реверсивный счетчик, преобразователь цифра - аналог, второй фильтр нижних частот, выход которого соединен с вторым управл ющим входом пере страиваемого генератора, а также фа .зовый компаратор и два элемента ИЛИ, причем входы фазового компаратора соединены с выходами эталонного генератора и делител  частоты, а выхо-ды , фазового компаратора соединены .с первыми входами двух элементов 1-ШИ вторые входы которых подключены к выходам выделител  разностной частоты, при этом выходы элементов ИЛИ соединены с входами реверсивного счетчика О Однако известное устройство обла дает значительным временем переходного процесса при перестройке генератора по диапазону. Это объ сн етс  тем, что при.больших частотных расстройках сигналов эталонного и перестраиваемого генераторов изменение состо ни  реверсивного счетчика про исходит в основном за, счет импульсо поступающих с вьщелител  разностной частоты (один раз за период разност ной частоты). При уменьшении расстройки (разностной частоты) основной причиной изменени  состо ни  реверсивного счетчика становитс  по ступление импульсов с фазового компаратора (с частотой эталонного сиг нала). Учитыва , что разность фаз сигналов, поступающих на фазовый компаратор в процессе подстройки йринимает как положительные, так и отрицательные значени , код реверсивного счетчика измен етс  как в сторону увеличени , так и уменьшени . Поэтому в течение части периода сигнал, поступающий на перестраиваемый генератор по грубому каналу подстройки, производит не подстраивающее, а расстраивающее действие. При увеличении инерционности (уменьшении полосы удержани ) точного канала подстройки за счет этого эффекта существенно увеличиваетс  длительность переходного процесса Цель изобретени  -повышение быстродействи . . Дл  этого в устройстве ФАПЧ, содержащем соеди11енные в кольцо перестраиваемый генератор, делитель частоты , фазовый детектор, первый фильтр нижних частот, выход которого соединен с первым управл юа1им входом перестраиваемого генератора, причем пер- . вый вход фазового детектора соединен с выходом делител  частоты, а второй с выходом эталонного, генератора, а также канал грубой подстройки частоты перестраиваемого генератора, включающий последовательно соединенные , . выделитель разностной частоты, входы которого Соединены с выходами эталонного генератора и делител  частоты, реверсивный счетчик, преобразователь цифра -. аналог, второй фильтр нижних частот, выход которого соединен с вторым управл ющим входом перестраиваемого генератора, а также фазовый компаратор и два элемента ИЛИ, причем входы фазового компаратора соединены с выходами эталонного генератора и делител  частоты, а выходы фазового компаратора соединены с первыми вхо- . дами двух элементов ИЛИ, вторые входы которых подключены к двум выходам вьщелител  разностной частоты, при этом выходы элементов ИЛИ соединены с входами реверс шного счетчика, между выходом эталонного Генератора и входом установки нул  делител  частоты включены последовательно соединенные формирователь .импульсов и элемент И, а между выходами выделител  разностной частоты и другим входом элемента И включен третий элемент ИЛИ. На фиг, 1 показана схема предлагаемого устройства ФА1ТЧ; на фиг. 2 временные диаграммы работы устройст ва ФАПЧ. Устройство содержит перестраивае мый генератор 1, делитель 2 частоты фазовый детектор 3, эталонный генер тор 4, первый.фильтр 5 нижних часто выделитель 6 разностной частоты, ре версивный счетчик 7 „преобразователь 8 цифра - аналогJ второй фильтр 9 нижних частот, фазовый компаратор 10, первый 11 и второй 12 элементы ИЛИ, формирователь 13 импульсов, третий элемент 1ШИ 14 и элемент И 15. Устройство работает следующим образом. При расстройках, больших полосы захвата кольца ФАПЧ, на выходе фазового детектора 3 имеетс  переменное напр жение, частота которого равна частоте биений, периодически измен ю щее через первый фильтр 5 нижних час тот частоту перестраиваемого генератора 1 в пределах полосы удержани  кольца ФАПЧ. Подстройка частоты пере страиваемого генератора 1 к частоте эталонного генератора 4 осуществл ет с  в основном по грубому каналу. Поскольку узлы выделител  6 разностной частоты и фазового компаратора 1 обычно выполн ютс  в цифровом виде, считаем, что формирование импульсов требуемой длительности происходит , в блоках 6 и 10. При больших частотных расстройках подстройка по грубому каналу произво дитс  в основном за счет действи  выделител  6 разностной частоты, а при меньших расстройках преобладагаще вли ние оказывает сигнал, поступающий с фазового компаратора 10. Дл  устранени  расстраиваемого действи  грубого канала подстройки. в предлагаемом устройстве производит с  принудительна  циклическа  устано ка разности фаз сравниваемых сигнало ( ) вснкий раз, когда изображающа точка переходит на участок движени , соответствующий обратному изменению кода, в реверсивном счетчике (участкиТ .) фиг. .2). Б результате этогосигналы , поступающие на фазовый детектор 3 и фазовый компаратор 10, всегда имеют такое фазовое рас- . согласование, при котором обеспечиваетс  изменение состо ни  реверсивRoro счетчика 7 только в направлении уменьшающем начальную частотную расстройку (фиг. 2&, крива  2). Дл  определени  моме.нта принудительной установки разности.фаз используютс  сигналы с выходов выделител  6 разностной частоты. Они по вл ютс  именно в те моменты времени, когда разность фаз сравниваемых сигналов превьшает значени  кратные t2f, после.этого в известном устройстве изображающа .точка попадает на участок движени  с возрастанием частотной расстройки. В предложенном устройстве эти з астки движени  ликвидируютс  за счет принудительного воздействи  на фазу сигнала, поступающего от перестраиваемого генератора 1, путем сброса в .О делител  2 .частоты. Момент сброса в О делител  2 определ етс  элементом И 15 при условии по влени  импульса на одном из выходов выделител  6 разностной частоты (в зависимости от знака начальной частотной расстройки) и поетуплении импульса с выхода формировател  13 импульсов. Причем дл  реализации услови  Чк Т необходимо иметь форму сигнала эталонного генератора 4, близкую к меандровой, и формировать импульсы, поступающие на элемент И 15 из соответствующего, фронта сигнала эталонного генератора 4., Дл  нормальной работы устройства необходимо, чтобы длительность импульсов , поступающих с выделител  6 разностной частоты, была не менее половины периода эталонного сигнала. На фиг. 2« приведены диаграммы работы известного устройства и прин ты следующие обозначени : FCMCt))нормированное напр жение биений на выходе фазового детектора 3 при пилообразной характеристике фазового цетектора); - имщгльсы. . . . эг сформированные из сигнала эталонного генератора 4, частота следовани  которых равна частоте эталонного генератора; и-)- - импульсы, поступающие с фазового компаратора 10 на вход сложени  реверсивного счетчика 7; и- - №1пульсы, поступающие на вход вычитани  реверсивного счетчика 7; Ugpn - импульсы на выходе выделители 6 разностной частоты; интервалы времени, в течение оторых происходит обратный счет реверсивного счетчика 7 (цифровой интегратор увеличивает частотную рас- / стройку). На фиг. 2f иллюстрируетс  работа предложенного устройства ФАПЧ. На фиг. 2Ь показано изменение частотно ра.сстройки в известном устройстве . (крива  1) и. предло  нном (кри1за  2) и прин ты следующие обозначени : Л - частотна  расстройка ме зду сравниваемыми сигналами; о - начальна  частотна  расстройка; д- изменение частотной расстройки при смене кода рёверсШного счетчика из единицу;4 The invention relates to radio engineering and can be used in high-speed wide-range synchronization systems, frequency synthesizers of radio measuring devices, where steady-state error is required, close to zero. According to the main author. St. No. 1012444 known device phase-locked loop (PLL), containing a ring connected tunable oscillator divider circuit, phase detector, the first low pass filter, the output of which is connected to the first control input of the tunable generator, the first input of the phase detector connected to the divider output frequencies, and the second with the output of the reference oscillator, a coarse frequency control channel of the tunable oscillator, including a differential frequency selector connected in series, the inputs of which о are connected to the outputs of the reference generator and frequency divider, reversible counter, digit converter - analogue, the second low-pass filter, the output of which is connected to the second control input of the tunable generator, as well as the phase comparator and two OR elements, and the inputs of the phase comparator connected to the outputs of the reference generator and frequency divider, and the outputs of the phase comparator are connected to the first inputs of two 1-SHI elements whose second inputs are connected to the outputs of the difference frequency selector, while you ode OR elements are connected to inputs of a reversible counter On However, the known device possesses the significant time transient in the restructuring of the generator over a range. This is due to the fact that for large frequency detuning of the signals of the reference and tunable generators, the change in the state of the reversible counter occurs mainly due to the impulse coming from the differential frequency allocator (once per period of the difference frequency). When decreasing the detuning (differential frequency), the main reason for the change in the state of the reversible counter is the occurrence of pulses from the phase comparator (with the frequency of the reference signal). Considering that the phase difference of the signals arriving at the phase comparator in the adjustment process does not take into account both positive and negative values, the code of the reversible counter changes both upwards and downwards. Therefore, during part of the period, the signal arriving at the tunable generator via a coarse trim channel produces a not a tuning but a frustrating action. As the inertia increases (the retention band decreases) of the exact adjustment channel, this effect significantly increases the duration of the transient process. The purpose of the invention is to increase the speed. . To do this, in the PLL device containing a tunable oscillator, a frequency divider, a phase detector, a first low-pass filter, the output of which is connected to the first controllable input of the tunable oscillator, and the first. The second input of the phase detector is connected to the output of a frequency divider, and the second to the output of a reference oscillator, as well as a coarse frequency control channel for a tunable oscillator, including series-connected,. difference frequency extractor, whose inputs are connected to the outputs of the reference oscillator and frequency divider, reversible counter, digitizer converter -. analogue, the second low-pass filter, the output of which is connected to the second control input of the tunable generator, as well as the phase comparator and two OR elements, the inputs of the phase comparator connected to the outputs of the reference generator and frequency divider, and the outputs of the phase comparator are connected to the first inputs. Two OR elements, the second inputs of which are connected to two differential frequency separator outputs, while the outputs of the OR elements are connected to the reverse inputs of the smart counter, between the output of the reference Generator and the installation input of the zero frequency divider are connected in series the driver of impulses and element I, and between the outputs of the difference frequency selector and the other input of the AND element included the third element OR. Fig, 1 shows a diagram of the proposed device PA; in fig. 2 time diagrams of the operation of the PLL. The device contains a tunable oscillator 1, a divider 2 frequencies, a phase detector 3, a reference generator 4, the first one. The lower filter 5 is often a difference frequency selector 6, a recallable counter 7 "converter 8 digit - analog second filter 9 lower frequencies, phase comparator 10, the first 11 and second 12 elements OR, the shaper 13 pulses, the third element 1 Sh 14 and the element And 15. The device works as follows. When detuning is greater than the capture band of the PLL, at the output of the phase detector 3 there is a variable voltage whose frequency is equal to the beat frequency periodically changing through the first filter 5 lower clock frequency of the tunable oscillator 1 within the band of the PLL. The frequency adjustment of the tunable oscillator 1 to the frequency of the reference oscillator 4 is carried out mainly through the coarse channel. Since the nodes of the difference frequency selector 6 and phase comparator 1 are usually performed in digital form, we believe that the formation of pulses of the required duration occurs in blocks 6 and 10. For large frequency detuning, the coarse channel tuning is performed mainly by the effect of the difference 6 frequencies, and at smaller detuning, the signal coming from the phase comparator 10 is dominant. To eliminate the detuned effect of a coarse trim channel. in the proposed device, with a forced cyclic setting, the phase difference of the compared signal () occurs once the image point goes to the movement section corresponding to the inverse code change in the reversible counter (sections T) of FIG. .2). As a result, these signals arriving at phase detector 3 and phase comparator 10 always have this phase difference. matching, in which the state of reversing Roro of counter 7 is changed only in the direction decreasing the initial frequency detuning (Fig. 2 & 2). To determine the moment of the forced installation of the difference of the phases, signals from the outputs of the difference frequency selector 6 are used. They appear exactly at those moments of time when the phase difference of the compared signals exceeds the multiples of t2f, after that, in the known device, the point falls on the motion segment with increasing frequency detuning. In the proposed device, these movements are eliminated by forcibly influencing the phase of the signal from the tunable generator 1 by resetting the divider 2 in the frequency. The moment of reset in O splitter 2 is determined by the element 15, provided that a pulse appears at one of the outputs of the difference frequency selector 6 (depending on the sign of the initial frequency detuning) and the pulse from the output of the pulse former 13 pulses. Moreover, in order to realize the condition CHk T, it is necessary to have a waveform of the reference generator 4, close to the meander wave, and to generate pulses arriving at the AND 15 element from the corresponding front of the signal of the reference oscillator 4. For the normal operation of the device it is necessary that 6 difference frequency, was not less than half the period of the reference signal. FIG. 2 "shows the diagrams of operation of the known device and the following notation is accepted: FCMCt)) normalized beat voltage at the output of the phase detector 3 with a sawtooth characteristic of the phase center; - Immersions. . . . eg formed from the signal of the reference generator 4, the frequency of which is equal to the frequency of the reference generator; and -) - - pulses coming from the phase comparator 10 to the input of the addition of the reversible counter 7; and - - # 1 pulses arriving at the input of the subtraction of the reversible counter 7; Ugpn - pulses at the output of the difference frequency extractors 6; the time intervals during which the reversal counter 7 is counted down (the digital integrator increases the frequency spreading / construction). FIG. 2f illustrates the operation of the proposed PLL device. FIG. 2b shows the change in frequency control in a known device. (curve 1) and. The proposed designation (crisis 2) and the following notation is accepted: A - frequency detuning between the compared signals; about - initial frequency detuning; d - change of frequency detuning when changing the code of the reverse counter from one;

/and

kn 11 полоса захвата кольца ФА11Ч по точному каналу управлени . Преимущество предложенного устройства ФАПЧ по сравнению с известным состоит в повьшении быстродействи . Как видно из фиг. 2Ь врем  переходного процесса в предложенном устройстве при одинаковых начальных . услови х в данном случае в 3 раза меньше, чем в известном устройстве, при этом выигрыш от использовани  предложени  возрастает с увеличением начальных частотных расстроек и инерционности точного канала управлени .kn 11 FA11CH ring capture band along the exact control channel. The advantage of the proposed device PLL compared with the known is to increase the speed. As can be seen from FIG. 2b transient time in the proposed device with the same initial. The conditions in this case are 3 times less than in the known device, and the gain from the use of the proposal increases with an increase in the initial frequency detuning and inertia of the exact control channel.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ФАЗОВОЙ АВТ0П0ДСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ по авт. св. № 1012444; о т лича ю щ е ё с я тем, что, с целью. повышения быстродействия , между выходом эталонного генератора и входом установки нуля делителя частоты включены последовательно соединенные формирователь импульсов и элемент И, а между выходами выделителя разностной частоты и другим входом элемента И включен третий элемент.ИЛИ. DEVICE OF PHASE AVT0P0DSTROYKI FREQUENCY according to ed. St. No. 1012444; This is due to the fact that, with a view to. improve performance, between the output of the reference generator and the input of the zero setting of the frequency divider are connected in series pulse shaper and the element And, and between the outputs of the difference frequency separator and the other input of the element And the third element is included. OR.
SU833678066A 1983-12-21 1983-12-21 Phase-lock loop SU1160564A2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833678066A SU1160564A2 (en) 1983-12-21 1983-12-21 Phase-lock loop

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833678066A SU1160564A2 (en) 1983-12-21 1983-12-21 Phase-lock loop

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU1012444A Addition SU189989A1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1160564A2 true SU1160564A2 (en) 1985-06-07

Family

ID=21094897

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833678066A SU1160564A2 (en) 1983-12-21 1983-12-21 Phase-lock loop

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1160564A2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР №1012444, кл. Н 03 L.7/10, 1981 (прототип). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4680780A (en) Clock recovery digital phase-locked loop
US6226339B1 (en) Method and system for detecting phase lock in a phase-locked loop
US4733197A (en) Extended range phaselocked loop
SU1160564A2 (en) Phase-lock loop
US4203002A (en) Code correlator loop using arithmetic synthesizer
SU1663768A1 (en) Phase-locked loop frequency control device
AU573682B2 (en) Multiple frequency digital phase locked loop
RU2267860C2 (en) Frequencies synthesizer with alternating amplification and pass band of phase auto-adjustment ring
SU1012444A1 (en) Phase lock device
SU1146800A2 (en) Digital frequency synthesizer
SU1453594A1 (en) Device for phase autotuning of frequency
SU555534A1 (en) Blues synthesizer
SU1332554A2 (en) Clock pulse generator synchronization device
SU1510080A1 (en) Digital frequency synthesizer
SU1338071A1 (en) Phase automatic frequency control device
SU661813A1 (en) Retunable frequency divider
SU1197073A2 (en) Digital frequency synthesizer
SU1077057A1 (en) Digital frequency synthesizer
RU1788576C (en) Method of phase automatic frequency control of controlled generator and device to implement it
SU1707734A1 (en) Multiplier of sequence frequency of pulses
JPS6340929Y2 (en)
SU995336A1 (en) Two-loop device for pulse-phase locking
SU788408A2 (en) Device for discriminating timing oscillation
US4642576A (en) Method of locking a master oscillator in a narrowband phase-lock loop to a pilot tone
SU557508A1 (en) Digital coherent demodulator of relative phase modulation signals