Фазовый компаратор: Horstmann PG II — устройство сравнения фаз 30 кВ Фазовый компаратор цена, купить HMN-51-0102-005 в СвязьКомплект

Содержание

Техника фазового сравнения при восстановлении синхросигналов в информационных каналах систем хранения данных Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

№ 1 (33), 2015 Технические науки. Информатика, вычислительная техника

УДК 621.373.1

В. А. Чулков

ТЕХНИКА ФАЗОВОГО СРАВНЕНИЯ ПРИ ВОССТАНОВЛЕНИИ СИНХРОСИГНАЛОВ В ИНФОРМАЦИОННЫХ КАНАЛАХ СИСТЕМ ХРАНЕНИЯ ДАННЫХ

Аннотация.

Актуальность и цели. Объектом исследования являются фазовые компараторы в устройствах адаптивной синхронизации и восстановления данных в процессе их передачи по каналу связи, в том числе после «замораживания» в устройстве хранения. Предметом исследования являются дискриминационная характеристика фазового сравнения и варианты ее схемного воплощения. Цель работы - оптимизация выбора формы дискриминационной характеристики и разработка фазовых компараторов повышенной эффективности, обеспечивающих наряду с быстрым установлением режима синхронизма высокую динамическую точность синхронизации.

Материалы и методы. Исследование основных характеристик представителей класса компараторов с широтно-импульсным представлением фазового рассогласования выполнено с привлечением методов статистической линеаризации, анализа срыва слежения, синтеза схем цифровой электроники.

Результаты. Показано преимущество пилообразной формы дискриминационной характеристики, разработаны схемы двухрежимных фазочастотных компараторов, которые обладают такой характеристикой и обеспечивают быстрый широкополосный захват и точную синхронизацию в режиме слежения.

Выводы. Сравнение различных форм дискриминационной характеристики фазового сравнения по критериям точности синхронизации и вероятности срыва слежения позволило обосновать преимущество пилообразной формы характеристики и предложить технические средства ее реализации.

Ключевые слова: синхронизация, фазовое сравнение, компаратор, захват, фазовая ошибка, накачка заряда.

V. A. Chulkov

THE PHASE COMPARISION TECHNIQUE WITH CLOCK RECOVERY IN INFORMATION CHANNELS OF A DATA STORAGE SYSTEM

Abstract.

Background. The article investigates phase comparators for adaptive synchronization and data recovery devices during data transmission through the communication channel, including after the "freezing" in the storage device. The subject of research is the phase comparing discriminatory characteristics and the variants of circuit implementation thereof. The purpose of the study is to optimize the choice of discriminatory characteristics forms and to develop phase comparators of increased efficiency, providing both fast synchronization mode and high dynamic accuracy.

Materials and methods. The study of the main characteristics of the class of comparators with PWM phase mismatch representation was performed using the statistical linearization method, the mistracking analysis, methods of digital electronic circuits synthesis.

Results. The authors showed the advantage of the sawtooth discriminatory characteristic, developed the dual-mode phase-frequency comparator circuits that have

Engineering sciences. Computer science, computer engineering and control

29

Известия высших учебных заведений. Поволжский регион

such a characteristic and provide fast broadband capture and accurate synchronization at tracking mode.

Conclusions. Comparison of different forms of phase comparison discriminatory features by timing accuracy and mistracking probability criteria allows to prove the advantage of the sawtooth waveform characteristics and to offer technical means of implementation thereof.

Key words: synchronization, phase comparison, comparator, capture, phase error, charge download.

Введение

Для восстановления синхронизации и декодирования данных в процессе их последовательной передачи по каналу связи или воспроизведения из устройства хранения данных применяется способ фазовой синхронизации (в зарубежной литературе PLL - Phase Lock Loop), суть которого состоит в автоподстройке частоты импульсов местного генератора по результату их фазового сравнения с поступающими кодовыми сигналами. Сигнал фазового рассогласования может представляться по-разному, в цифровой схемотехнике получил распространение метод широтно-импульсной модуляции (ШИМ), когда фазовый компаратор (ФК) образует импульс, полярность и длительность которого определяются взаимным расположением сравниваемых сигналов [1-3].

Коэффициент передачи и форма дискриминационной характеристики ФК во многом определяют динамические свойства устройства PLL, в частности скорость и частотный диапазон захвата, и точность синхронизации в режиме слежения. Поскольку в общей передаточной функции цепи ФК-фильтр обычно доминирует полюс фильтра, то ФК при анализе поведения устройства PLL часто полагается безынерционным.

К основным характеристикам ФК относятся прежде всего дискриминационная характеристика - зависимость выходного напряжения или тока от значения фазового рассогласования Дф, а также крутизна характеристики в рабочей точке (В/рад или А/рад) и апертура ее рабочего участка. Большое значение имеет наличие эффекта частотной дискриминации, недопустимого при работе с нерегулярными входными сигналами, а также протяженность зоны нечувствительности в окрестностях нулевой фазовой разности.

Настоящая работа посвящена выяснению вопроса о целесообразной форме дискриминационной характеристики фазового сравнения в устройствах PLL и схемных методах ее получения в ФК типа ШИМ, а также предлагаются схемы двухрежимных ФК повышенной эффективности.

1. Дискриминационная характеристика ФК

Известно, что ФК с ШИМ-сигналом фазовой ошибки обладают кусочно-линейными дискриминационными характеристиками, формы которых различаются. Практически важно выяснение вопроса о целесообразной форме характеристики с точки зрения погрешности синхронизации и вероятности срыва слежения. Можно показать, что названным условиям наиболее отвечает пилообразная форма характеристики.

Мерой динамической погрешности синхронизации обычно служит дисперсия фазы синхросигнала на выходе устройства PLL:

30

University proceedings. Volga region

№ 1 (33), 2015 Технические науки. Информатика, вычислительная техника

°Y

1 (*

= — [ W(j®)| (®)d®,

2П J

(1)

где индексы Х и Y относятся соответственно к входу и выходу устройства; Sx (ю) - энергетический спектр девиаций фазы входных сигналов;

w (м = 1

'( . 3° Х, (2)

где Sдэ - эквивалентная крутизна линеаризованной характеристики.

На рис. 1 приведены результаты расчета эквивалентной крутизны Sдэ

треугольной 1, трапецеидальной 2 и пилообразной 3 характеристик как функций среднеквадратического отклонения фазы входных сигналов, полученные с использованием данных [4] при условии равенства полос удержания PLL. Эквивалентная крутизна пилообразной характеристики всюду имеет меньшее значение, что соответствует меньшей динамической погрешности синхронизации.

Сравним теперь те же кусочно-линейные характеристики по критерию надежности синхронизации с помощью аппарата анализа срыва слежения в линейных системах [5]. Если отождествить срыв слежения с достижением фазовой разностью Лф границ апертуры дискриминационной характеристики ±П, то вероятность срыва синхронизма за время наблюдения tK в кольце PLL с интегрирующим фильтром определяется выражением

P(t„) = —

•^дэКГТф"

П

• exp

( 2n2S_ ^

(3)

где Тф - постоянная времени фильтра; Кг - крутизна модуляционной характеристики управляемого генератора в петле PLL; N0 - спектральная плотность белого шума на входе фильтра. дэ (а X ) KГаХ

(5)

Как следует из графиков (рис. 2), представляющих результаты чис-

ленного расчета вероятности срыва по формуле (5) при Тф = 5 10 6 с

Kг = 106 Гц/В, им = 1 В, tK = 1 с, АРэф = 106 Гц, пилообразная форма характеристики оказывается наилучшей и с точки зрения надежности поддержания синхронизма в кольце PLL.

2. Фазовые компараторы с широтно-импульсным сигналом ошибки

В соответствии с принципом функционирования устройства PLL фазовый компаратор может быть аналоговым, импульсным и цифровым. Аналоговый ФК образует сигнал фазового рассогласования путем перемножения гармонического входного сигнала и гармонического же сигнала местного ге-

32

University proceedings. Volga region

№ 1 (33), 2015 Технические науки. Информатика, вычислительная техника

нератора, балансный смеситель Гильберта является типовым представителем ФК такого типа [6]. В системах PLL с амплитудно-импульсным представлением фазовой ошибки ФК выполняется в виде ключа выборки-хранения, форма дискриминационной характеристики которого повторяет форму сигнала местного генератора [7]. Цифровой ФК представляет результат фазового сравнения либо количеством импульсов, либо двоичным числом [8].

Рис. 2. Вероятность срыва синхронизма как функция джиттера сигналов

В схемотехнике современных синхронизирующих устройств, строящихся с применением цифровых элементов, преобладает широтно-импульсный способ представления фазовой ошибки, обладающий простотой реализации и линейностью дискриминационной характеристики. В зависимости от назначения устройства ФК может быть чисто комбинационным или же включать элементы памяти.

На рис. 3 представлены диаграммы сигналов и формы дискриминационных характеристик вентилей И, ИЛИ и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ - зависимостей среднего нормированного выходного напряжения 2ср, получающегося в результате фильтрации, от фазовой разности входных сигналов Дф. Особенностью таких ФК является симметричная треугольная форма их характеристик с протяженностью рабочего участка п, периодически повторяющаяся за пределами участка -я...+я. Вентиль ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ обладает в 2 раза более высоким коэффициентом передачи.

Периодичность характеристик свидетельствует об отсутствии эффекта частотной дискриминации. Однако половину периода характеристики занимает нерабочий участок противоположного знака крутизны, на котором процесс регулирования в системе PLL становится расходящимся.

В отличие от комбинационных, схемам ФК на основе триггеров присущ эффект частотной дискриминации - результат фазового сравнения дополняется признаком неравенства частот сравниваемых сигналов. В качестве примера на рис. 4 представлена схема ФК в виде ДО-триггера с динамическими входами, снабженная выходным усредняющим фильтром. Если частоты

Engineering sciences. Computer science, computer engineering and control

33

Известия высших учебных заведений. Поволжский регион

сравниваемых сигналов равны, то дискриминационная характеристика имеет пилообразную форму и периодична. Если же частоты не равны, например частота X выше частоты Y, то длительность импульсов триггера будет не менее половины их периода, если Дф будет более 4п - не менее 2/3 периода. То же относится к отрицательному фазовому рассогласованию Дф < 0, когда сигнал X постоянно отстает от сигнала Y, с тем отличием, что длительность импульса триггера сокращается. Таким образом, если частота сигналов X больше частоты сигналов Y, то среднее нормированное выходное напряжение превышает значение 0,5, т. е. результат сравнения зависит от частоты.

Рис. 3. Логические элементы в качестве фазовых компараторов: а - И; б - ИЛИ; в - ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ

Рис. 4. Триггер в качестве фазового компаратора

Наличие эффекта частотной дискриминации способствует расширению полосы захвата, однако оказывается не всегда допустимым. Так, при восстановлении синхросигналов из кодовой последовательности импульсов, кото-

34

University proceedings. Volga region

№ 1 (33), 2015 Технические науки. Информатика, вычислительная техника

рые и служат опорными сигналами устройства PLL, ФК обязан реагировать исключительно на фазу входного сигнала. Пилообразную либо близкую к пилообразной характеристику фазового сравнения можно получить также с помощью конфигураций цифровых ФК, имеющих три состояния выхода, одно из которых является нейтральным и поддерживается в отсутствие очередного входного сигнала. T)

Соотношение длительностей положительной и отрицательной полуволн дипульса Z зависит от взаимного расположения во времени сравниваемых сигналов X и Y; установившемуся состоянию устройства PLL соответствует их равенство. Расширить апертуру дискриминационной характеристики ФК и одновременно устранить зависимость результата сравнения от длительностей импульсов можно путем подключения по входам базовой схемы одновибратора и триггера (рис. 5,в). Время выдержки одновибратора %

Engineering sciences. Computer science, computer engineering and control

35

Известия высших учебных заведений. Поволжский регион

устанавливается несколько меньшим тактового периода T, поэтому протяженность линейного участка характеристики приближается к 2п . ) содержит лишь нарастающие линейные участки. Поскольку сравнение происходит только после прихода очередного входного сигнала, то отсутствие такового не влечет ложной фазовой разности, следовательно, схема свободна от основного недостатка триггерного ФК.

В тех случаях, когда сравниваемые сигналы регулярны, чрезвычайно эффективным оказывается фазочастотный компаратор (ФЧК), способный обеспечить захват в полосе частот, равной полосе удержания PLL, независимо от инерционности фильтра. Схема ФЧК в кольце PLL, работающем в режиме умножения частоты благодаря делителю частоты (1/N) в цепи обратной связи (рис. 6,а), включает пару динамических D-триггеров с общей цепью сброса через вентиль И-НЕ. Компаратор нагружен на блок накачки заряда (БНЗ), который состоит из пары управляемых генераторов вытекающего и втекающего токов, имеющих равные абсолютные значения.

Рис. 6. Устройство PLL с ФЧК в режиме умножения частоты: а - схема; б - временные диаграммы сигналов; в - дискриминационная характеристика

Каждый из сравниваемых сигналов (X и Y* на рис. 6,б) взводит свой триггер, поступление второго из них приводит к немедленному одновременному сбросу обоих триггеров. В зависимости от фазового отношения между сигналами либо на выходе U, либо на выходе D образуется импульс, ширина которого отражает фазовую разность. В результате включается генератор либо вытекающего, либо втекающего тока I, и напряжение на конденсаторе Uc,

36

University proceedings. Volga region

№ 1 (33), 2015 Технические науки. Информатика, вычислительная техника

определяющее частоту управляемого генератора (УГ), получает соответственно либо положительное, либо отрицательное приращение. В установившемся синфазном режиме триггеры в ФЧК одновременно взводятся и сразу же сбрасываются - сигнал рассогласования не возникает.

Показанная на рис. 6,в дискриминационная характеристика ФЧК зеркально симметрична относительно начала координат и имеет расширенную до ±2п протяженность линейного участка. Если частоты сравниваемых сигналов не равны, то происходит постоянный заряд или разряд конденсатора в БНЗ, в результате чего напряжение на нем достигает одного из крайних значений, что соответствует максимальному отклонению частоты УГ от своего среднего значения. Поэтому полоса захвата устройства PLL оказывается равной полосе удержания.

3. Двухрежимный фазочастотный компаратор

При всех достоинствах фазочастотных компараторов им свойственны некоторые недостатки, проявляющиеся в процессах восстановления синхронизации из высокочастотной последовательности кодовых сигналов с использованием PLL. Во-первых, поскольку опорные импульсы нерегулярны, в таких процессах недопустимо свойство частотного сравнения. Во-вторых, при работе на высокой частоте проявляется зона нечувствительности компаратора, связанная с задержками переключения триггеров.

Зона нечувствительности представляет собой минимальный интервал между сравниваемыми сигналами At, который может почувствовать схема. Так, в схеме на рис. 6,а зона нечувствительности равна минимум двум временам задержки распространения вентиля, необходимым для появления выходного импульса. Зона нечувствительности обусловливает дополнительное фазовое дрожание выходных сигналов устройства PLL тем более заметное, чем меньше их период. Чаще всего зону нечувствительности уменьшают введением в схему внутренних элементов задержки, что обеспечивает гарантированную минимальную длительность импульсов по обоим выходам ФЧК [9-11].

В схеме ФЧК, изображенной на рис. 7, для уменьшения зоны нечувствительности по обоим сигнальным входам X и Y включены элементы задержки [11]. Сигналы фазовой разности U и D образуются на выходах ДО-триггеров, работой которых управляют соответствующие D-триггеры. В момент поступления первого из сравниваемых сигналов вентиль ИЛИ взводит оба D-триггера, на D-входах которых удерживается уровень единицы с выхода вентиля ИЛИ-НЕ обратной связи. Сразу же взводятся оба ДО-триггера, формирующие на обоих выходах U и D высокие уровни «1». Если, например, первым поступил сигнал Y (первый период на рис. 7,б), то импульс D закончится через время задержки элемента задержки по входу Y, когда задержанная копия входного сигнала сбросит свой ДО-триггер. Другой же ДО-триггер, вырабатывающий выходной импульс U, сбросится с такой же задержкой после прихода второго входного сигнала Х.

Поскольку выходы U и D ФЧК в схеме PLL нагружаются на входы БНЗ с комплементарными генераторами тока, то действие импульсов U и D в течение времени задержки элементов задержки взаимно компенсируется (образуется сквозной ток в БНЗ). Поэтому длительность импульса тока, попадающего в интегрирующий конденсатор фильтра, точно равна времени задержки

Engineering sciences. Computer science, computer engineering and control

37

Известия высших учебных заведений. Поволжский регион

между сравниваемыми входными сигналами. Аналогично ФЧК работает в случае, когда сигналы X и Y поступают одновременно (вырабатываются выходные импульсы U и D равной длительности), а также в случае, когда сигнал Y отстает от сигнала Х.

Рис. 7. Способ сокращения зоны нечувствительности: а - схема; б - временные диаграммы сигналов

Анализ условий воспроизведения информации из устройств ее хранения обнаруживает возможности устранения этих недостатков благодаря используемым форматам данных, предусматривающим поле синхронизации в начале информационного массива для настройки канала чтения данных. Так, в дисковых накопителях протяженность поля синхронизации с регулярными импульсами составляет обычно несколько десятков байтов, что достаточно для осуществления захвата PLL. После этого ФЧК можно переводить в режим слежения, перестраивая его структуру для устранения свойства частотного дискриминатора.

Конфигурация универсального ФЧК без зоны нечувствительности, способного работать как в режиме сравнения фаз и частот, так и в режиме только фазового сравнения, представлена на рис. 8 [12]. Ядро схемы составляет пара D-триггеров Т1, Т2 с общей цепью сброса через вентиль И-НЕ. Благодаря способности сравнивать частоты сравниваемых сигналов схема обеспечивает быструю подстройку устройства PLL. Указанный режим фазочастотного сравнения устанавливается высоким уровнем «1» на управляющем входе V, при этом выключается из работы одновибратор (5), а триггер Т3 удерживается во взведенном состоянии.

Режим только фазового сравнения, необходимый во время работы с нерегулярными кодовыми сигналами Х, задается низким уровнем «0» управляющего сигнала V. В этом режиме триггер Т2 выключается из работы, а его функции передаются триггеру Т3, который синхронизируется уже не фронтами, а спадами сигналов Y (для этого на его синхронизирующем входе включен инвертор). Длительности импульсов Y (генератора PLL) и одновибратора в ФЧК выбираются равными половине тактового периода, это гарантирует переключение ФЧК из одного режима в другой без переходного процесса в устройстве PLL. Временные диаграммы (рис. 9,б) иллюстрируют работу схемы в режиме фазового сравнения. Заштрихованные области выходных

38

University proceedings. Volga region

№ 1 (33), 2015 Технические науки. Информатика, вычислительная техника

импульсов U и D показывают их действующие части, равные по длительности времени задержки между сигналами X и Y. Незаштрихованные части этих импульсов взаимно компенсируются в БНЗ устройства PLL. Формы дискриминационной характеристики ФЧК для обоих режимов работы (при V = 1 и V = 0) изображены на рис. 9,в.

Рис. 8. Двухрежимный ФЧК: а - схема; б -диаграммы сигналов; в - дискриминационная характеристика

Engineering sciences. Computer science, computer engineering and control

39

Рис. 9. Устройство PLL в канале чтения с ускоренным достижением синхронизма

Сокращению продолжительности процесса захвата способствует также расширение на это время полосы фильтра в контуре PLL, чему в БНЗ соответствует либо уменьшение емкости интегрирующего конденсатора, либо увеличение тока накачки заряда. Второй способ наиболее просто реализуется схемными средствами. На рис. 9 показана схема устройства PLL, в которой ускоренный широкополосный захват достигается одновременным переводом рассмотренного двухрежимного ФЧК в режим частотно-фазового сравнения и увеличением на порядок токов накачки заряда в БНЗ.

БНЗ состоит из двух каналов, один из которых (БНЗ1) включен постоянно, а второй (БНЗ2) активируется при высоком уровне управляющего сигнала V, когда закрываются транзисторы VT1, VT2. Эти транзисторы в рабочем режиме синхронизации замыкают на себя токи заряда-разряда в БНЗ2. Оба БНЗ имеют общую цепь смещения, а их токи различаются на порядок. Поэтому длительность процесса начального установления синхронизма резко сокращается, что позволяет увеличить объем полезной информации в устройстве хранения данных за счет уменьшения поля синхронизации информационного массива.

Заключение

В работе рассмотрены вопросы схемной реализации фазовых компараторов в устройствах адаптивной синхронизации и восстановления данных в процессе их передачи по каналу связи, в том числе после «замораживания» в устройстве хранения. Обоснована пилообразная форма дискриминационной

40

University proceedings. Volga region

№ 1 (33), 2015 Технические науки. Информатика, вычислительная техника

характеристики, проанализированы представители класса компараторов с широтно-импульсным представлением фазового рассогласования. Разработаны схемы двухрежимных фазочастотных компараторов, обеспечивающих быстрый широкополосный захват и точную синхронизацию в режиме слежения.

Список литературы

1. Шахгильдян, В. В. Системы фазовой автоподстройки частоты / В. В. Шахги-льдян, А. А. Ляховкин. - М. : Связь, 1972. - 450 с.

2. Gardner, F. M. Charge-pump Phase-lock Loops / F. M. Gardner // IEEE Trans. on Communications. - 1980. - Vol. 28. - Р. 1849-1858.

3. Леонов, Г. А. Математические модели систем фазовой синхронизации с квадратурными и фазово-квадратурными элементами / Г. А. Леонов // Автоматика и телемеханика. - 2008. - № 9. - С. 33-43.

4. Долгих, М. С. Статистическая линеаризация дискриминационных характеристик радиотехнических следящих систем / М. С. Долгих // Радиотехника. - 1982. -Т. 37, № 7. - С. 33-36.

5. Обрезков, Г. В. Методы анализа срыва слежения / Г. В. Обрезков, Г. Д. Разе-виг. - М. : Советское радио, 1972. - 239 с.

6. Капланов, М. Р. Автоматическая подстройка частоты / М. Р. Капланов, В. А. Левин. - М. - Л. : Госэнергоиздат, 1962. - 320 с.

7. Несвижский, Ю. Б. Импульсно-фазовая автоподстройка частоты с фиксацией / Ю. Б. Несвижский // Радиотехника. - 1965. - Т. 20, № 9. - С. 36-45.

8. Жодзишский, М. И. Цифровые системы фазовой синхронизации / М. И. Жодзишский, С. Ю. Сила-Новицкий, В. А. Прасолов. - М. : Советское радио, 1980. - 208 с.

9. Авт. свид. СССР 866698, МКИ Н 03D 13/00. Частотно-фазовый детектор / Чул-ков В. А., Глыбовский А. Д. - № 2648788/18-09, заявл. 21.07.1978 ; опубл. 23.09.1981.

10. Патент США 4322643, МКИ H03D 13/00. Digital phase comparator with improved sensitivity for small phase differences / Preslar D. R. - № 06/144053 ; заявл. 28.04.1980; опубл. 30.03.1982.

11. Патент США 6121846, МКИ H03D 13/00. Digital phase comparator without dead zone / Preslar D. R. - № 09/321033 ; заявл. 27.05.1999; опубл. 19.09.2000.

12. Авт. свид. СССР 1688382, МКИ Н 03D 13/00 . Частотно-фазовый компаратор / Кузьмин В. А., Чулков В. А. - № 4748303/09 ; заявл. 11.10.1989; опубл. 30.10.1991.

References

1. Shakhgil'dyan V. V., Lyakhovkin A. A. Sistemy fazovoy avtopodstroyki chastoty [Systems of phase-locked-loop frequency control]. Moscow: Svyaz', 1972, 450 p.

2. Gardner F. M. IEEE Trans. on Communications. 1980, vol. 28, pp. 1849-1858.

3. Leonov G. A. Avtomatika i telemekhanika [Automatics and remote control]. 2008, no. 9, pp. 33-43.

4. Dolgikh M. S. Radiotekhnika [Radio engineering]. 1982, vol. 37, no. 7, pp. 33-36.

5. Obrezkov G. V., Razevig G. D. Metody analiza sryva slezheniya [Methods of mistrack-ing analysis]. Moscow: Sovetskoe radio, 1972, 239 p.

6. Kaplanov M. R., Levin V. A. Avtomaticheskaya podstroyka chastoty [Automatic frequency control]. Moscow - Leningrad: Gosenergoizdat, 1962, 320 p.

7. Nesvizhskiy Yu. B. Radiotekhnika [Radio engineering]. 1965, vol. 20, no. 9, pp. 36-45.

8. Zhodzishskiy M. I., Sila-Novitskiy S. Yu., Prasolov V. A. Tsifrovye sistemy fazovoy sinkhronizatsii [Digital systems of phase synchronization]. Moscow: Sovetskoe radio, 1980, 208 p.

Engineering sciences. Computer science, computer engineering and control

41

Известия высших учебных заведений. Поволжский регион

9. Certificate of authorship USSR 866698, MKI N 03D 13/00. Frequency-phase detector. Chulkov V. A., Glybovskiy A. D. No. 2648788/18-09, appl. July 21, 1978; publ. September 23, 1981.

10. Patent of the USA 4322643, MKI H03D 13/00. Digital phase comparator with improved sensitivity for small phase differences. Preslar D. R. No. 06/144053; appl. April 28, 1980; publ. March 30, 1982.

11. Patent of the USA 6121846, MKI H03D 13/00. Digital phase comparator without dead zone Preslar D. R. No. 09/321033; appl. May 27, 1999; publ. September 19, 2000.

12. Certificate of authorship USSR 1688382, MKI N 03D 13/00. Digital phase comparator. Kuz'min V. A., Chulkov V. A. No. 4748303/09; appl. October 11, 1989; publ. October 30, 1991.

Чулков Валерий Александрович доктор технических наук, профессор, кафедра вычислительных машин и систем, декан факультета заочного обучения, Пензенский государственный технологический университет (Россия, г. Пенза, проезд Байдукова, 1А)

E-mail: [email protected]

Chulkov Valeriy Aleksandrovich Doctor of engineering sciences, professor, sub-department of computing machines and systems, dean of the faculty of extramural education, Penza State Technological University (1a Baydukova lane, Penza, Russia)

УДК 621.373.1 Чулков, В. А.

Техника фазового сравнения при восстановлении синхросигналов в информационных каналах систем хранения данных / В. А. Чулков // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. - 2015. - № 1 (33). - С. 29-42.

42

University proceedings. Volga region

фазовый компаратор - это... Что такое фазовый компаратор?

фазовый компаратор
phase comparator, phase estimator

Большой англо-русский и русско-английский словарь. 2001.

  • фазовый интеграл
  • фазовый контраст

Смотреть что такое "фазовый компаратор" в других словарях:

  • фазовый компаратор — устройство сравнения фаз орган сравнения фаз — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия Синонимы устройство… …   Справочник технического переводчика

  • фазовый компаратор — fazių komparatorius statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. phase comparator; phase comparison circuit vok. Phasenkomparator, m; Phasenvergleicher, m rus. фазовый компаратор, m pranc. comparateur de phase, m …   Automatikos terminų žodynas

  • многовходный фазовый компаратор — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва] Тематики электротехника, основные понятия EN multiinput phase comparator …   Справочник технического переводчика

  • Частотный компаратор — средство сравнения частот двух высокостабильных источников. Частным видом частотных компараторов являются фазовые компараторы, существуют также приёмники компараторы, позволяющие сравнивать частоту поверяемой, калибруемой меры с частотой,… …   Википедия

  • Phasenkomparator — fazių komparatorius statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. phase comparator; phase comparison circuit vok. Phasenkomparator, m; Phasenvergleicher, m rus. фазовый компаратор, m pranc. comparateur de phase, m …   Automatikos terminų žodynas

  • Phasenvergleicher — fazių komparatorius statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. phase comparator; phase comparison circuit vok. Phasenkomparator, m; Phasenvergleicher, m rus. фазовый компаратор, m pranc. comparateur de phase, m …   Automatikos terminų žodynas

  • comparateur de phase — fazių komparatorius statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. phase comparator; phase comparison circuit vok. Phasenkomparator, m; Phasenvergleicher, m rus. фазовый компаратор, m pranc. comparateur de phase, m …   Automatikos terminų žodynas

  • fazių komparatorius — statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. phase comparator; phase comparison circuit vok. Phasenkomparator, m; Phasenvergleicher, m rus. фазовый компаратор, m pranc. comparateur de phase, m …   Automatikos terminų žodynas

  • phase comparator — fazių komparatorius statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. phase comparator; phase comparison circuit vok. Phasenkomparator, m; Phasenvergleicher, m rus. фазовый компаратор, m pranc. comparateur de phase, m …   Automatikos terminų žodynas

  • phase-comparison circuit — fazių komparatorius statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. phase comparator; phase comparison circuit vok. Phasenkomparator, m; Phasenvergleicher, m rus. фазовый компаратор, m pranc. comparateur de phase, m …   Automatikos terminų žodynas

  • Электронный генератор — Электронные генераторы большое множество устройств в радиотехнике и электронике (радиоэлектронике). Генератор представляет собой электронный усилитель охваченный цепью положительной обратной связи с фильтром. Содержание 1 Виды электронных… …   Википедия

Регистрация авторских прав и товарных знаков

The author of a work of science, literature and art is recognized as a citizen, creative work which it is created.

Right holder - a Citizen or a legal entity possessing an exclusive the right to the result of intellectual activity or the means individualization (right holder), has the right to use such result or such a means at its discretion, any not contrary to the law way.
The right holder may dispose of the exclusive right to the result intellectual activity or means of individualization (article 1233), unless otherwise provided in this Code.

The author of a work of science, literature and art can only be physical the person, and the owner can be both physical, and legal entity.

If the owner is a natural person, the life of the author + 70 years after the death of, from 1 January of the year following the author's death, the rights are inherited.

If the right holder is a legal entity, the term is reflected on the balance sheet of the enterprise useful life in accordance with PBU 14/2007, 17/02.

The author always retains non-exclusive, i.e. inalienable rights.

Средства контроля фазовых характеристик · ИПА РАН

Контроль фазовых характеристик радиоприёмного тракта построен по принципу измерения задержки между опорным и калибровочным сигналом. Каждый элемент измерительного тракта имеет определённую нестабильность. Условно сгруппировать их можно как нестабильность приёмного устройства, кабелей снижения и системы преобразования сигналов.

Система фазовой калибровки состоит из антенной и наземной части. На радиотелескопе, в специальном термостате, установлен генератор пикосекундных импульсов (ГПИ) и модулятор измерителя электрической длины кабеля. Наземная часть состоит из формирователя сигналов и измерителя электрической длины кабеля снижения.

Структурная схема устройства фазовой калибровки

Генератор импульсов пикосекундной длительности

Генератор импульсов пикосекундной длительности формирует сигнал фазовой калибровки, представляющий собой сетку частот с шагом 1 МГц в диапазоне до 10 ГГц или 40 ГГц, в зависимости от модели ГПИ. Измеритель электрической длины кабеля обеспечивает фазовую привязку сетки частот относительно опорной частоты 5 МГц. Сигнал фазовой калибровки замешивается на вход приёмного устройства, через направленный ответвитель сразу после рупора антенны и проходит через весь приемно-регистрирующий тракт.

Фазовые сдвиги принимаемого полезного сигнала, прошедшего через приемно-регистрирующий тракт, имеют такую же величину, что и калибровочная сетка частот. Это позволяет скомпенсировать при корреляционной обработке изменение фазы сигнала, произошедшее в приемно-регистрирующем тракте.

Частоты гетеродинов видеоконверторов системы регистрации РСДБ наблюдений выбраны, так что одна из инжектированных гармоник 1 МГц оказывается на выходе видеоконвертора на частоте 10 кГц. Далее в корреляторе происходит перемножение выходной полосы с двумя сигналами частоты 10 кГц сдвинутыми по фазе на 90 друг относительно друга, выделяются компоненты частоты 10 кГц и измеряются их фаза и амплитуда. Измеренные фазы гармоник фазовой калибровки в полосе регистрируемых частот позволяют получить время задержки сигнала в приемной системе.

Во время записи РСДБ эксперимента сигнал фазовой калибровки можно подавать непрерывно, если установить достаточно низкий его уровень (несколько процентов от шумовой температуры приемной системы), обнаруживаемый лишь при очень узкой полосе фильтрации (~10 Гц). Тогда возможен постоянный контроль задержки сигнала в приемной системе.

Генератор пикосекундных импульсов располагается в непосредственной близости от входа приемного устройства в надзеркальной кабине радиотелескопа, температура в которой может колебаться в пределах нескольких градусов. Это может привести к флуктуациям фазы импульса ГПИ сравнимым с возникающими в калибруемом радиоприемном тракте. По этой причине должны быть приняты меры по термостабилизации ГПИ.

Конструктивно генератор импульсов пикосекундной длительности выполнен в виде сменного модуля, который помещен в корпус термостата. Источник питания выполнен в виде выносного блока. Такое решение позволило устранить наводки преобразования без дополнительного экранирования, что значительно упростило конструкцию.

Внешний вид модуля ГПИ. Верхняя крышка снята

Структурная схема модуля ГПИ на диоде с накоплением заряда представлена на рисунке. Функционально модуль состоит из двух частей — модулятора измерителя электрической длины кабеля (схемы приёма-преобразования сигнала опорной частоты) и формирователя импульса пикосекундной длительности. На вход модуля поступает смешанный сигнал, состоящий из сигнала частоты 5 МГц, сигнала управления и сигналов, используемых для контроля фазовой задержки в кабеле.

Структурная схема модуля ГПИ на ДНЗ

Схема приёма-преобразования сигнала выделяет опорный сигнал 5 МГц, который поступает на усилитель-ограничитель. Усилитель-ограничитель преобразует опорный сигнал в меандр с минимальными фазовыми потерями. Делитель частоты формирует временные ворота частотой 1 МГц. Синхронный коммутатор вырезает из опорной частоты передний фронт полуволны с частотой 1 МГц. Управляющий сигнал, выделенный фильтром сигнала управления, может закрыть ворота и прекратить генерацию импульса пикосекундной длительности без остановки делителя. Такая схема позволяет внести минимальные задержки и устранить скачок фазы при выключении импульса ГПИ, а так же минимизировать флуктуации фазы, вносимые в опорный сигнал.

Схема приёма-преобразования сигнала выделяет опорный сигнал 5 МГц, который поступает на усилитель-ограничитель. Усилитель-ограничитель преобразует опорный сигнал в меандр с минимальными фазовыми потерями. Делитель частоты формирует временные ворота частотой 1 МГц. Синхронный коммутатор вырезает из опорной частоты передний фронт полуволны с частотой 1 МГц. Управляющий сигнал, выделенный фильтром сигнала управления, может закрыть ворота и прекратить генерацию импульса пикосекундной длительности без остановки делителя. Такая схема позволяет внести минимальные задержки и устранить скачок фазы при выключении импульса ГПИ, а так же минимизировать флуктуации фазы, вносимые в опорный сигнал.

Усилитель - формирователь увеличивает крутизну переднего фронта и амплитуду сигнала. На ДНЗ поступает импульс длительностью от 1.5 до 3.5 наносекунд. Длительность выходного импульса зависит от параметров диода и смещения постоянного напряжения, которое регулируется потенциометром.

Цепи ДНЗ смонтированы на полосковых линиях. На выходе ДНЗ, в полосковой линии нагруженной на делитель мощности, возбуждается импульс амплитудой около 10 В. Далее от симметричного полоскового аттенюатора - разветвителя импульс поступает на два симметричных выхода. Амплитуда импульса на выходном разъеме порядка 1,4 В.

Генератор импульсов пикосекундной длительности размещён в надзеркальной кабине радиотелескопа, где возможны изменения температуры и влажности воздуха. Наиболее сильно влияет на работу генератора изменение температуры. Устройство термостатирования генератора импульсов пикосекундной длительности предназначено для уменьшения влияния атмосферных факторов.

Основные технические требования, предъявляемые к устройству: минимальные габариты, рабочий диапазон изменения внешних температур от +5°С до +35°С, точность поддержания температуры термостатирования ±0,1°С при изменении внешней температуры на 10°С, время выхода на рабочий режим не более 40 минут. Главное условие при эксплуатации конструкция термостата должна позволять выполнять замену генератора импульсов пикосекундной длительности без демонтажа термостата.

Конструктивно термостат состоит из наружного корпуса, внутреннего корпуса и термоизоляции. Корпус термостата собран из отдельных пластин, что позволяет механически фиксировать корпус модуля генератора импульсов пикосекундной длительности без дополнительных приспособлений.

Блок термостатирования ГПИ. Верхняя крышка и термоизоляция сняты, виден внутренний корпус с обмотками нагревателя.

Аппаратура контроля электрической длины кабеля

Аппаратура контроля электрической длины кабеля состоит из измерителя электрической длины кабеля и измерителя интервалов времени (счетчик-частотомер). На вход измерения электрической длины кабеля поступает сигнал опорной частоты 5 МГц от водородного стандарта. Выход подключён к кабелю снижения соединяющего генератор импульсов пикосекундной длительности, расположенный в надзеркальной кабине антенны и наземную часть измерителя. Часть сигнала опорной частоты через ответвитель поступает на кабель снижения. Другая часть мощности сигнала используется в измерительной схеме. Сигнал, возвращённый по кабелю снижения, сдвинут по фазе на двойную величину приращения задержки в кабеле плюс начальный сдвиг фаз. Устройство преобразования переносит фазовый сдвиг на опорную частоту для формирования опорного канала и дальнейшего измерения. Измерение разности фаз выполняется при помощи фазового компаратора с коэффициентом умножения 100 и измерителя интервалов времени Agilent 53131. Результат измерений передаётся по интерфейсу GPIB по запросу в компьютер управления.

Усилитель 5 МГц построен по принципу трансформаторно-транзисторного усилителя. Такой выбор схемы зависит от того, что источник опорной частоты расположен в непосредственной близости от узла. На выходе усилителя установлен разветвитель сигнала.

Монтаж гибридного трансформатора на отдельной плате позволил устранить наводки на усилитель. Гибрид предназначен для согласования узлов и разделения сигналов. На вход гибрида поступает сигнал опорной частоты и смесь сигналов, возвращённая с кабеля снижения. На выходе выделяется промодулированный сигнал частоты 5 МГц, возвращённый от антенного блока.

Структурная схема наземной части измерителя электрической длинны кабеля

Усилитель 5 МГц построен по принципу трансформаторно-транзисторного усилителя. Такой выбор схемы зависит от того, что источник опорной частоты расположен в непосредственной близости от узла. На выходе усилителя установлен разветвитель сигнала.

Монтаж гибридного трансформатора на отдельной плате позволил устранить наводки на усилитель. Гибрид предназначен для согласования узлов и разделения сигналов. На вход гибрида поступает сигнал опорной частоты и смесь сигналов, возвращённая с кабеля снижения. На выходе выделяется промодулированный сигнал частоты 5 МГц, возвращённый от антенного блока.

Сумматор предназначен для объединения сигналов 5 МГц, 5 кГц, отключения импульса ГПИ и передачи на кабель снижения. Сумматор построен на пассивных элементах.

Делитель 5МГц/5кГц/500Гц предназначен для формирования фазостабильных сигналов частот 5 кГц и 500 Гц из сигнала опорной частоты 5 МГц. Сигнал опорной частоты поступает от усилителя 5 МГц на вход приёмника с лини совмещённого с триггером Шмита. Делитель построен на шести двоично-десятичных счётчиках.

Делитель 25 Гц предназначен для формирования двух сигналов сдвинутых по фазе на 45 градусов. Делитель вынесен на отдельную плату для уменьшения сетевых наводок 50 Гц и 25 Гц на частоту модуляции 5 кГц. Делитель построен на двоично-десятичном счётчике и двух JK триггерах.

Фазовый детектор предназначен для сравнения фазы сигнала частоты 5 кГц, сформированного из опорного сигнала, с фазой сигнала возвращённой от кабеля снижения и формирования напряжения рассогласования для управления фазовращателем. На вход фазового детектора поступают сигналы опорной частоты 5 кГц ,5 МГц от фазовращателя и выделенная гибридом из смеси частот 5 МГц возвращённые по кабелю снижения. Сигналы частотой 5 МГц поступают на перемножитель, где выделяется сигнал частоты модуляции. На выходе перемножителя установлен транзисторный усилитель и два прецизионных операционных усилителя с коэффициентом усиления К=100 каждый. Фазовый детектор выполнен на квадратурном перемножителе (Linear four-quadrant multiplier) фирмы Motorola, который обеспечивает достаточно высокую линейность и температурную стабильность на рабочей частоте. На выходе установлен интегратор на операционном усилителе.

Синтезатор 4999975Гц формирует сигнал частоты 4999975 Гц из сигналов частот 5 МГц и 25 Гц. Для нормальной работы фазового компаратора необходима частота с подавленным зеркальным каналом. По этой причине применена микросхема смеситель с одной боковой полосой.

Усилитель ограничитель предназначен для уменьшения влияния неравномерности коэффициента передачи фазовращателя. Усилитель собран на двухканальном быстродействующем операционном усилителе с коэффициентом усиления К=200.

Фазовый компаратор построен по принципу симметричного преобразования опорного и измеряемого канала. На два смесителя с подавлением одной боковой полосы поступают сигналы опорной частоты 4999975Гц, два сигнала частоты 5МГц на опорный канал и измеряемый канал соответственно. На выходе установлен активный фильтр верхних частот, выполненный на операционном усилителе, и буферный усилитель.

Конструктивно измеритель электрической длины кабеля состоит из выносного источника питания постоянного тока 24 вольта, основного блока и внешнего измерителя интервалов времени. Основной блок изготовлен из дюраля с отсеками для установки плат узлов. Узлы отелены друг от друга экранирующими перегородками. Верх и низ блока закрыты съёмными крышками. Основной блок разделён на отдельные модули монтируемые на отдельных платах.

Измеритель электрической длины кабеля. Слева без верхней крышки, справа без нижней крышки

70997-18: VCH-323 ЯКУР.411146.034 Компараторы-анализаторы фазовые

Назначение

Компараторы-анализаторы фазовые VCH-323 ЯКУР.411146.034 (далее - компараторы) предназначены для измерений относительной разности и нестабильности частот, а также спектральной плотности фазовых флуктуаций сигналов с частотами от 1 до 100 МГц.

Описание

Принцип действия компараторов основан на прямой цифровой обработке входных сигналов для расчета их характеристик без каких-либо преобразований в аналоговых схемах (кроме усиления).

Используемая схема компараторов позволяет значительно снизить влияние шумов аналого-цифровых преобразователей на результаты измерений благодаря использованию кросскорреляционной обработки выборок разностей фаз, полученных в двух параллельных измерительных каналах.

Конструктивно компараторы выполнены в виде моноблока с разъемами VGA, USB, LAN, PS/2 на задней панели и функционально содержат два одинаковых измерительных канала, каждый из которых предназначен для вычисления разности фаз между двумя анализируемыми сигналами.

Компараторы имеют три измерительных входа «X», «Y», «Z», что позволяет реализовать два режима работы: «Два входа» - данный режим позволяет уменьшить шумы, вносимые компаратором, при измерении характеристик разности частот двух сигналов с помощью кросскорреляционной обработки; «Три входа» - в данном режиме при вычислении характеристик нестабильности частоты используется кросскорреляционная обработка по методу трех генераторов.

Внешний вид компаратора, места пломбировки от несанкционированного доступа, места нанесения знака утверждения типа и знака поверки представлены на рисунках 1, 2.

Рисунок 2 - Внешний вид компаратора (вид сзади)

Программное обеспечение

Метрологически значимая часть ПО компаратора представляет программный продукт: Программа компаратор частотный VCH-323 Ки.ЯКУР.00012-01.

Идентификационные данные (признаки) метрологической значимой части ПО указаны в таблице 1.

Таблица 1 - Идентификационные данные ПО

Идентификационные данные (признаки)

Значение

Идентификационное наименование ПО

VCH-323

Яи.ЯКУР.00012-01

Номер версии (идентификационный номер) ПО

17.3

Цифровой идентификатор ПО

6В285ББ4

Алгоритм вычисления контрольной суммы исполняемого кода

CRC-32

Конструкция компаратора исключает возможность несанкционированного влияния на ПО и измерительную информацию.

Уровень защиты программного обеспечения «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.

Технические характеристики

Таблица 2 - Метрологические характеристики

Наименование характеристики

Значение

Диапазон значений частоты входных синусоидальных сигналов, Гц

от 1106 до 1108

Среднеквадратическое значение напряжения входных синусоидальных сигналов, на нагрузке 50 Ом, В

от 0,6 до 1,2

Диапазон частот анализа спектральной плотности мощности фазовых шумов, Гц

от 1 до 1-105

Наименование характеристики

Значение

Пределы допускаемой основной погрешности измерений (нестабильность частоты, вносимая прибором - среднее квадратическое относительное двухвыборочное отклонение, СКДО) для входных синусоидальных сигналов в режиме «Два входа» пары сигналов YX и в режиме «Три входа» для сигнала X (кросс-СКДО) при времени измерения:

-    полоса пропускания 100 Гц:

-    0,01 с

±3-1 0-13

- 0,1 с

±1-10-13

-    полоса пропускания 1 Гц:

-    1 с

±1-10-14

- 10 с

±5 • 10-15

- 100 с

±1-10-15

- 1 ч

±3-10-16

- 1 сут

±1-10-16

Пределы допускаемой основной погрешности измерений (нестабильность частоты, вносимая прибором - среднее квадратическое относительное двухвыборочное отклонение, СКДО) для входных синусоидальных сигналов в режиме «Три входа» при времени измерения:

-    полоса пропускания 100 Гц:

-    0,01 с

±5-1 0-12

- 0,1 с

±6-10-13

-    полоса пропускания 1 Гц:

-    1 с

±3-10-14

- 10 с

±5-10-15

- 100 с

±2-10-15

- 1 ч

±5-10-16

- 1 сут

±1-10-16

Уровень собственных фазовых шумов при частоте входного сигнала 5 МГц в режиме «Два входа» для пары сигналов YX, при частоте анализа, дБн/Гц: - 1 Гц

-135

- 10 Гц

-150

- 100 Гц

-155

- 1 кГц

-160

- 10 кГц

-163

- 100 кГц

-163

Уровень собственных фазовых шумов при частоте входного сигнала

10 МГц в режиме «Два входа» для пары сигналов YX, при частоте анализа,

дБн/Гц:

- 1 Гц

-130

- 10 Гц

-145

- 100 Гц

-153

- 1 кГц

-158

- 10 кГц

-160

- 100 кГц

-160

Наименование характеристики

Значение

Уровень собственных фазовых шумов при частоте входного сигнала 100 МГц в режиме «Два входа» для пары сигналов YX, при частоте анализа, дБн/Гц:

- 1 Гц

-110

- 10 Гц

-127

- 100 Гц

-140

- 1 кГц

-143

- 10 кГц

-150

- 100 кГц

-155

Уровень собственных фазовых шумов при частоте входного сигнала 5 МГц в режиме «Три входа» для сигнала X, при частоте анализа, дБн/Гц:

- 1 Гц

-135

- 10 Гц

-150

- 100 Гц

-155

- 1 кГц

-160

- 10 кГц

-163

- 100 кГц

-163

Уровень собственных фазовых шумов при частоте входного сигнала 10 МГц в режиме «Три входа» для сигнала X, при частоте анализа, дБн/Гц: - 1 Гц

-130

- 10 Гц

-145

- 100 Гц

-153

- 1 кГц

-158

- 10 кГц

-160

- 100 кГц

-160

Уровень собственных фазовых шумов при частоте входного сигнала 100 МГц в режиме «Три входа» для сигнала X, при частоте анализа, дБн/Гц:

- 1 Гц

-110

- 10 Гц

-127

- 100 Гц

-140

- 1 кГц

-143

- 10 кГц

-150

- 100 кГц

-155

Уровень собственных фазовых шумов при частоте входного сигнала 5 МГц в режиме «Три входа» для пар сигналов YX, ZX, при частоте анализа, дБн/Гц:

- 1 Гц

-130

- 10 Гц

-143

- 100 Гц

-145

- 1 кГц

-148

- 10 кГц

-148

- 100 кГц

-148

Наименование характеристики

Значение

Уровень собственных фазовых шумов при частоте входного сигнала

10 МГц в режиме «Три входа» для пар сигналов YX, ZX, при частоте анализа, дБн/Гц:

- 1 Гц

-127

- 10 Гц

-135

- 100 Гц

-143

- 1 кГц

-145

- 10 кГц

-145

- 100 кГц

-146

Уровень собственных фазовых шумов при частоте входного сигнала

100 МГц в режиме «Три входа» для пар сигналов YX, ZX, при частоте анализа, дБн/Гц:

- 1 Гц

-107

- 10 Гц

-115

- 100 Гц

-127

- 1 кГц

-133

- 10 кГц

-140

- 100 кГц

-143

Пределы допускаемой дополнительной погрешности измерения (амплитуда

±2,040-12

паразитной фазовой модуляции (ПФМ) при наличии разности частот

входных сигналов, с

Пределы допускаемой дополнительной погрешности измерения (температурный коэффициент изменения фазы (ТКФ), с/°С

±5,0-10-12

Таблица 3 - Основные технические характеристики

Наименование характеристики

Значение

Г абаритные размеры (ширина х высота х длина), мм, не более

449x184x339

Масса, кг, не более

12

Параметры электрического питания:

-    напряжение переменного тока, В

-    частота переменного тока, Гц

220+22

50±1

Потребляемая мощность от сети переменного тока, В А, не более

60

Нормальные условия измерений:

-    температура окружающего воздуха, °С

-    атмосферное давление, кПа

-    относительная влажность при температуре воздуха 25 °С, %

20±5 от 70 до 106,7 до 80

Рабочие условия эксплуатации:

-    температура окружающего воздуха, °С

-    атмосферное давление, кПа

-    относительная влажность при температуре воздуха 25 °С, %

от 5 до 40 от 70 до 106,7 до 80

Таблица 4 - Комплектность поставки компаратора

Наименование

Обозначение

Кол-во, шт.

Компаратор-анализатор фазовый

VCH-323 ЯКУР.411146.034

1

Вставка плавкая ВП2Б-1В 2 А

ОЮ0.481.005 ТУ-Р

6

Кабель соединительный ВЧ

SMA/BNC, 0,2 м ЯКУР.685670.154

3

Кабель соединительный ВЧ

SMA/ SMA, 1,5 м ЯКУР.685670.547

1

Кабель сетевой

SCZ-1

1

Адаптер N-BNC

33 N-BNC-50-1/133 UE

1

Делитель мощности

ZA3CS-400-3W-S

2

Руководство по эксплуатации

ЯКУР.411146.034РЭ

1

Формуляр

ЯКУР.411146.034ФО

1

Ящик укладочно-транспортный

ЯКУР.323361.034

1

Поверка

осуществляется по документу ЯКУР.411146.034РЭ «Компаратор-анализатор фазовый VCH-323 ЯКУР.411146.034. Руководство по эксплуатации», Приложение А «Методика поверки», утверждённому ФГБУ «ГНМЦ» Минобороны России 02.10.2017 г.

Основное средство поверки: генератор рубидиевый опорный LPFRS-01 (рег. № 28435-04). Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых компараторов с требуемой точностью.

Знак поверки наносится на корпус компаратора методом наклейки и в свидетельство

о поверке в виде оттиска клейма.

Сведения о методах измерений

приведены в эксплуатационном документе.

Нормативные документы

ГОСТ 8.129-2013 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений времени и частоты

ЯКУР.411146.034ТУ Компаратор-анализатор фазовый VCH-323 ЯКУР.411146.034. Технические условия

Частотно-фазовый компаратор

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в качестве логического элемента сравнения частоты следования импульсов задающего генератора, определяющего частоту вращения двигателя в дискретных астатических электроприводах, и частоты следования импульсов датчика обратной связи, расположенного на валу двигателя, а также в других системах фазовой синхронизации. Техническим результатом является повышение надежности работы. В частотно-фазовый компаратор введены две схемы И, схема ИЛИ, элемент задержки, два одновибратора и два триггера. Введенные элементы позволяют получить сигналы, соответствующие прохождению двух импульсов одной из сравниваемых частот между двумя импульсами другой из сравниваемых частот, устранить зависимость работы компаратора от длительности импульсов источников, контролируемой и эталонной частоты. 1 ил.

 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использована в качестве логического элемента сравнения частоты следования импульсов задающего генератора, определяющего частоту вращения двигателя в дискретных астатических электроприводах, и частоты следования импульсов датчика обратной связи, расположенного на валу двигателя, а также в других системах фазовой синхронизации.

Известен частотно-фазовый дискриминатор (а.с. СССР №1589373, МКИ3 H03D 13/00, 1990), содержащий блок фазового сравнения, первый и второй блокирующие триггеры, дешифратор и блок логической блокировки, причем первый и второй входы блока фазового сравнения являются соответственно первым и вторым входами частотно-фазового дискриминатора, а первый и второй выходы блока фазового сравнения являются соответственно первым и вторым входами дешифратора, первый и второй выходы которого соединены с информационными входами соответственно первого и второго блокирующих триггеров, тактовые входы которых соединены со вторым входом блока фазового сравнения, при этом выходы первого и второго блокирующих триггеров соединены соответственно с третьим и четвертым входами дешифратора, а также соответственно с первым и третьим входами блока логической блокировки, второй и четвертый входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами блока фазового сравнения, при этом выход блока логической блокировки является выходом частотно-фазового дискриминатора.

Недостатком такого устройства можно считать сложность его практической реализации вследствие наличия в схеме большого количества элементов. Также в данном устройстве отсутствуют сигналы, соответствующие прохождению двух импульсов одной из сравниваемых частот между двумя импульсами другой из сравниваемых частот, что снижает функциональные возможности частотно-фазового компаратора.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому устройству является частотно-фазовый компаратор (а.с. СССР №484621, МКИ5 H03D 13/00, 1975), содержащий схемы И-НЕ, два блокирующих и фазовый триггер, входы которого подключены к клеммам источников контролируемой и эталонной частоты и к входам двух схем И-НЕ, к вторым входам которых подключены соответственно единичный и нулевой выходы фазового триггера, а к выходам - первые входы блокировочных триггеров, нулевые выходы которых соединены с их вторыми входами через третью схему И-НЕ, а единичные выходы соответственно - с первыми входами четвертой и пятой схем И-НЕ, при этом второй вход пятой схемы И-НЕ соединен с выходом четвертой схемы И-НЕ, второй вход которой подключен к нулевому выходу фазового триггера. В данной схеме имеется возможность получения сигналов, соответствующих прохождению двух импульсов одной из сравниваемых частот между двумя импульсами другой из сравниваемых частот.

Недостатком этого устройства является низкая надежность работы частотно-фазового компаратора, в значительной степени связанная с зависимостью от длительности импульсов источников контролируемой и эталонной частоты, что определяет необходимость использования на входе компаратора дополнительных формирователей коротких импульсов, усложняющих компаратор.

Задачей изобретения является повышение надежности работы и расширение функциональных возможностей частотно-фазового компаратора.

Известный частотно-фазовый компаратор содержит две схемы И-НЕ, два блокирующих и фазовый триггер, входы которого подключены к клеммам источников контролируемой и эталонной частоты. Инверсный выход первого блокирующего триггера подключен к первому входу первой схемы И-НЕ, второй вход которой подключен к инверсному выходу фазового триггера. Выход первой схемы И-НЕ подключен к первому входу второй схемы И-НЕ, второй вход которой подключен к инверсному выходу второго блокирующего триггера. Выход второй схемы И-НЕ является γ выходом частотно-фазового компаратора.

Поставленная задача решена за счет того, что в частотно-фазовый компаратор введены две схемы И, схема ИЛИ, элемент задержки, два одновибратора и два триггера. Синхровходы первого и второго триггеров подключены соответственно к источникам контролируемой и эталонной частоты. D входы первого и второго триггеров подключены соответственно к прямому и инверсному выходу фазового триггера. Выходы первого и второго триггеров подключены соответственно к входам первого и второго одновибраторов. Выход первого одновибратора подключен к первому входу первой схемы И, к первому входу схемы ИЛИ, к входу R первого триггера и является 2/2 выходом частотно-фазового компаратора. Выход второго одновибратора подключен к первому входу второй схемы И, к второму входу схемы ИЛИ, к входу R второго триггера и является 0/2 выходом частотно-фазового компаратора. Выход схемы ИЛИ через элемент задержки подключен к синхровходам блокирующих триггеров. D вход первого блокирующего триггера подключен к выходу первой схемы И, второй вход которой подключен к инверсному выходу второго блокирующего триггера, вход D которого подключен к выходу второй схемы И, второй вход которой подключен к инверсному выходу первого блокирующего триггера. Прямые выходы первого и второго блокирующих триггеров являются соответственно Т и Р выходами частотно-фазового компаратора.

Сущность технического решения пояснена чертежом, где на фиг.1 приведена функциональная электрическая схема предлагаемого устройства.

Частотно-фазовый компаратор содержит фазовый RS-триггер 1, D-триггеры 2, 3, 4 и 5, одновибраторы 6 и 7, схему ИЛИ 8, элемент задержки 9, схемы И 10 и 11, схемы И-НЕ 12 и 13.

Входы фазового RS-триггера 1 в устройстве являются синхровходами D-триггера 2 и D-триггера 3 и подключены к клеммам источников контролируемой и эталонной частоты. D входы D-триггера 2 и D-триггера 3 подключены соответственно к прямому и инверсному выходу фазового RS-триггера 1. Выходы D-триггера 2 и D-триггера 3 подключены соответственно к входам одновибратора 6 и одновибратора 7. Выход одновибратора 6 подключен к первому входу схемы И 10, к первому входу схемы ИЛИ 8, к входу R D-триггера 2 и является 2/2 выходом частотно-фазового компаратора. Выход одновибратора 7 подключен к первому входу схемы И 11, к второму входу схемы ИЛИ 8, к входу R D-триггера 3 и является 0/2 выходом частотно-фазового компаратора. Выход схемы ИЛИ 8 через элемент задержки 9 подключен к синхровходам блокирующих D-триггеров 4 и 5. D вход блокирующего D-триггера 4 подключен к выходу схемы И 10, второй вход которой подключен к инверсному выходу блокирующего D-триггера 5, вход D которого подключен к выходу схемы И 11, второй вход которой подключен к инверсному выходу блокирующего D-триггера 4. Прямые выходы блокирующих D-триггеров 4 и 5 являются соответственно Т и Р выходами частотно-фазового компаратора. Инверсный выход блокирующего D-триггера 4 подключен к первому входу схемы И-НЕ 12, второй вход которой подключен к инверсному выходу фазового RS-триггера 1. Выход схемы И-НЕ 12 подключен к первому входу схемы И-НЕ 13, второй вход которой подключен к инверсному выходу блокирующего D-триггера 5 и является у выходом частотно-фазового компаратора.

Частотно-фазовый компаратор работает следующим образом.

Компаратор имеет два режима работы: режим сравнения частот и режим сравнения фаз. Причем при сближении частот компаратор автоматически переходит от режима сравнения частот к режиму сравнения фаз.

При превышении частоты эталонного сигнала над контролируемым обязательно возникает состояние, при котором в промежутке между поступлением на вход двух импульсов контролируемой частоты на вход подаются два импульса эталонной частоты. Первый импульс устанавливает инверсный выход фазового RS-триггера 1 в состояние «1» (высокий уровень напряжения), подготовив D-триггера 3 к включению при прохождении второго импульса. Второй импульс устанавливает прямой выход D-триггера 3 в состояние «1». Импульс с прямого выхода D-триггера 3 поступает на вход одновибратора 7, который формирует на выходе импульс требуемой длительности, обеспечивающей надежную работу частотно-фазового компаратора. Импульс с выхода одновибратора 7 одновременно поступает на R вход D-триггера 3 (отключая его), на выход 0/2 частотно-фазового компаратора, на первый вход схемы И 11 и с задержкой τ, равной времени срабатывания схем И, через схему ИЛИ 8 и элемент задержки 9 на синхровходы D-триггеров 4 и 5.

В том случае, если в предшествующий момент времени D-триггер 4 был выключен, то в момент прихода импульса на синхровход D-триггера 5 его D вход уже будет находиться в состоянии «1», т.к. импульс, который поступит с одновибратора 7 через схему И 11, придет на время τ раньше. В результате прямой выход D-триггера 5 перейдет в состояние «1», выдавая сигнал о превышении эталонной частоты над контролируемой. Инверсный выход D-триггера 5 при этом блокирует работу схемы И-НЕ 13 и на выходе γ частотно-фазового компаратора также устанавливается состояние «1». Состояние D-триггера 4 при этом остается неизменным, т.к. в момент прихода импульса на его синхровход D вход находится в состоянии «0».

В том случае, если в предшествующий момент времени D-триггер 4 был включен, то в момент прихода импульса на синхровход D-триггера 5 его D вход будет находиться в состоянии «0», т.к. импульс с одновибратора 7 не пройдет через заблокированную инверсным выходом D-триггера 4 схему И 11. В результате прямой выход D-триггера 5 перейдет в состояние «0», а инверсный выход устанавливается в состояние «1» и тем самым разблокирует работу схемы И-НЕ 13. D-триггер 4 при этом переходит в выключенное состояние, т.к. в момент прихода импульса на его синхровход D вход находится в состоянии «0». Компаратор переходит от режима сравнения частот к режиму сравнения фаз. Поскольку при этом на схемы И-НЕ 12 и 13 с инверсных выходов триггеров 4 и 5 подан «разрешающий» сигнал «1», то выход компаратора повторяет состояние инверсного выхода RS-триггера 1. Длительность выходных импульсов пропорциональна фазовому сдвигу сравниваемых частот.

При превышении частоты контролируемого сигнала над эталонным компаратор работает аналогично, начиная с установки прямого выхода RS-триггера 1 в состояние «1».

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет повысить надежность работы и расширить функциональные возможности частотно-фазового компаратора за счет введения в устройство двух схем И, схемы ИЛИ, элемента задержки, двух одновибраторов и двух триггеров.

Частотно-фазовый компаратор, содержащий две схемы И-НЕ, два блокирующих триггера и фазовый триггер, входы которого подключены к клеммам источников контролируемой и эталонной частоты, при этом инверсный выход первого из блокирующих триггеров подключен к первому входу первой схемы И-НЕ, второй вход которой подключен к инверсному выходу фазового триггера, а выход подключен к первому входу второй схемы И-НЕ, второй вход которой подключен к инверсному выходу второго блокирующего триггера, а выход является γ выходом частотно-фазового компаратора, отличающийся тем, что в устройство введены две схемы И, схема ИЛИ, элемент задержки, два одновибратора и два триггера, синхровходы которых подключены соответственно к источникам контролируемой и эталонной частоты, D входы которых подключены соответственно к прямому и инверсному выходу фазового триггера, а выходы подключены соответственно к входам первого и второго одновибраторов, при этом выход первого одновибратора подключен к первому входу первой схемы И, к первому входу схемы ИЛИ, к входу R первого триггера и является 2/2 выходом частотно-фазового компаратора, а выход второго одновибратора является 0/2 выходом частотно-фазового компаратора, подключен к первому входу второй схемы И, к входу R второго триггера, к второму входу схемы ИЛИ, выход которой через элемент задержки подключен к синхровходам блокирующих триггеров, D вход первого из блокирующих триггеров подключен к выходу первой схемы И, второй вход которой подключен к инверсному выходу второго блокирующего триггера, вход D которого подключен к выходу второй схемы И, второй вход которой подключен к инверсному выходу первого блокирующего триггера, прямой выход которого является Т выходом частотно-фазового компаратора, Р выходом которого является прямой выход второго блокирующего триггера.

Государственные первичные эталоны | ФГУП ВНИИФТРИ

Область применения

Обеспечение единства измерений УФС на высоких и сверхвысоких частотах. Точные и достоверные измерения параметров СВЧ устройств и комплексов при их разработке и производстве:

  • в науке и технологии — разработка новых СВЧ компонентов и систем, а также изделий на их основе;
  • в метрологии и приборостроении — при создании эталонов и средств измерений комплексных коэффициентов передачи и отражения;
  • в системах связи и телекоммуникациях — обеспечение качества и надежности как самих устройств, так и их параметров.

Описание

Основным способом определения параметров СВЧ устройств в процессе их изготовления и эксплуатации являются измерения. Этим объясняется бурный количественный и качественный рост парка радиоизмерительных приборов для измерения параметров СВЧ трактов — это измерители разности фаз, измерители комплексных коэффициентов передачи, векторные анализаторы цепей, векторные генераторы сигналов... Широкая область применения средств измерений угла фазового сдвига в различных отраслях радиоприборостроения и послужила основанием для создания государственного первичного эталона. Функционирующий ГЭТ 207-2013 утвержден приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 января 2014 г. N 52 Методы воспроизведения единицы: формирование методом прямого цифрового синтеза сигналов опорного и измерительного каналов с заданной частотой и углом фазового сдвига на основе точных приращений частоты и времени задержки.

ГПЭ представляет собой комплекс средств измерений, в состав которого входят:

  • устройство воспроизведения единицы угла фазового сдвига между двумя электрическими сигналами в диапазоне частот от 0,1 до 100 МГц;
  • компаратор эталона — комплекс технических и программных средств, обеспечивающий передачу единицы угла фазового сдвига между двумя электрическими сигналами в диапазоне частот от 0,1 МГц до 65 ГГц;
  • комплекты калибровочных мер компаратора на все типы коаксиальных соединителей и соединителей в виде фланцев прямоугольных волноводов, поддерживаемых эталоном; эталоны сравнения в виде мер комплексного коэффициента передачи для передачи единицы угла фазового сдвига эталонам c коаксиальными соединителями и с соединителями в виде фланцев прямоугольных волноводов, поддерживаемых эталоном;
  • набор вспомогательных элементов и оборудования.

Метрологические характеристики

  • Название величины: угол фазового сдвига между двумя электрическими сигналами.
  • Диапазон рабочих частот от 0,1 МГц до 65 ГГц
  • Диапазон значений угла фазового сдвига между двумя электрическими сигналами (далее УФС), воспроизводимых эталоном от 0 до 360
  • Типы поддерживаемых коаксиальных соединителей: II, VIII, N 75, III, N, IX; 3,5 mm, I, 2,92 mm, 2,4 mm, 1,85 mm.
  • Типы поддерживаемых соединителей в виде фланцев прямоугольных волноводов : 72×34, 58×25, 48×24, 40×20, 35×15, 28,5×12,6, 23×10, 16×8, 11×5,5, 7,2×3,4 мм.
Суммарная стандартная неопределенность воспроизведения единиц УФС:

Частота, МГц

Суммарная стандартная неопределенность, º, не более

От 0,1 до 1

0,0016

Свыше 1 до 5

0,0014

Свыше 5 до 10

0,0011

Свыше 10 до 20

0,0022

Свыше 20 до 50

0,0035

Свыше 50 до 100

0,0050

Расширенные неопределенности передачи единицы УФС мерам УФС с коаксиальными соединителями:

Характеристика

Диаметр поперечного сечения коаксиальных волноводов, мм

16,0/6,95

16,0/4,58

7,0/2,01

7,0/3,04

3,5/1,52

2,92/1,27

2,4/1,04

1,85/0,8

Верхняя граница диапазона частот, ГГц

7

3

3

18

34

40

50 65
Типы поддерживаемых соединителей1

II

VIII

N 75

III, N

IX; 3,5 мм

2,92 мм

I, 2,4 мм

1,85 мм

Расширенная неопределенность передачи УФС, U(0,95)
для мер с ослаблением от 0 до 3 дБ

0,4

0,4

0,4

0,4

0,6

1,0

1,0

1,5

Расширенная неопределенность передачи УФС, U(0,95)
для мер с ослаблением свыше 3 до 50 дБ

0,6

0,6

0,6

0,8

1,0

2,0

2,0

3,8

1Типы соединителей приведены в соответствии с ГОСТ 13317 и IEEE Std 287™-2007
Расширенные неопределенности передачи единицы УФС мерам УФС с соединителями в виде фланцев прямоугольных волноводов:

Поперечное сечение волноводов, мм

Диапазон частот, ГГц

Расширенная неопределенность передачи УФС, U(0,95)
для мер с ослаблением от 0 до 3 дБ

Расширенная неопределенность передачи УФС, U(0,95)
для мер с ослаблением свыше 3 до 50 дБ

72×34

от 2,59 до 3,94

0,4

0,6

58×25

от 3,20 до 4,80

0,4

0,6

48×24

от 3,94 до 5,64

0,4

0,6

40×20

от 4,80 до 6,85

0,4

0,6

35×15

от 5,64 до 8,24

0,4

0,6

28,5×12,6

от 6,85 до 9,93

0,4

0,6

23×10

от 8,24 до 12,05

0,4

0,6

16×8

от 12,05 до 17,44

0,5

1,0

11×5,5

от 17,44 до 25,95

0,5

1,0

7,2×3,4

от 25,95 до 37,50

0,7

1,5

Расширенные неопределенности измерения ККО и ККП мер с соединителями в виде фланцев прямоугольных волноводов:

Поперечное сечение волновода, мм

Диапазон частот, ГГц

Расширенная неопределенность измерения мер ККО
(мнимая и действительные части), U(0,95)

Расширенная неопределенность измерения мер ККП
(мнимая и действительные части), U(0,95)

72×34

От 2,59 до 3,94

0,002 – 0,025

0,00003 – 0,007

58×25

От 3,20 до 4,80

48×24

От 3,94 до 5,64

40×20

От 4,80 до 6,85

35×15

От 5,64 до 8,24

28,5×12,6

От 6,85 до 9,93

23×10

От 8,24 до 12,05

0,003 — 0,026

0,00004 — 0,007

16×8

От 12,05 до 17,44

11×5,5

7,2×3,4

От 17,44 до 25,95

От 25,95 до 37,50

0,004 — 0,03

0,00005 — 0,01

Фазовые компараторы

- обзор

Методы синтезатора частот

Они основаны на разработках схемы фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), показанной на рис. 2.26. В этом устройстве входной сигнал переменного тока сравнивается по фазе с выходным сигналом генератора, управляемого напряжением (ГУН). На выходе фазового компаратора будет сумма и разность частот входных сигналов и сигналов ГУН.

Рис. 2.26. Система фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ).

Там, где разностная частота достаточно мала для прохождения «петлевого фильтра» нижних частот, результирующее управляющее напряжение, приложенное к ГУН, будет иметь тенденцию приводить его к частотному синхронизму и фазовой квадратуре с входящим сигналом - до тех пор, пока петлевое усиление достаточно велико.В этом состоянии петля называется «заблокированной».

Эта схема может использоваться для генерации сигнала переменного тока с синхронизацией по частоте, но намного большей по амплитуде, чем входящий опорный сигнал. Он также может генерировать управляющее напряжение генератора, которое будет точно отслеживать поступающие изменения частоты входного сигнала, когда контур заблокирован, и это обеспечивает отличный метод извлечения модуляции из FM-сигнала.

Дальнейшее развитие базовой схемы ФАПЧ показано на рис.2.27. В этом случае между ГУН и фазовым компаратором вставлен делитель частоты, так что, когда контур находится в синхронизированном состоянии, выходная частота ГУН будет кратной входной частоте. Например, если делитель имеет коэффициент n , то ГУН будет иметь выходную частоту, равную n ( F в ).

Рис. 2.27. Умножитель частоты с фазовой синхронизацией.

В синтезаторе частоты с ФАПЧ, показанном на рис. 2.28, этот процесс выполняется на одну ступень дальше, с кварцевым генератором в качестве опорного источника, питающего фазовый детектор через дополнительный делитель частоты.Если два делителя имеют отношения м и n , тогда, когда контур заблокирован, выходная частота будет (н / м) × F ref .

Рис. 2.28. Синтезатор частоты с фазовой автоподстройкой частоты.

При условии, что m и n достаточно велики, выходной сигнал VCO может поддерживаться на выбранной частоте, с управляемой кристаллом стабильности и с любой необходимой степенью точности. Теперь, когда такая схема синтезатора частоты доступна в виде единой ИС, этот тип управления частотой начинает появляться в высококачественных FM-тюнерах, а также в приемниках связи.

Небольшая операционная проблема с этим типом системы заключается в том, что из-за наличия внутри ИС синтезатора очень большого количества, относительно большой амплитуды, переключающих сигналов, охватывающих широкий спектр частот, такие приемники, как правило, страдают от множества незначительные настроечные свистки, от которых избавлены обычные системы с одним настроенным генератором. Чтобы свести паразитные сигналы к незаметному уровню, необходима очень тщательная проверка микросхемы синтезатора.

Как правило, в FM-тюнерах относительно широкая полоса приема делает дрейф частоты генератора менее острой проблемой, чем в случае AM-приемников, работающих на сопоставимых частотах сигналов, хотя искажение принимаемых сигналов в большинстве случаев ухудшается, если Набор не настроен правильно, или если он дрейфует во время использования, в высококачественных тюнерах все еще есть стимул использовать системы генераторов, стабилизированных кварцевым кристаллом.

Более серьезная проблема, даже в широкополосных FM-тюнерах, где они не используют управление частотой ФАПЧ, заключается в том, что варикап-диоды (полупроводниковые переходные диоды, в которых эффективная емкость является обратной функцией приложенного обратного напряжения) часто используются для настраивать ВЧ и генераторные схемы, их характеристики довольно сильно зависят от температуры.

Приемники, настроенные на варикап, должны использовать источники постоянного напряжения с термокомпенсацией для управления настройкой, если необходимо избежать дрейфа по этой причине.

Цифровой аналоговый линейный микшер »Примечания по электронике

Фазовый детектор - ключевой элемент цепи фазовой автоподстройки частоты и многих других схем. Есть несколько типов, от цифрового до аналогового микшера и др.


Схема фазовой автоподстройки частоты, Учебное пособие / руководство по ФАПЧ Включает:
Петля фазовой автоподстройки частоты, основы ФАПЧ Фазовый детектор Генератор, управляемый напряжением с ФАПЧ, ГУН Петлевой фильтр ФАПЧ


Фазочувствительный детектор может использоваться в нескольких цепях - везде, где необходимо определить фазу между двумя сигналами.

Одна из основных областей применения фазовых детекторов - это петли фазовой автоподстройки частоты, хотя и далеко не единственные.

Фазовый детектор позволяет обнаруживать разность фаз и генерировать результирующее "ошибочное" напряжение.

Есть разные типы фазовых детекторов. Их можно классифицировать по-разному, но один из них приведен ниже:

  • Детекторы, чувствительные только к фазе
  • Детекторы фазовые / частотные

Фазочувствительные и фазочастотные детекторы можно использовать по-разному, поэтому они описываются отдельно.

Детекторы, чувствительные только к фазе

Фазовые детекторы, чувствительные только к фазе, представляют собой наиболее простой вид фазовых детекторов. Как видно из названия, их выход зависит только от разности фаз между двумя сигналами. Когда разность фаз между двумя входящими сигналами стабильна, они создают постоянное напряжение. Когда между двумя сигналами существует разность частот, они создают переменное напряжение с частотой, равной разности частот.

Произведение разностной частоты - это произведение, используемое для определения разности фаз.

Однако вполне возможно, что сигнал разностной частоты выйдет за пределы полосы пропускания контурного фильтра и, следовательно, всего контура фазовой автоподстройки частоты. Если это происходит, то напряжение ошибки не проходит через фильтр контура ФАПЧ и попадает на управляемый напряжением генератор, ГУН, чтобы заблокировать его. Это означает, что существует только ограниченный диапазон, в котором контур фазовой автоподстройки частоты может быть заблокирован.Этот диапазон называется диапазоном захвата. Как правило, после блокировки петлю можно перетянуть на гораздо более широкую полосу частот.

Помимо использования частотно-фазового детектора, существует несколько способов решения этой проблемы. Генератор должен быть настроен близко к частоте опорного генератора. Этого можно добиться несколькими способами. Один из них - уменьшить диапазон настройки генератора так, чтобы произведение разности всегда попадало в полосу пропускания петлевого фильтра. В других случаях другое настраиваемое напряжение может быть объединено с обратной связью от контура, чтобы гарантировать, что генератор находится в правильной области.Этот подход часто применяется в микропроцессорных системах, где правильное напряжение может быть рассчитано для любых данных обстоятельств.

Существует несколько видов фазочувствительных фазовых детекторов:

Фазо-частотные детекторы

Другая форма детектора называется фазово-частотно-чувствительной. Эти схемы имеют то преимущество, что при разности фаз в пределах ± 180 ° подается напряжение, пропорциональное разности фаз. Помимо этого, схема ограничивается одним из крайних значений.Таким образом, переменная составляющая не создается, когда контур не синхронизирован, и выходной сигнал фазового детектора может проходить через фильтр, чтобы синхронизировать контур фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ).

Можно использовать несколько типов фазочастотных детекторов.

  • Фазовый детектор JK-триггера с запуском по фронту: Эта форма фазового компаратора или фазового детектора используется в некоторых конструкциях.

    Вьетнамки JK Идея компаратора на основе триггера JK заключается в том, что это схема с последовательным подключением, и ее можно использовать для подачи двух сигналов: одного для зарядки и одного для разряда конденсатора.

    Часто при использовании этого типа фазового детектора рекомендуется активная накачка заряда.

    JK Flip Flop States
    версия 1 версия 2 Qn + 1
    0 0 Qn
    0 1 0
    1 0 1
    1 1 Qn бар

    JK Flip Flop формы сигналов фазового детектора Эти формы сигналов можно интерпретировать, и было обнаружено, что общий ответ выглядит следующим образом.

    Отклик фазового детектора триггера JK
  • Двойной фазовый компаратор типа D: Этот тип фазочастотного детектора широко используется во многих схемах из-за своей производительности и простоты конструкции и использования. Фазовый детектор основан на двух триггерах типа D и логическом элементе И-НЕ, хотя существует ряд немного разных вариантов.

    Схема двойного фазового компаратора D-типа работает путем сравнения опорного сигнала и сигнала ГУН, которые поступают на входы синхронизации, по одному на каждый D-тип.Выход логического элемента И-НЕ подается на входы сброса R обоих D-типов. Входы в логический элемент И-НЕ берутся с выходов Q, а выход петлевого фильтра - с одного из выходов Q.
    Схема двойного фазового детектора D-типа Очевидно, что возможны различные конфигурации с использованием выходов Q, выходов Q-бара и вентилей И, но для простоты показана версия, использующая выходы Q из D-типов и использующая вентиль И-НЕ.

  • Мертвая зона фазового извещателя

    Одной из проблем, с которой сталкиваются разработчики синтезаторов с очень низким фазовым шумом и контуров фазовой автоподстройки частоты, является явление, называемое мертвой зоной фазового детектора.

    Это происходит при использовании цифровых фазовых детекторов. Обнаружено, что когда контур синхронизирован и между двумя сигналами имеется небольшая разность фаз, логические вентили фазового детектора создают очень короткие импульсы. Будучи очень короткими, эти импульсы могут не распространяться и не добавлять заряд в фильтр накачки заряда / контурный фильтр. В результате коэффициент усиления контура уменьшается, и это вызывает дрожание контура / фазовый шум.

    Выходная характеристика фазового детектора, показывающая мертвую зону

    Чтобы преодолеть это одно решение, необходимо добавить задержку в тракте сброса фазового детектора, т.е.е. на выходе логического элемента И-НЕ в двойном детекторе D-типа перед клеммами сброса D-типа. Это заставляет минимальную длину импульса. Другое решение - добавить небольшую утечку через фильтр контура, чтобы зарядный насос должен был подавать ток, даже когда контур заблокирован.

    Существует хороший выбор типа фазового детектора, который может использоваться в цепи фазовой автоподстройки частоты. Для многих приложений синтезаторов широко используются варианты подхода двойного D-типа, а также детекторы выборки и удержания фазы.Недостатком аналоговых подходов является то, что они чувствительны только к фазе и не чувствительны к фазовой частоте, поэтому полоса пропускания контура может быть проблемой с точки зрения захвата.

    Другие важные темы по радио:
    Радиосигналы Типы и методы модуляции Амплитудная модуляция Модуляция частоты OFDM ВЧ микширование Петли фазовой автоподстройки частоты Синтезаторы частот Пассивная интермодуляция ВЧ аттенюаторы RF фильтры Радиочастотный циркулятор Типы радиоприемников Радио Superhet Избирательность приемника Чувствительность приемника Обработка сильного сигнала приемника Динамический диапазон приемника
    Вернуться в меню тем радио.. .


Фазовый компаратор и его типы | Устройства

Метод сравнения фаз - наиболее широко используемый метод для всех практических направленных, дистанционных, дифференциальных реле и реле несущей.

В компараторе фаз срабатывание реле происходит, когда соотношение фаз между двумя входами S 1 и S 2 изменяется в определенных заданных пределах.Оба входа должны существовать, чтобы выход произошел; в идеале работа не зависит от их амплитуд и зависит только от их фазового соотношения. Функция, определяемая границей маргинальной операции, представлена ​​двумя прямыми линиями от начала комплексной плоскости.

Математически условие работы -

- α 1 ≤ θ ≤ α 2

Где θ - угол, на который S 1 отстает от S 2 .Если α 1 = α 2 = 90 °, компаратор называется компаратором косинуса, а если α 1 = 0 и α 2 = 180 °, он называется компаратором синуса.

Компараторы статической фазы бывают двух типов:

1. Фазовый компаратор типа совпадения и

2. Компаратор фаз векторного продукта.

1. Фазовые компараторы типа совпадения :

Основная концепция сравнения фаз проще в том, что можно работать с сигналами равной мощности, совпадение или несовпадение которых легко измерить.Рассмотрим два синусоидальных сигнала S 1 и S 2 . Их период совпадения зависит от их разности фаз. Рис. 3.17 иллюстрирует совпадение сигналов S 1 и S 2 для разных фазовых углов.

Видно, что период совпадения двух синусоидальных сигналов S 1 и S 2 равен = (180 ° - θ), где 0 - фазовый угол между S 1 и S 2 . Это означает, что если операция желательна для фазового угла θ менее 90 °, то период совпадения должен быть больше 90 °.Таким образом, критерием эксплуатации становится - 90 ° ≤ θ ≤ 90 °.

Измеряя период совпадения, можно спроектировать схему, чтобы дать выходу ДА или НЕТ в зависимости от фазового соотношения входных сигналов.

Для измерения периода совпадения могут использоваться различные методы, некоторые из них приведены ниже:

i. Методы пиков и совпадений блоков в компараторе фаз:

В таком компараторе один из входов преобразуется в прямоугольный сигнал, а другой - в импульс короткой длительности в момент перехода через нуль, пикового значения или под любым углом (предпочтительно в момент его пикового значения).Квадратные и пиковые сигналы проходят через логический элемент И. На рис. 3.18 показана блок-схема и осциллограммы. Если эти два сигнала совпадают в любое время, тогда выход будет доступен только через логический элемент И.

Доступный выходной сигнал зависит от момента выброса и следующий для различных диапазонов разности фаз:

(i) С выбросом, полученным при пиковом значении, выход доступен для - 90 ° ≤ θ ≤ 90 °

(ii) С выбросом, полученным при нулевом значении, выход доступен для 0 ≤ θ ≤ 180 °.

(iii) С выбросом, полученным в любой другой момент a, выход доступен для 0 ≤ θ ≤ 180 ° - α

Возведение в квадрат одного входного сигнала получается сначала путем его ограничения, а затем усиления, так что прямоугольный блок находится в фазе с исходной синусоидальной волной. Пик создается обостряющим трансформатором или квадратом волны через диоды и подачей ее через трансформатор. В каждом случае всплеск получается при нулевом значении синусоиды. Это смещается согласно требованиям через схему задержки.Сравнение проводится после каждого полупериода. Основным недостатком такого компаратора является то, что в случае ложных всплесков из-за любого переключения или внешних помех реле может сработать, что нежелательно. Следовательно, необходимо экранировать цепь от электрических и магнитных полей.

ii. Фазовый компаратор с методом разделения фаз :

Рисунок 3.19 иллюстрирует этот метод, в котором оба входных сигнала S 1 и S 2 разделены на две составляющие: S 1 ∠-45 °, S 1 ∠45 °, S 2 ∠-45 ° и S 2 ∠45 ° по отношению к исходному сигналу.Затем четыре компонента подаются в логический элемент И, который дает выход, когда все четыре входа одновременно положительны в любой момент цикла. Совпадение всех четырех сигналов возможно, когда фазовый угол θ удовлетворяет условию -90 ° ≤ θ ≤ 90 °.

iii. Интегрирующий компаратор фаз:

В этом компараторе два сигнала входного напряжения подаются на логический элемент И, выход которого интегрируется для измерения периода совпадения двух сигналов.Если период совпадения превышает 90 °, выходной сигнал получается таким, что условие для работы составляет -90 ° ≤ θ ≤ 90 °. В более ранних фазовых компараторах интеграторов использовался логический элемент И транзисторного типа. Но в последних типах периоды совпадения интегрируются и затем передаются в датчик уровня. Критический порог срабатывания возникает, когда периоды совпадения и несовпадения равны, т. Е. Θ = ± 90 °.

Входные сигналы S 1 и S 2 сравниваются в схеме совпадения, генерируя стандартные выходные импульсы, которые являются положительными, когда оба сигнала имеют одинаковую полярность (как положительными, так и отрицательными), и отрицательными, когда они имеют противоположная полярность.Выходные импульсы подаются в интегрирующую схему, выход которой линейно увеличивается в течение периода, когда импульс является положительным, и падает с той же скоростью, когда полярность меняется. Детектор уровня переключается, когда выходной сигнал интегратора превышает некоторое заданное значение, и сбрасывается, когда выходное значение падает ниже некоторого второго значения.

iv. Фазовый компаратор интегрирующего типа с выпрямительным мостом и затвором:

Преимущество такого фазового компаратора заключается в простоте и экономичности.Схема показана на рис. 3.21 (а). Он состоит из фазового компаратора выпрямителя, за которым следует цепь определения полярности, цепь зарядки R-C и датчик уровня. Это мост циркулирующего тока, выходной ток которого подается на центральное отводное сопротивление R-R. Выходной ток равен меньшему из двух входных токов.

Путь тока через мост определяется большим из двух входных токов и зависит от их относительной мгновенной полярности.Если i 1 превышает i 2 , токи будут течь в верхнем и нижнем выпрямителях; 1 и 2, если i 1 положительный, и в диагональных выпрямителях 3 и 4, если i 1 отрицательный. Когда i 2 превышает i 1 , ток течет в выпрямителях 1 и 4, если i 2 положительный, и в выпрямителях 2 и 3, если i 2 отрицательный. Если i 1 и i 2 имеют одинаковую полярность, выходное напряжение (напряжение на R-R) будет положительным, а если полярность противоположна, выходное напряжение будет отрицательным.

Это означает, что выходное напряжение является положительным в периоды положительного или отрицательного совпадения и отрицательным в течение периода несовпадения. Это показано на рис. 3.21 (b). Время работы с одиночным мостом менее половины цикла. Мост дает более круговые характеристики, чем мост компаратора амплитуды, и, следовательно, он предпочтителен для реле направления и реле направления.

2. Компараторы фаз продукта Vector :

Выход таких устройств пропорционален векторному произведению двух входных величин.Эти устройства включают фазовый компаратор на эффекте Холла и фазовый компаратор на магнито-удельном сопротивлении.

Megger 510900 Компаратор фаз полюса 10-30 кВ

Выберите CountryUnited StatesCanadaMexicoAfghanistanAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBosnia и HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Индийский океан TerritoryBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCanadaCape VerdeCayman IslandsCentral африканских RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos (Килинг) IslandsColombiaComorosCongoCongo, Демократическая Республика TheCook IslandsCosta RicaCote D'ivoireCroatiaCubaCyprusCzech RepublicDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEthiopiaFalkland (Мальвинских) островах Фарерских IslandsFijiFinlandFranceFrench GuianaFrench PolynesiaFrench Южный TerritoriesGabonGambiaGeorgiaGermanyGhanaGibraltarGreeceGreenlandGrenadaGuadeloupeGuamGuatemalaGuernseyGuineaGuinea- БисауГайанаГаитиОстров Херд и Макдональд LY Престол (Ватикан) HondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIran, Исламская Республика ofIraqIrelandIsle из ManIsraelItalyJamaicaJapanJerseyJordanKazakhstanKenyaKiribatiKorea, Корейская Народно-Демократическая Республика ofKorea, Республика ofKuwaitKyrgyzstanLao Народная Демократическая RepublicLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyan Арабская JamahiriyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacaoMacedonia, бывшая югославская Республика ofMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesia, Федеративные Штаты ofMoldova, Республика ofMonacoMongoliaMontenegroMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNetherlands AntillesNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorthern Mariana IslandsNorwayOmanPakistanPalauPalestinian край, ОккупированнаяПанамаПапуа-Новая ГвинеяПарагвайПеруФилиппиныПиткэрнПольшаПортугалияПуэрто-РикоКатарВоссоединениеРумынияРоссийская ФедерацияРуандаСвятой ЕленыСент-Китс и НевисСент-ЛюсияСент-Пьер и МикелонСэн т Винсент и GrenadinesSamoaSan MarinoSao Томе и PrincipeSaudi ArabiaSenegalSerbiaSeychellesSierra LeoneSingaporeSlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSouth Джорджия и Южные Сандвичевы IslandsSpainSri LankaSudanSurinameSvalbard и Ян MayenSwazilandSwedenSwitzerlandSyrian Arab RepublicTaiwan, провинция ChinaTajikistanTanzania, Объединенная Республика ofThailandTimor-lesteTogoTokelauTongaTrinidad и TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanTurks и Кайкос IslandsTuvaluUgandaUkraineUnited арабских EmiratesUnited KingdomUnited StatesUnited Штаты Америки Внешние малые IslandsUruguayUzbekistanVanuatuVenezuelaViet NamVirgin острова , Британские Виргинские острова, U.С.Уоллис и Футуна, Западная Сахара, Йемен, Замбия, Зимбабве,

Фазовые компараторы, стержни и стержни фазирования

  1. Бесплатная доставка по Великобритании *

    Гарантия соответствия цены

    Просмотрите продукт для поиска альтернатив.Перед покупкой этого продукта нам потребуется дополнительная информация.

    Звоните 01642 931 329

Посмотреть больше

О фазовых компараторах

Фазирующие стержни, фазовые компараторы и фазовращатели используются для точного определения разности фаз в различных типах высоковольтных систем.

Обычно изготавливаются из высококачественного прочного стекловолокна или композитных материалов, фазовые компараторы обычно имеют большие размеры, но достаточно легкие, чтобы их можно было легко перемещать от точки тестирования к точке тестирования. В зависимости от рассматриваемой модели устройство для проверки фаз будет использовать либо аналогово-цифровой измеритель, прикрепленный к стержню, либо вместо этого использовать индикаторы видимого света для демонстрации разности фаз.

Фазовый компаратор состоит из двух длинных стержней, соединенных вместе с помощью кабеля.Каждый стержень должен быть прикреплен к точке измерения, и тогда метод индикации покажет разность фаз между этими двумя точками измерения.

Стержни предназначены для присоединения к различным типам высоковольтных систем, а также совместимы с аксессуарами, такими как адаптеры с загнутым концом, что позволяет использовать их в более сложных приложениях, таких как распределительное устройство. Адаптеры с загнутым концом доступны под разными углами для крепления к разным типам распределительных устройств. Стержни также могут быть прикреплены к другому высоковольтному оборудованию, например к воздушным линиям, с помощью подходящих адаптеров и оборудования.

Фазирующие стержни также обычно включают в себя набор ограничивающих резисторов и используются для сравнения фазового напряжения в точке предполагаемого параллельного включения двух цепей высокого напряжения.

ЦИФРОВОЙ ФАЗОВЫЙ ДЕТЕКТОР PD3259 | HIOKI E.E. CORPORATION

Главная Продукция Сопротивление заземления, чередование фаз, обнаружение напряжения Измерители чередования фаз, фазовые детекторы ЦИФРОВОЙ ДЕТЕКТОР ФАЗ PD3259

Цифровой измеритель чередования фаз с функцией измерения трехфазного напряжения

Технология бесконтактного обнаружения и измерения напряжения

Hioki ставит эффективность и безопасность в качестве приоритетных соображений с целью защиты клиентов, которым необходимо проводить электромонтажные работы на месте в рамках реконструкции и расширения производственных предприятий и зданий.Цифровой фазовый детектор PD3259 позволяет одновременно измерять трехфазное напряжение и определять последовательность фаз, просто зажимая их на покрытых кабелях, обеспечивая полное отсутствие контакта с металлическими частями для максимальной безопасности.

CAT IV 600 V

Получатель премии Good Design Award 2016
Комментарий Японской ассоциации хорошего дизайна
«Я был впечатлен коммерциализацией Hioki технологии измерения напряжения без металлических контактов, которая не только исключает риск поражения электрическим током при выполнении электромонтажных работ в полевых условиях, но также в значительной степени способствует снижению рабочей нагрузки, как психологически, так и с точки зрения человека. часы, необходимые для выполнения задачи.Кроме того, размер и интерфейс продукта хорошо продуманы в свете базового дизайна, который отличается от предыдущих продуктов из-за использования бесконтактной технологии ».

Основные характеристики

  • Первое в мире обнаружение и испытание неметаллического контактного напряжения
  • Просто защелкните изоляцию провода
  • Одновременная проверка определения фаз и линейного напряжения
  • Простая и интуитивно понятная проверка фаз с подсветкой и зуммером
  • Идеально подходит для фотографий рабочих сертификатов, предлагая одновременное отображение чередования фаз и трехфазного напряжения
    Примечание. При измерении однофазной / 3-проводной цепи отображается только значение напряжения.

Номер модели (код заказа)

Как использовать цифровой фазовый детектор Hioki PD3259

Раньше для проверки трехфазной цепи питания требовалось четыре шага: один набор измерений для проверки фаз с помощью фазового детектора и три измерения линейного напряжения (по одному для каждой фазы), выполненные с помощью тестера. .Цифровой фазовый детектор PD3259 заменяет этот процесс одиночным этапом измерения без контакта с металлом, который можно выполнить, просто прикрепив три зажимных датчика. Прибор быстро отображает результаты определения фазы и значения трех фазных напряжений.

* На этом видео показано измерение трехфазной силовой цепи в Японии.
Прибор также можно использовать для измерения силовых цепей в других странах, например, 3-фазных / 4-проводных цепей.

Фазовый детектор + функциональные возможности тестера: быстрое определение фазы без контакта с металлом и измерение линейного напряжения в 3-фазных цепях

С помощью PD3259 вы можете просто проверить порядок фаз и линейное напряжение.
путем закрепления датчиков снаружи изолированных проводов цепи.
Измерение без контакта с металлом означает максимальную безопасность.

Одновременное отображение порядка фаз, фаз заземления и трехфазного напряжения

Порядок фаз, фаза заземления и значения трехфазного напряжения отображаются одновременно на большом, удобном для просмотра дисплее, который можно использовать как есть для создания фотографий для документирования электрических установок.

Простая для понимания визуальная и звуковая передача результатов судебного решения

PD3259 показывает результаты оценки фазового порядка (нормальный / обратный)
через цвет подсветки и звуковой сигнал.

[Нормальный порядок фаз]
Подсветка: зеленая
Звуковой сигнал: Прерывистый тон

[Обратный порядок фаз]
Подсветка: Красная
Звуковой сигнал: непрерывный тон

Основные характеристики (точность гарантирована в течение 1 года, точность после корректировки гарантирована в течение 1 года)


Примечание. Многожильные кабели, толстые кабели и грязные кабели могут быть измерены неточно.

Аксессуар в комплекте (1)

КОРПУС C0203

Опции (1)

МАГНИТНЫЙ РЕМЕНЬ Z5020

Схема электроники фазовой модуляции.Фазовый компаратор ...

Контекст 1

... пара катушек Гельмгольца с передаточной функцией 537 мкТл / А с последовательным сопротивлением R Inin (100) может подавать опорный магнитный сигнал на датчик. На рисунке 1 представлен принцип работы нашей схемы фазовой модуляции. Операционный усилитель OPA827 с параллельной системой обратной связи, состоящей из сопротивления R 1 = 10 Гс и конденсатора C 1 = 100 пФ, собирает генерируемые заряды на своем отрицательном входе и преобразует их в выходное напряжение.Фильтр верхних частот с единичным усилением G hp и частотой среза f chp = 16 Гц удаляет составляющую постоянного тока. Результирующий сигнал затем преобразуется в прямоугольный сигнал компаратором напряжения (LM311). Этот прямоугольный сигнал подается на один из входов фазового компаратора, который определяет разность фаз между этим прямоугольным импульсом и выходным сигналом генератора с управляемым напряжением (ГУН). Выходное напряжение фазового компаратора V c пропорционально разности фаз с коэффициентом преобразования K c.V c фильтруется схемой компенсатора опережения-запаздывания с коэффициентом усиления G llc (= 0,25) и характеристическими частотами f cl1 (5 мГц) и f cl2 (14 мГц). Затем выходной сигнал компенсатора подается на вход ГУН для генерации прямоугольного сигнала, угловая частота которого пропорциональна входному напряжению, с коэффициентом преобразования K vco. Выходной сигнал ГУН проходит через режекторный фильтр, имеющий единичное усиление G n f и полосу пропускания от 16 Гц до 160 Гц, за которым следует регулируемый фазовращатель, выходной сигнал которого может быть дополнительно инвертирован, если необходимо, для реализации отрицательной обратной связи.Режекторный фильтр также преобразует прямоугольный сигнал в синусоидальную волну, чтобы улучшить стабильность контура обратной связи. Эквивалентный магнитный шум наблюдается на выходе фазового компаратора, который дает наилучшее значение отношения сигнал / шум (SNR). Кроме того, этот сигнал фильтруется двумя фильтрами нижних частот второго порядка, имеющими коэффициенты усиления по напряжению G a (= 25), G b (= 5) и частоты среза f ca (= 10 Гц) и f cb (= 30 ...

). Контекст 2

... выходная передаточная функция, в (В / Т), в полосе пропускания цепи, показанной на рис.1 тогда с G a = 25, G b = 5. В полосе пропускания системы уравнение можно упростить ...

Контекст 3

... связанная электроника начинается с определения фазовой чувствительности, формируемой датчиком и усилитель заряда. Они включены последовательно с фильтром верхних частот и компаратором напряжения, как показано на рис. 1 и на рис. 3 в упрощенном виде ...

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *