Устройство восстановления тактовой частоты

Предлагаемое изобретение относится к области техники радиолокации, в частности к устройствам измерения и обработки параметров псевдослучайных сигналов.
Известны управляемые тактовые генераторы, применяемые в дискриминаторах псевдослучайных последовательностей с фазоимпульсной автоподстройкой.
Наиболее близким по технической сущности является дискриминатор, описанный в книге А.И.Алексеева, А.Г.Шереметьева и др. «Теория и применение псевдослучайных сигналов», М., 1969, стр. 206, рис. 9.10.
Этот дискриминатор состоит из управляемого генератора тактовых импульсов, генератора кода типа М-последовательностей на основе сдвигового регистра с сумматором по модулю два в цепи его обратной связи, двух перемножителей и сумматора кодов и управляющего элемента.
Входной сигнал поступает на перемножители. В перемножителях вырабатываются сигналы разности между фазами входного кода и кодами генератора М-последовательности, взаимно сдвинутыми на два дискрета. Сложение сигналов на выходах перемножителей происходит в сумматоре. На выходе сумматора возникает сигнал ошибки, который поступает на управляющий элемент и подстраивает фазу тактовых импульсов генератора.
Недостатками известной схемы являются:
необходимость предварительной информации о тактовой частоте (длительности дискрета кода), виде кодовой последовательности и рекуррентной частоте кода, работоспособность в очень узкой области тактовых частот.
Это объясняется применением жестко запрограммированного генератора кода, а также узкой дискриминационной характеристикой цепи автоподстройки.
Целью настоящего изобретения является восстановление импульсов тактовой частоты псевдослучайных сигналов с неизвестными параметрами, работа в широком диапазоне тактовых частот, получение опережения импульсов тактовой частоты относительно импульсов входного сигнала.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем генератор пилообразного напряжения с цепью управления по периоду следования и с внешним запуском, соединенный с двумя датчиками тактовых и полутактовых импульсов, причем через логическую схему ИЛИ к цепи запуска генератора подсоединены выход датчика тактовых импульсов и вход устройства, а между выходами датчиков и цепью управления генератора включены последовательно два триггера с раздельными выходами, схема совпадения, импульсный усилитель, пиковый детектор и усилитель постоянного тока, причем свободный вход второго триггера подсоединен ко входу устройства, а второй вход схемы совпадения соединен с выходом датчика тактовых импульсов.
Сущность настоящего изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 показана функциональная схема устройства. На фиг. 2 показаны диаграммы напряжений на элементах функциональной схемы:
12) на выходе генератора 1,
13) на выходе датчика 2,
14) на выходе датчика 4,
15) на выходе триггера 5,
16) на выходе устройства,
17) на выходе схемы 11,
18) на выходе триггера 6,
19) на выходе схемы 7,
20) на выходе усилителя 10.
Устройство восстановления тактовой частоты содержит генератор 1 пилообразного напряжения с цепью управления по периоду и с внешним запуском, датчик 2 тактовых импульсов, схему 3 логики ИЛИ, датчик 4 полутактовых (сдвинутых) импульсов, триггеры 5, 6 с раздельными входами, схему 7 совпадения импульсов, импульсный усилитель 8, пиковый детектор 9, усилитель постоянного тока 10, схему 11 выделения импульсов чередования символов кода.
Датчики 2 и 4 аналогичны описанным в авторском свидетельстве СССР №343363 от 22.06.1972 г., Бюл. № 20.
При отсутствии входного сигнала схемы 1, 2, 3 работают в режиме автогенерации импульсов с наибольшим периодом повторения.
Выход генератора 1 соединен с датчиками 2 и 4.
1
Напряжение на его выходе по пилообразному закону увеличивается до уровня U (фиг. 2.12), при котором срабатывает датчик 2.
Импульсы с выхода датчика 2 (фиг. 2.13) через схему 3 поступают на запуск генератора 1, на триггер 5 и схему 7.
0.5
На уровне U срабатывает датчик 4, генерируя импульсы, задержанные относительно импульсов датчика 2 (фиг. 2.14).
Эти импульсы поступают на второй вход триггера 5, на выходе которого образуются прямоугольные импульсы напряжения фиг. 2.15.
g
Триггер 5 соединен со входом триггера 6. Входной сигнал (фиг. 2.16, меандры псевдослучайной кодовой последовательности, t - длительность дискрета кода) подается на схему 11, которая выделяет импульсы чередования символов кода (фиг. 2.17).
Эти импульсы поступают на второй вход триггера 6, а также через схему 3 - на запуск генератора 1. В генераторе происходит принудительный сброс пилообразного напряжения, на выходе датчика 2 при этом импульсы будут возникать произвольно.
Для получения непрерывной импульсной последовательности с периодом повторения, совпадающим по фазе с импульсами фиг. 2.17, введена цепь импульсной частотно-фазовой автоподстройки на основе сравнения фаз появления импульсов в схеме 7.
На диаграмме фиг. 2 сплошной линией показаны напряжения в установившемся режиме, когда схема автоподстройки ввела устройство в синхронизм со входным сигналом, штриховой линией показаны напряжения при выходе устройства синхронизма.
Импульсы чередования символов кода, расширенные триггером 6 (фиг. 2.18), поступают на схему 7.
При совпадении этих импульсов с импульсами датчика 2 на выходе схемы 7 появляется напряжение (фиг. 2.19), которое поступает на усилитель 8 и далее на пиковый детектор 9, который соединен с усилителем постоянного тока 10.
С выхода усилителя 10 постоянное напряжение с переменным уровнем (фиг. 2.20) поступает на цепь управления периода генератора 1.
g
При увеличении уровня напряжения период следования импульсов датчика 2 уменьшается до тех пор, пока не сравняется с длительностью t. При этом устанавливается режим некоторого опережения (несовпадения) импульсов фиг. 2.13 относительно импульсов фиг. 2.17.
g
В случае, если период следования импульсов фиг. 2.13 станет короче длительности t, пилообразное напряжение генератора 1 не достигает уровня U (фиг. 2.12, штриховая линия) и происходит пропадание очередного импульса (импульсы X, фиг. 2.13).
g
В результате этого триггеры 5 и 6 не перебрасываются (фиг. 2.15, 2.18, штриховая линия"), совпадения на схеме 7 не возникает, поэтому на управление генератором 1 поступает меньший уровень регулирующего напряжения (фиг. 2.20, штриховая линия), Период следования импульсов фиг. 2.13 поэтому увеличивается до длительности t.
В установившемся режиме напряжение в цепи автоподстройки поддерживается при совпадении фронтов импульсов на входе схемы 7.
Сигналы с выходов датчиков 2 и 4 могут быть использованы в качестве тактовых и полутактовых импульсов для запуска сдвигового регистра, на вход которого подаются сигналы псевдослучайной кодовой последовательности.
Использование предлагаемого устройства в системах радиотехнической разведки и радиопротиводействия позволит произвести измерение параметров и обработку неизвестных псевдослучайных двоичных сигналов.
Эффективность работы устройства проверена на макетах в диапазоне нескольких октав длительностей дискретов псевдослучайного кода в интервале ±60°С.
Применение изобретения позволит создать новые средства радиотехнической разведки и радиопротиводействия против радиолокационных станций, использующих кодовую манипуляцию (модуляцию) сигнала.