Частотный дискриминатор
Иллюстрации
Реферат
ЧАСТОТНЫЙ ДИСКРИМИНАТОР , содержащий последовательно соединенные гиромагнитный фильтр, амплитудный детектор, пороговый блок и D -триггер, а также последовательно соединенные генератор опорных импульсов и блок быстрой перестройки , выход которого подсоединен кпервому входу перестройки гиромагнитного фильтра, к второму входу перестройки которого подключен блок медленной перестройки, и последовательно соединенные выходной дифференциальный усилитель и выходной фильтр нижних частот, о т л и , а ю щ я и тем, что, с целью повьшения быстродействия, в него введены два идентичных Лильтрующих канала, каждый из которых состоит изсчётного триггера, первого и второг .о элементов И, первые входы которых подключены соответственно к прямому и инверсному выходам счетного триггера, я вторые входы объединены , -при этом выход первого элемента И подсоединен к неинвертирующему входу первого дифференциального усилителя непосредственно, а к инвертирующему - через первьй инвертор, выход второго элемента И подсоединен к инвертирзтощему входу второго дифференциального усилителя непосредственно , а к неинвертирующему - через второй инвертор, между выходами первого и второго дифференциальных усилителей включены параллельно и согласно две цепи, каждая из которых содержит два соединенных последовательно и согласно диода, к точке соединения диодов в каждой иа цепей подключены соответственно первый и второй фильтры нижних частот, параллельно выходу первого фильтра нижних частот включен первый фиксирующий диод, катод которого соединен с общей шиной, параллельно выходу второго фильтра нижних частот включен второй фиксирующий диод, анод которого соединен с общей ииной, входы счетных триггеров в первом и втором фильтрующих каналах соединены соответственно с прямым и инверсным Бьтходами D -триггера и с объединенlN9 ными между собой вторыми входами 4: первого и второго элементов И соответственно второго и первого фильт д рующего канала выходы первого и второго фильтров шжних частот соответственно первого и второго фильтрующего канала через соответствующие резисторы подсоединены тс инвертирующему входу выходного дифференциального усилителя, к неинвертчрующему входу которого через соответствующие резисторы подключены выходы второго и первого фильтров нижних, частот соответственно первого и второго фильтрукщих каналов .
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„SU„, 112442
aug Н 03 D 3/00 13 00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТКОЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3581535/18-09 (22) 18.04.83 (46) 15.11.84. Бюп.В42 (72) В.П.Попов и Н .К.Елесин (53) 621.376.332 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке 93605995/24-09, кл. Н 03 Э 3/00, Н 03 3,20.09.83 °
2. Авторское свидетельство СССР
1980247, кл. Н 03 Э 3/00, Н 03 1) 13/00, 10.06.81 (прототип). (54) (57).ЧАСтОтНЫЙ ДискРИМИНАтоР, содержащий последовательно соединенные гиромагнитный фильтр, амплитудный детектор, пороговый блок и Э -триггер, а также последовательно соединенные генератор опорных импульсов и блок быстрой перестройки, выход которого подсоединен кпервому входу перестройки гиромагнитного фильтра, к второму входу перестройки которого подключен блок медленной перестройки, и последовательно соединенные выходной дифференциальный усилитель и выходной фильтр нижних частот, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены два идентичных Аильтрующих канала, каждый из которых состоит из счетного триггера, первого и второго элементов И, первые входы кото-. рых подключены соответственно к прямому и инверсному выходам счетного триггера, а вторые входы объединены, при этом выход первого элемента И подсоединен к неинвертирующему входу первого диМ>еренциального усилителя непосредственно, а к инвертирующему †.через первы% инвертор, выход второго элемента И подсоединен к инвертирующему входу второго дифференциального усилителя непосредственно, а к неинвертирующему— через второй инвертор, между выходами первого и второго дифференциальных усилителей включены параллельно и согласно две цепи, каждая из кото- рых содержит два соединенных последовательно и согласно диода, к точке соединения диодов в каждой из цепей подключены соответственно первьй и второй фильтры нижних частот, параллельно выходу первого фильтра нижних частот включен первый фиксирующий g диод, катод которого соединен с общей шиной, параллельно выходу второ- го фильтра нижних частот включен второй фиксирующий диод, анод которого соединен с общей шиной, входы счетных триггеров в первом и втором фильтрующих каналах соединены соот-. ветственно с прямым и инверсным г ьыходами 2 -триггера и с объединенными между собой вторыми входами первого и второго элементов И состветственно второго и первого фильтрующего канала, выходы первого и второго фильтров нижних частот соответственно первого и второго фильтрующего канала через соответствующие резисторы подсоединены к инвертирующему входу выходного дифдтеренциального усилителя, к неинвертирующему входу которого через соответствующие резисторы подключены выходы второго и первого фильтров нижних частот соответственно пеувого и второго фильтрующих каналов
1124423
Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для применения в различных автоматизированных радиотехнических устройствах.
Известен частотный дискриминатор, содержащий последовательно соединенные .гиромагнитный Аильтр, амплитудный детектор и пороговый блок, а также последовательно соединенные генератор опорных импульсов и блок 10 быстрой перестройки, выход которого подсоединен к первому входу перестройки гиромагнитного фильтра, к второму входу перестройки которого подключен блок медленной перестрой- 15 ки и последовательно соединенные выходной дифференциальный усилитель и выходной фильтр нижних частот, при этом в состав частотного дискриминатора входят генератор счетных импуль- 20 сов, основной и дополнительный 0 триггеры, инвертор, элемент ИЛИ, реверсивный счетчик, расширитель импульсов и три элемента И, (1) .
Однако такой частотный-дискрими- 25 натор обладает малым быстродействием.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является частотный дискриминатор, содержащий последовательно соединенные гиромагнитный фильтр, амплитудный детектор, пороговый блок и,9 -триггер, а также последовательно соеди" ненные генератор опорных импульсов и блок быстрой перестройки, выход которого подсоединен к первому входу перестройки гиромагнитного Аильт-. ра, к второму входу перестройки которого подключен блок медленной
;перестройки, и последовательно соединенные выходной дифференциальный усилитель и выходной фильтр ниж них частот, при этом прямой и инверсный выходы 3 -триггера подклю-<5 чены к входам дифАеренциального усилителя и к первым входам первого и второго элемента И, вторые входы которых объединены между собой и подключены к выходу генератора 50 счетных импульсов, а выходы обоих элементов И соединены с входами реверсивного счетчика (2) .
Известный частотный дискримина- 55 тор обладает высокой точностью измерения, однако быстродействие его невелико.
Дель изобретения — повышение быс тродействия.
Поставленная цель достигается тем, что в известный частотный дискриминатор, содержащий последовательно соединенные гиромагнитный фильтр, амплитудный детектор, пороговый блок и З -триггер, а также последовательно соединенйые генератор опорных импульсов и блок быстрой перестройки, выход которого подсоединен к первому. входу перестройки гиромагнитного фильтра, к второму входу перестройки которого подключен блок медленной перестройки, и последовательно соединенные выходной дифАеренциальный усилитель и выходной Аильтр нижних частот, введены два идентичных Аильтрующих канала, каждый из которых состоит из счетного триггера, первого и второго элементов
И, первые входы которых подключены соответственно к прямому и инверсному выходам счетного триггера, а вторые входы объединены„при этом выход первого элемента И подсоединен к неинвертирующему входу первого дифференциального усилителя непосредственио, а к инвертирующему — через первый инвертор, выход второго элемента И подсоединен к инвертирующему входу второго дифференциального усилителя непосредственно, а к неинвертирующему - через второй инвертор, между выходами первого и второго дифАеренциальных усилителей включены параллельно и согласно две цепи, каждая из которых содержит два соединенных последовательно и согласно диода, к точке соединения диодов в каждой из цепей подключены соответственно первый и второй фильтры нижних частот, параллельно выходу первого фильтра. нижних частот включен первый фиксирующий диод, катод которого соединен с общей шиной, па-раллельно выходу второго фильтра нижних частот включен второй Аиксирующий диод, анод которого соединен
l с общей шиной, входы счетных триггеров в первом и втором Аильтрующих каналах соединены соответственно с прямым и инверсным выходами 33 -триггера .и с объединенными между собой вторыми входами первого и второго элементов
И соответственно второго и первого
Аильтрующего канала, выходы первого и второго Аильтров нижних частот
3 11?4423 4 соответственно первого и второго фильтрующего канала через соответствующие резисторы подсоединены к. инвертирующему входу выходного диАференциального усилителя, к неинвертирую- 5 щему входу которого через соответствующие резисторы подключены выходы второго и первого AHJIbTpoB нижних частот соответственно первого и второго Аильтрующих каналов.
На чертеже представлена. структурная электрическая схема частотного дискриминатора.
Предлагаемый частотный дискрими-, натор содержит последовательно соединенные гиромагнитный Аильтр 1, амплитудный детектор 2, пороговый блок 3 и 3 -триггер 4, а также последовательно соединенные генератор
5 опорных импульсов и блок б быстрой перестройки, блок 7 медленной перестройки, выходной дифАеренциальньгй усилитель 8, выходной Ьильтр 9 нижних частот, два идентичных фильтрующих канала 10 и 11, каждый из которых состоит из счетного триггера 12 (13), первого и второго элементов И 14(15) и 16(17) соответственно первого диАференциального усилителя 18(19), первого инвертора 20(21), второго 30 дифференциального усилителя 22(23), и второго инвертора 24(25), между выходами дифАеренциальных усилителей
18 и 22 (19 и 23) включены параллельно и согласно две цепи, каждая из которых содержит два соединенных последовательно и согласно диода
26 и 27 (28 и 29) и 30 и 3 1(32 и 33) к.точке соединения диодов в каждой из цепей подключены соответственно 4п первый и второй фильтры 34(35) и 36 (37) нижних частот, первый Аиксирующий диод 38(39) и второй фиксирующий диод 40(41) .
Частотный дискриминатор работает 4g следующим образом.
Генератор 5 опорных импульсов выдает сигнал в виде меандра и синхронизирует блок б быстрой перестройки. Блок б быстрой перестройки gg двуполярными импул тока треуголь.ной формы обеспечивает свипирование по линейному закону гиромагнитного
Аильтра 1. Свипирование происходит в обе стороны от центральной частоты 55 дискриминатора, двойная амплитуда свипирования равна полосе захвата дискриминатора. Интервалы вхождения входной частоты в полосу пропускания гиромагнитного фильтра 1. выделяются амплитудным детектором 2.
Сигнал с амплитудного детектора
2 поступает на пороговый блок 3.
Образующиеся прямоугольные импульсы, передний фронт которых фиксирует моменты попадания частоты в полосу пропускания, поступают на синхровход 3 -триггера 4 и устанавливают его своим передним фронтом в то сос тояние, которое определяется сигналом на 2 -входе, т.е. опорными импульсами. Длительность импульсов на прямом выходе Р -триггера 4 пропорциональна частотному смещению входной частоты относительно верхней границы полосы захвата, на инверсном выходе
2 -триггера 4 — частотному смещению входной частоты относительно нижней границы полосы захвата. Разность длительностей этих импульсов пропорциональна сдвигу входной частотй относительно центральной частоты, т.е. выходному сигналу дискриминатора..
Дальнейшее преобразование сигналов состоит в раздельном преобразовании выходных. импульсов 0-триггера 4 в амплитуду двумя идентичными фильтрующими каналами 10 и 11.
Работа каждого канала (например, канала 10) осуществляется слеуцющим образом.
Счетный триггер 12 функционирует как делитель частоты выходных импульсов D -триггера 4 и совместно с элементами И 14 и 16 поочередно переключает.импульсы с инверсного Выхода
2 -триггера 4 то на вход диАференциального усилителя 18, то на вход второго дифференциального усилителя
22. На вторые входы дифференциальных усилителей 18 и 22 поступают те же импульсы, что и на первые, но инвертированные инверторами 20 и 24. Дифференциальные усилители 18 и 22 формируют на своих выходах двуполярные импульсы с периодом, в два раза большим периода опорных импульсов.
На выходе первого дифференциального усилителя 18 положительная часть периода равна длительности импульсов с инверсного выхода D -триггера
4, а на выходе второго дифАеренциального усилителя 22 отрицательная часть периода равна этой, длительности. Положительная часть двуполярных импульсов с выхода первого дифференциаль5 11?4423 6 ного усилителя 18 заряжает в сторону положительных значений напряжения конденсатор второго Фильтра 36 нижних частот через диод 30 и разряжает в сторону положительных значений напряжения конденсатор первого фильтра
34 нижних частот через диод 26. Напряжение на выходе второго фильтра
36 нижних частот в результате действия .Фиксирующего диода 40 не может отклониться в отрицательную область более чем на Yg (прямое падение напряжения на фиксирующем диоде 40).
Напряжение на выходе первого Фильтра 34 нижних частот по аналогичной причийе не может отклониться в положительную область более чем íà 3g (прямое падение напряжения на диоде
38) .
Отрицательная часть двуполярных 20 импульсов с выхода второго дифференциального усилителя 22 разряжает в сторону отрицательных значений напряжения конденсатор второго фильтра 36 нижних частот через диод 29 и заряжает в сторону отрицательных значений конденсатор первого Фильтра
34 нижних частот через диод 27.
Таким образом, на выходах .порогового
34 и второго 36 фильтров нижних частот формируются импульсы в форме трапеций с амплитудой А» которая пропорциональна длительности импульсов . с инверсного выхода Р -триггера 4.
Эти импульсы вычитаются выходным дифференциальным усилителем 8, и происходит компенсация провалов одних импульсов вершинами других. Таким образом, образуется выходной сигнал фильтрующего канала 10, почти не содержащий пульсаций и равный A<=7Yg
Другой Фильтрующий канал 11 аналогично образует сигнал, равный А =
=2, Разность этих сигналов А — А
2 формируется выходным дифференциальным усилителем 8 и представляет собой выходной сигнал частотного
% дискриминатора, пропорциональной разности длительностей импульсов с выходов 3 -триггера 4, т.е. пропорциональный частотному смещению входной частоты относительно центральной частоты дискриминатора. Пульсации выходного напряжения дифференциального усилителя 8, определяемые в основном разбросом параметров фильтров нижних частот, получаются малыми даже без применения высокоточных резисторов и конденсаторов, поэтому для их дальнейшего подавления достаточно применять выходной фильтр 9 нижних частот с постоянной времени по крайней мере на порядок меньшей, чем у прототипа. Дальнейшее уменьшение пульсаций можно осуществить применяя высокоточные резисторы и конденсаторы и используя в Фильтре нижних частот вместо одного два резистора; зарядный и разрядный. При высоком быстродействии можно получить пульсации порядка 50 МВ в диапазоне изменения выходного сигнала дискриминатора 30 В, Технико-экономическое преимущество предлагаемого частотного дискриминатора по,сравнению с известным состоит .в повышении быстродействия при одновременном снижении уровня пульсаций выходного сигнала.
1124423
Заказ 8297/44 Тираж 861
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Подписное
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Составитель В. Цветков
Редактор Л. Веселовская Техред Т.Маточка Корректор С. Черни °