Частотный детектор

Частотный детектор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ЧАСТОТНЫЙ ДЕТЕКТОР, содержащий последовательно соединенные фазоинвертор, первый сумматор и первый амплитудный детектор, последовательно соединенные второй сумматор и второй амплитудный детектор, формирователь импульсов стробирования, линию задержки,вход которой подключен к входу фазоинвертора, к входу формирователя импульсов стробирования и к первому входу второго сумматора, второй вход которого соединен с вторым входом первого сумматора и выходом линии задержки, а также первьй и второй усилители,первый и второй ключи, управляющие входы которых подключены к выходу формирователя импульсов стробирования, третий сумматор и первый блок вычитания, первые входы которых подсоединены к выходу первого, а вторые входы - к выходу второго ключа соответственно, при этом между выходами первого и второго ключей и общей шиной вкхвочены соответственно первый и второй конденсаторы , а выход первого блока вычитания являетсяч выходом частотного детектора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности детектирования радиоимпульсных частотно-модулированных колебаний, в него введены входной аттенюатор, четвертый сумматор, второй и третий блоки вычитания, включенные соответственно между выходЬм первого амплитудного детектора и входом первого усилителя и между выходом второго амплитудного детектора и входом второго усилителя, первый и второй ограничители, включенные между выходами первого и второго уси (Л лителей и входами первого и второгоключей соответственно, последовательно соедине-нные и включенные между выходом первого ключа и объединенными вторым входом второго блока вычитания и первым входом четвертого сумматора.первый фильтр нижних частот и третий усилитель , последовательно соединенные и включенные между выходом второго ключа и объединенными вторыми входами четвертого сумматора и третьего блока вычитания второй фильтр нижних частот и четвертый .усилитель, а также пятый сумматор, входы которого подключены к выходам третьего и четвертого сумматоров, а выход соединен с управляющим входом входного аттенюатора, выход которого подключен к входу линии задержки.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (1}) з(д) Н 03 D 3/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ т

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITHA

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3626465/24-09 (22) 15.07.83 (46) 23.!2.84. Бюл. Р.47 (72) С.А.Косарев, А.Н.Дебальчук и Г.С.Анурьев (53) 621.376.33(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 391699, кл. H 03 D 3/02, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

В 928613, кл. Н 03 D 3/02, 1980. (прототип). (54)(57) ЧАСТОТНЫЙ ДЕТЕКТОР, содержащий последовательно соединенные фазоинвертор, первый сумматор и первый амплитудный детектор, последовательно соединенные второй сумматор и второй амплитудный детектор, формирователь импульсов стробирования, линию задержки, вход которой подключен к входу фазоинвертора, к входу формирователя импульсов стробирования и к первому входу второго сумматора, второй вход которого соединен с вторым входом первого сумматора и выходом линии задержки, а также первый и второй усилители, первый и второй ключи, управляющие входы которых подключены к выходу формирователя импульсов стробирования, третий сумматор и первый блок вычитания, первые входы которых подсоединены к выходу первого, а вторые входы — к выходу второго ключа соответственно, при этом между выходами первого и второго ключей и общей шиной включены соответственно первый и второй конденсаторы, а выход первого блока вычитания является, выходом частотного детектора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности детектирования радиоимпульсных частотно-модулированных колебаний, в него введены входной аттенюатор, четвертый сумматор, второй и третий блоки вычитания, включенные соответственно между выходом первого амплитудного детектора и входом первого усилителя и между выходом второго амплитудного детектора и входом второго усилителя, первый и второй ограничители, включенные между выходами первого и второго усилителей и входами первого и второго. ключей соответственно, последовательно соединенные и включенные между выходом первого ключа и объединенными вторым входом второго блока вычитания и первым входом четвертого сумматора. первый фильтр нижних частот и третий усилитель, последовательно соединенные и включенные между выходом второго ключа и объединенными вторыми входами четвертого сумматора и третьего блока вычитания второй фильтр нижних частот и четвертый усилитель, а также пятый сумматор, входы которого подключены к выходам

/ третьего и четвертого сумматоров, а выход соединен с управляющим входом входного аттенюатора, выход которого подключен к входу линии задержки.

1!310

Изобретение .относится к радиотехнике и может быть использовано для контроля многоканальных систем связи.

Известен частотный детектор (4Д), содержащий последов ательно соединенные первый фазовращатель, первый сумматор, первый усилитель и первый амплитудный детектор, последователь.но соединенные втораи фазовращатель, второй сумматор, второй усилитель l0 и второй амплитудный детектор, а также линию задержки, вход которой подключен к входам первого и второго фазовращателей и является входом 4Д, выход линии задержки соединен с вторыми входами первого и второго сумматоров, блок вычитания и третий сумматор, входы которых подключены соответственно к выходу первого и второго амплитудных детекторов, при этом выход третьего сумматора соединен с управляющими входами первого и второго усилителей, а выход блока вычитания является выходом 4Д (i) .

Недостатком данного устройства является низкая точность детектирования импульсных ЧМ-сигналов. Низкая точность детектирования объясняется возникновением переходных процессов при поступлении на вход очередного радиоимпульса. При этом происходит изменение коэффициента передачи регулируемых усилителей от максимальнаго значения до значения, соответствующего уровню входного сигнала., Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является частотный детектор, содержащий последовательно соединенные фазоинвертор, первый сумматор, первый амплитуцный детектор, первый уси- 40 литель и первый ключ; последовательно соединенные второй сумматор, второй амплитудный детектор, второй

:усилитель и второй ключ, а также формирователь импульсов стробирования, линию задержки, вход которой подключен к входу фазоинвертора, " к входу формирователя импульсов стробирования, к первому входу второго сумматора и является входом 50 частотного детектора, выход линии задержки соединен с вторыми входами первого и второго сумматоров, а-также третий сумматор и первый блок вычитания, первые входы которых у подключены к выходу первого, а вторые входы — к выходу второго ключа соответственно, при этом между выходом

20 т первого и второго ключей и общей шиной включены соответственно первый и второй конденсаторы, управляющие входы ключей соединены с выходом формирователя импульсов стробирова= ния, выход третьего сумматора подключен к управляющим входам первого и второго усилителей, а выход блока вычитания является выходом частотного детектора (2) .

Известный частотный детектор

Обладает более высокой точностью детектирования импульсных частотномодулированных сигналов, благодаря тому, что управляющее напряжение регулируемых усилителей в паузе между радиоимпульсами входного сигнала запоминается с помощью конденсаторов, вследствие чего отсутствуют переходные процессы в его выходном напряжении.

Однако эта точность детектирования в ряде случаев может оказаться недостаточной, что объясняется просачиванием на выход ключей, вследствие их неидеальности, входных"и управляющих импульсов, что приводит к наличию в выходном сигнале частотного детектора выбросов напряжения; При этом влияние этих выбросов напряжения на точность детектирования возрастает при уменьшении девиации частоты входного сигнала.

Цель изобретения — повышение точности детектирования радиоимпульсных частотно-модулированных колебаний.

Цель достигается тем, что в частотный детектор, содержащий последовательно соединенные фазоинвертор, первый сумматор и первый амплитудный детектор, последовательно соединенные второй сумматор и второй амплитудный детектор, формирователь импульсов стробирования, линию задержки, вход которой подключен к входу фазоинвертора, к входу формирователя импульсов стробирования и к первому входу второго сумматора, второй вход которого соединен с вторым входом первого сумматора и выходом линии задержки, а также первый и второй усилители, первый и второй ключи, управляющие входы которых подключены к выходу формирователя импульсов стробирования, третий сумматор и первый блок вычитания, первые входы. которых подЭ, 1131 соединены к выходу первого, а вторые входы — к выходу второго ключа соот- ветственно, при этом между выходами первого и второго. ключей и общей шиной включены соответственно первый и второй конденсаторы, а выход первого блока вычитания является выходом частотного детектора, введены входной аттенюатор, четвертый сумматор, второй и третий блоки вычитания, включенные соответственно между выходом первого амплитудного детектора и входом первого усилителя и между выходом второго амплитудного детектора и входом второго усилителя, первый и второй ограничители, включенные между выходами первого и второго усилителей и входами первого и второго ключей, соответственно„последовательно соединенные и включен20 ные между выходом первого ключа и объединенными вторым входом второго блока вычитания и первым входом четвертого сумматора первый фильтр нижних частот и третий усилитель, 25 последовательно соединенные и включенные между выходом второго ключа и объединенными вторыми входами четвертого сумматора и третьего блока вычитания второй фильтр нижних частот и четвертый усилитель, а также пятый сумматор, входы которого подключены к выходам третьего и .четвертого сумматоров соответственно, а выход :соединен с управляющим входом входного аттенюатора, выход которого 35 подключен к входу линии задержки.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема частотного детектора на фиг. 2 — диаграммы его

40 работы.

Частотный детектор содержит входной аттенюатор 1, фазоинвертор

2, линию 3 задержки, первый, второй1 третий, четвертый и пятый сумматоры 45

4 — 8, первый и второй амплитудные детекторы 9 и 10, первый, второй и третий блоки 11 — 13 вычитания, первый, второй, третий и четвертый усилители 14 — 17, первый и второй ограничители 18 и 19, первый и второй фильтры 20 и 21 нижних частот(Ф11Ч), первый и второй ключи 22 и 23, первый и второй конденсаторы 24 и 25 и формирователь 26 импульсов строби- И рования.

Частотный детектор работает следующим образом.

020 4

Линия 3 задержки, фазоинвертор

2, первый сумматор 4 и первый ампли- тудный детектор 9 образуют первый канал частотного детектора. Зависймость напряжения на выходе первого амплитудного детектора 9 от частоты входного сигнала приведена на фиг. 2а(кривая 1) и описывается выра-1 жением () =A Siin n— где А — амплитудный множитель; — время задержки сигнала линией 3 задержки.

Второй канал 4D образован линией

3 задержки, вторым сумматором 5 и вторым амплитудным детектором 10. . Зависимость напряжения на выходе

1 второго амплитудного детектора 10 приведена на фиг. 2а(кривая 2) и описывается. выражением

0,р=А со

Пусть на вход частотного детекто ра поступает импульсный частотномодулированный сигнал(фиг, 26), с девиацией частоты 4 ц и средней частотой Иср определяемой выражением(соответствует настройке частотногр.детектора на среднюю частоту сигнала

4) ц (1Ф 2;1 1ср где i=O, 1,2,...

В соответствии с фиг. 2а на выхо дах первого и второго амплитудных детекторов 9 и 10 по каждому радиоимпульсу будут формироваться видеоимпульсы(фиг. 2в и 2.г), амплитуда которых пропорциональна отклонению частоты входного сигнала от среднего значения Q . Девиация частоты входного сигнала h,Q соответствует девиации амплитуды этих импульсов на величину 40 . Импульсы с выходов первого и второго амплитудных детекторов 9 и 10 через второй и третий блоки 12 и 13 вычитания поступают на входы первого и второго усилителей 14 и 15 с коэффициентом усиления K . С усилением этих импульсов в K раз также в К раз

1131020

10 увеличивается девиация амплитуды этих импульсов.

Первый и второй ограничители

18 и 19 ограничивают импульсы снизу, при этом порог ограничения 5 выбирается таким образом, чтобы не наступало ограничения полезной девиацин амплитуды этих импульсов.

Таким образом, на входы первого и второго ключей 22 и 23 поступают

1 импульсы с девиацией амплитуды КдЦ но амплитуда этих импульсов вследствие ограничения значительно меньше, чем на выходе первого и второго усилителей 14 и 15. Одновременно с 15 приходом каждого радиоимпульса формирователь 26 импульсов стробирования формирует стробы фиг. 2д) длительностью g Т, на время которых открываются ключи 22 и 23, конден- 20 саторы 24 и 25 при этом заряжаются до входного напряжения этих ключей, и после окончания стробов запоминают это напряжение, Сигнал с выхода первого блока

ll вычитания, на входы которого поступает напряжение с первого и второго конденсаторов 24 и 2S, является вь|ходным напряжением частотного детектора. Одновременно с

30 помощью первого и второго ФНЧ 20 и

21 выделяется постоянная составляющая напряжения на выходе первого и второго ключей 22 и 23, которая после усиления третьим и четвертым усилителями 16 и 17 поступает íà 35 вторые входы второго и третьего. блоков 12 и 13 вычитания соответственно. Благодаря этому осущест-вляется центрирование девиации амплитуды импульсов, поступающих на входы первого и второго ключей 22 и 23 относительно нуля(фиг. 2е и ж соответственно), а наличие первого и второго огранинителей 18 и 19 с порогом ограничения Uorp позволяет

45 значительно уменьшить амплитуду импульсов на входе первого и второго ключей, что в сочетании с одновременным увеличением полезной девиации амплитуды на их входе в К раз снижает относительную величину выбросов за счет прохождения фронтов импульсов на их выАод вследствие их неидеальности(наличие проходной емкости и конечной величины сопротивления закрытого ключа), что позволяет повысить точность детектирования. На фиг. 2з приведен сигнал на выходе первого блока ll вычитания, являющегося выходным сигналом частотного детектора. На выходе четвертого сумматора 7 формируется напряжение, равное сумме напряжений постоянных составляющих сигналов в обоих каналах частотного детектора. Это напряжение зависит только от амплитуды сигнала на входе частотного детектора, но не зависит от его полезной частотной модуляции, что позволяет использовать его в цепи автоматической регулировки коэффициента передачи входного аттенюатора 1 для устранения влияния паразитной амплитудной модуляции входного сигнала.

Однако это напряжение изменяется только при очень медленных изменениях амплитуды входного сигнала(вследствие наличия первого и второй ФНЧ

20 и 21) . Для повышения коэффициента подавления паразитной амплитудной модуляции входного сигнала при быстрых изменениях его уровня к выходному сигналу четвертого сумматора 7 с помощью пятого сумматора 8 добавля! ется сигнал с выхода третьего сумматора 6, который реагирует на быстрые изменения амплитуды входного сигнала. Выходной сигнал пятого сумматора 8 является управляющим сигналом для входного аттенюатора

1. Так, при увеличении амплитуды сигнала на входе частотного детектора увеличивается напряжение на выходе пятого сумматора 8, которое воздействует на управляющий вход входного аттенюатора 1 таким образом, что изменение его коэффициента передачи компенсирует влияние изменения уровня входного сигнала на работу частотного детектора. В предлагаемом частотном детекторе также снижается влияние просачивания на выход ключей управляющих импульсов (за счет паразитных внутренних связей в ключе), что также достигается

sa счет увеличения девиации входных имйульсов в K раз.

1 131020

ВНИИПИ Заказ 9626/43 Тираж 861 Подшисиое

Филиал ППП "Науевт"э r.Óàãîðîäi ул.Проектная, 4