Синхронный детектор

(51) Н 03 Р 3/18 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(46) 23.11.85. Бюл. У 43 (71) Ордена Трудового Красного Знамени институт радиотехники и электроники АН СССР и Специальное конструкторское бюро Ордена Трудового Красного Знамени института радиотехники и электроники АН СССР (72) В.В. Акиндинов, Е.М. Базарный, Б.Г. Игнатов, И.В. Лишни и В.Г. Макисменко(56) Авторское свидетельство СССР В 720682, кл. Н 03 Э 3/18, 25.07.7.Авторское свидетельство СССР В 326702, кл. Н 03 Р 3/18, 04.05.70, (54)(57) СИНХРОННЫЙ ДЕТЕКТОР, содержащий дифференциальный усилитель, параллельно соединенные две идентичные ветви, каждая из которых содержит последовательно соединенные ключ и реактивный элемент, опорный генератор, прямой выход которого подключен к управляющему входу ключа первой ветви, а инверсный - к управляющему входу ключа второй ветви, при этом одна общая точка двух Я 01193266 А идентичных ветвей через входнойрезистор подключена к источникувходного сигнала, а другая соединенас общей шиной, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличенияотношения сигнал/шум, в него введены пиковый детектор положительныхимпульсов и пиковый детектор отрицательных импульсов, входы которыхобъединены и подключены к выходудифференциального усилителя, выходыпиковых детекторов положительных иотрицательных импульсов подсоединены к входам введенного алгебраического сумматора, выход которогоявляется выходом синхронного детектора, а также первый и второй дополнительные ключи, включенные соответственно между точкой соединения ключа и реактивного элементакаждой ветви и одним из входов дифференциального усилителя, при этомуправляющие входы первого и второго дополнительных ключей соединенысоответственно с инверсным и прямым выходами опорного генератора,а реактивные элементы выполнены ввиде катушек индуктивностей.1193766 Изобретение относится к радиотехнике и может быть использованодля выделения слабых периодическихсигналов на фоне помех.Цель изобретения - увеличениеотношения сигнал/шум.На чертеже представлена функциональная электрическая схема предлагаемого синхронного детектора,Устройство содержит дифференциальный усилитель 1, параллельно соединенные две идентичные ветви 2 и 3,каждая из которых содержит ключ 4 иреактивный элемент - катушку индуктивности 5, опорный генератор 6,входной резистор 7, пиковый детектор8 положительных импульсов, пиковыйдетектор 9 отрицательных импульсов,алгебраический сумматор 10, первый 11и второй 12 дополнительные ключи.Устройство работает следующимобразом.Опорный генератор 6 вырабатываетнапряжение, по частоте и фазе совпадающее с выделяемым сигналом.Пусть в положительную полуволну сигнала ключ 4 ветви 2 и ключ 12 замкнуты, а ключ 4 ветви 3 и ключ 11разомкнуты. При этом катушка 5 индуктивности накапливает входной сигнал, а катушка индуктивности ветви 3отдает накопленную во время предыдущего полуперкода энергию на один извходов дифференциального усилителя 1.Постоянная времени разряда катушки 5 индуктивности выбирается короткой по сравнению с полупериодом сигТнала в , вследствие чего на входахдифференциального усилителя 1 призамыкании дополнительных ключей 11или 12 поочередно формируются остроконечные импульсы напряжения большой амплитуды с экспоненциальньиспадом. Причем, на одном из входовимпульсы постоянно положительные, ана втором - отрицательные, поэтомувыходные импульсы дифференциальногоусилителА 1, поступающие на пиковыедетекторы 8 и 9, имеют одну полярность, например положительную. Приэтом на выходе пикового детектора 8положительных импульсов устанавливается постоянное напряжение, близкоепо величине к амплитуде его входныхимпульсов. На выходе пикового детектора 9 отрицательных импульсов напряжение равно нулю . Напряжение на вы 5 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ходе алгебраического сумматора 10 равно выходному напряжению пикового детектора 8 положительных импульсов. При несовпадении частот опорного генератора 6 и входного сигнала импульсы на выходе дифференциального усилителя 1 становятся разнополярными, На выходе пикового детектора 9 отрицательных импульсов появляется отрицательное напряжение, которое вычитается в алгебраическом сумматоре 10 из положительного выходного напряжения пикового детектора 8 положительных импульсов, в результате чего выходное напряжение синхронного детектора уменьшается. При больших постоянных времени пиковых детекторов 8 и 9 уже небольшое несовпадение частот приводит.к уменьшению.выходного напряжения почти до нуля. Увеличение отношения сигнал/шум достигается уменьшением собственного шума синхронного детектора. А уменьшение собственного шума синхронного детектора достигается с одной стороны увеличением коэффициента передачи, с другой стороны - уменьшением напряжения дрейфа нуля на выходе синхронного детектора. Увеличение коэффициента передачи достигают сжатием входного сигнала в короткие импульсы большой амплитуды. Ток в катушке 5 индуктивности в момент переключения ее на большое входное сопротивление дифференциального усилителя 1 не может изменить свое значение, поэтому амплитуда импульсов на входах дифференциального усилителя значительно превосходит амплитуду исходного сигнала. Ограничение величины входного сопротивления дифференциального усилителя 1 сверху связано с необходимостью иметь апериодический разряд индуктивности, который при чрезмерном увеличении входного сопротивления дифференциального усилителя 1 превращается в затухающий колебательный. Напряжение дрейфа нуля на выходе синхронного детектора определяется дрейфом нуля алгебраического сумматора 10, Дрейф нуля алгебраического сумматора определяется коэффициентом усиления, который равен единице, Дрейф нуля дифференциального усилителя 1 не попадает на выход синхронного детектора, так как пиковые детекторы 8 и 9 не реаСоставитель В. Цветковедактор В. Иванова Техред С.Мигунова Корректор М. Макснмишине аказ 7323/57 Тираж 871Государственного комиелам изобретений и отсква, Ж, Раушская Подписно ета СССР ВН КИПИпо13035, М ытии б д. 4/ Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна гируют на медленно меняющееся напряжение.Усиление коротких импульсов требует от дифференциального усилителя 1 широкой полосы, что приводит к появлению на его выходе высокочастотных шумов. Имея близкий к нормаль ному закон распределения с нулевьв средним значением, они одинаково детектируются обоими пиковыми детекторамн 8 и 9 и вычитаются в алгебраическом сумматоре 1 О. Однако7 193766 4вследствие неизбежных погрешностейпри детектировании и суммированиина выходе синхронного детекторапоявляется некоторое напряжение, 5 вызванное наличием собственного шума дифференциального усилителя 1,которое тем меньше, чем меньше отличаются между собой коэффициентыпередачи пиковых детекторов 8 и 9 100 и коэффициенты передачи алгебраического сумматора 1 О. по разньи входам.