Адаптивный частотный детектор

СОЮЗ СОВЕТСКСОЦИАЛИСТИЧЕСРЕСПУБЛИК 1)5 Н 03 О 3/02 ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН(56) Поиск, обнаружение и измерение паметров сигналов в радионавигационныхстемах/ Под ред. Ю,М.Казаринова,Советское радио, 1975, с, 88. Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для детектирования частотно- Или фазомодулированных сигналов при любых законах изменения закона ЧМ сигнала, Кроме того, может использоваться в качестве частотного дискриминатора для получения выходного сигнала, прямо пропорционального мгновенной разности частот двух входных аналоговых сигналов.Целью изобретения является расширение линейной зоны дискриминационной характеристикиНа чертеже представлена структурная схема предлагаемого адаптивного частотного детектора,Предлагаемый адаптивный частотный детектор содержит синфазный фазовый детектор 1, квадратурный фазовьй детектор 2 и Функциональный вычислитель 3. Синфазный фазовый детектор 1 состоит из последовательно соединенных сумматора 4 и линейного амплитудного детектора 5. Квадратурный Фазовый детектор 2 содержит квадратурные Фазовращатели 6 и 7, которые своими входами подключены к входам перАДА ПТИ В Н Ъ Й ЧАСТОТ Н Ы Й ДЕТЕ КИспользование: радиотехника для детектирования частотно- и фазомодулированных сигналов, Сущность изобретения: адаптивный частотный детектор содержит синфазный и квадратурный Фазовые детекторы, вычислитель функции х + у, сумматоры, амплитудные детекторы, блоки частотно-зависимого сдвига фазы, квадратурные детекторы, вычислитель квадратного корня. 1 ил. вого сумматора 4 синфазного фазового детектора 1, а выходами - к входам второго сумматора 8, выход которого подключен к входу амплитудного детектора 9, Выходы синфазного фазового детектора 1 и квадратурного детектора 2 через аналоговые дифференциаторы 10 и 11 подключены к входам х, у функционального вычислителя 3, содержащего на входах квадраторы 12 и 13, выходы которых подключены к входам третьего сумматора 14, выход которого подключен к вычислителю 15 квадратного корня.Предлагаемый адаптивный частотный детектор работает следующим образом. Входные ЧМ или ФМ сигналы стабилизированных одинаковых амплитуд Ап 1:08 а=А впав с+ р 1 1)Овх 2 = Аа3 пи с 1+ ф 2 с)3 (2) одновременно поступают на входы синфазного 1 и квадратурного 2 фазовых детекто. ров. Сигнал на выходе первого сумматора 4 может быть записан в виде1805544 О =К Аа(зи( асс+ у 1(1)1+ р И + ЗП ( Ж с 1+ ф 2 (1)1) (3) 11, на выходах которых сигналы могут бытьпредставлены в виде: Одиф 1 = 2 Кдиф 1ККО 1АаГ диф 1 х5 где К - коэффициент передачи сумматора 4;(т), р 2 (т) - модулирующие функции входных сигналов.Согласно известным тригонометрическим соотношениям, выражение (3) может быть представлено в вйде: ЯП " (10) Одиф 2 = 2 Кдиф 2 К Г 2КО 2АаГ диф 2 х10 11соз Оу= 2 К Аах зп(сат+1 ГДЕ Кдиф 1 И Кдиф 2, Гдиф 1, Гдиф 2 КОЭффИЦИ енты передачи и константы времени дифференциаторов 10 и 11.Сигналы с выходов дифференциаторов 10 и 11 одновременно поступают на входы идентичных квадраторов 12 и 13 функционального вычислителя 3. На выходах квадраторов 12 и 13 выделяются сигналы: Ов х 2 ПОСтуПазовращателей детектора, на ут бьть предОДновРеменно сигналы Овх 1 ют на входы квадратурных ф 6 и 7, квадратурного фазовог выходе которых сигналы мо ставлены в виде: 06 = Кхьв 1Аасоз ( М с С + ф 1 (1 (5) 07= Ков 2Аасоз( 0)ст+ ф 2(1 (6) 012 = Кд 1 1 Ко 1 К,Аа Гд ххоп 1013= Кд 22Кдиф 2К 02К 2 2) Крв 2 - КОЭффИцИЕНтц ПЕрЕдаЧИцх фазовращателей 6 и 7. где Ксрв квадрат АГдиф 2.хДалее выходные сигналы Об и 07 квадратурных фазовращателей 6 и 7 поступают на входы второго линейного сумматора 8, на выходе которбго сигнал принимает вид: где Кд 1 и Кд 2- коэффициенты ператоров 12 и 13.При удовлетворении условия: дачи квад 11 102 - 2 К 2 Ааз и Х Кд 1 Кдиф 1= Кд 2Кдиф 2 и поступлении си го третьего суммат зультирующий си с лен в виде 45 2 О =К К де(7) хс гналов 012 и 01 з на входы орэ 14, на его выходе регнал может быть представкоэффициент передачи второ8.ьц 01 и От 2 несущей частоты Фо модулированы по гармонкону функциейу 1(С) + 92(С)эти сигналы линейными амплтекторами 5 и 9, на их выход(15) где Кз-коэффициент передачи сумматора 14.После обработки сигнала Оз в вычислителе 15 квадратного корня получим;(16 Оог=2 КогК 2 55где Кзая - коэфф тели квадратного где 001 и 002 -линейных амплиту Далее сигнал входы аналоговы(17) где Кг 2 - сумматораСигнал амплитудн ческому за Детектируя тудными де выделяются циент передачи вычисликорня 15. Известно, что(18) В 1(1) = СОо+ ЕФ) (19) а 2(1) = во+ Е 2(т) (20) Составитель А.БальчюнайтисТехред М.Моргентал Корректор О,Кравцова актор Заказ 947 , ВНИИ Подписное изобретениям и открыт 5, Раушская наб., 4/5ТиражИ Г ударственного комитета113035, Москва, Ж ри ГКНТ СССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина и тогда при законах изменения частот: выходное напряжение адаптивного частотного детектора может быть представлено ввиде: живых = Кр Е 1(т) - Е 2(1 = КрЬ Цт), (21) где Кр = 2 Кяов ИзИз выражения (21) следует, что в общем случае выходное напряжение Овых прямо пропорционально разнице мгновенных зна. чений модулирующих функций Е 1(1) и Г 2(т). ВХОДНЫХ ЧМ СИГНВЛОВ Овх 1 И Овх 2,Анализ выражения (21) показывает, что линейные пределы дискриминационной характеристики предлагаемого адаптивного частотного детектора практически ограничены только динамическим диапазоном квадраторов 12 и 13.Положительным аффектом предлагаемого технического решения по сравнению с прототипом является расширение линейной зоны дискриминационной характеристики; повышение быстродействия за счет исключения интегратора; расширение областей применения за счет введения второго 5 (опорного) канала, позволяющего выделитьразностную мгновенную модуляционную функцию двух входных ЧМ (или ФМ) сигналов. 10 Формула изобретенияАдаптивный частотный детектор, содержащий синфазный и квадратурный фазовые детекторы, входы которых объединены, а выходы через соответствующие им блоки 15 частотно-зависимого сдвига фазы подключены к входам вычислителя функции х +у 2, где х и у - сигналы на выходах соответствующих блоков частотно-за виси- мого сдвига фазы, о т л и ч а ю щ и й с я 20 тем, что, с целью расширения линейной зоны дискриминационной характеристики, блоки частотно-зависимого сдвига фазы выполнены в виде дифференциаторов, синфазный фазовый детектор - в виде 25 последовательно соединенных сумматора иамплитудного детектора, а квадрэтурный фазовый детектор - в виде последовательно соединенных сумматора с фазовращателями на входах и амплитудного детектора, 30