Способ дискретного дифференцирования частотно модулированного сигнала

Сонз Свветскит Социаливтическив РесоубкикО П И С АН И - Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельства- Заявлено 02,И 1,19 О ( 1457758/18-24) 7/1 1 ением заявкирис йоеитет оо дека Приоритет -иаоОретеиии и открыти ори Совете Мииистров СССР. Б, Табачнн В, Ре Лежнин,аявите ПОСОБ ДИСКРЕТНОГО ДИФФЕРЕНЦИРОВА ЧАСТОТНО-МОДУЛ ИРОВАН НОГО СИГНАЛА вання, а положительную разность посредством дифференцируемого сигнала в начале нечегного периода квантования, При этом величину положительной разности запоминают, а затем вычитают из суммы числа колебаний очередногс четного периода квантования.Этот способ сложен из-за необходимости запоминания положительной разности на время измерения ее величины, что требует использования двух реверсивных счетчиков прн синтезе дифференцирующего устройства.Цель изобретения - упрощение процесса дифференцирования частотно-модулированного сигнала.Это достигается тем, что положительнуо разность числа колебаний частотно-модулированного сигнала измеряют в начале нечетного периода квантования посредством электрических сигналов, частота которых превосходит частоту дифференцируемого сигнала.По предложенному способу предусмотрено квантование частотно-модулированного сигнала по времени с постоянной частотой и суммирование числа колебаний частотно-модулированного сигнала в течение каждого нечетного периода квантования Т с последующим вычитанием из полученной суммы числа колебаний за четный период квантования Т, получая таким образом разность числа колебаний, вели чина и знак которой соответствуют величине Изобретение относится к аналого-цифровым способам дифференцирования электрических, в частности, частотно-модулированных сигналов, Такие способы дифференцирования позволяют получить положительную и отрица тельную производную частотно-модулированного сигнала по времени в виде числа импульсов и обеспечивают одинаковый коэффициент передачи при,выделении положительной и отрицательной производной. 10Известный способ заключается в квантовании частотно-модулированного сигнала по времени с постоянной частотой и суммировании числа колебаний частотно-модулированного спгтала в течение каждого нечетного периода 5 ква тования прн последующем вычитании из полученной суммы числа колебаний частотно- модулированного сигнала за четный период кваТовани 51, Таким Образом получают разность, величина и знак которой соответствуют 20 величине и инвертированному знаку первой производной частотно-модулированного сигнала по времени, Отрицательную разность (т. е. число колебаний частотно-модулированного сигнала, пропорциональное положительной 2 производной) измеряют посредством дифференцируемого сигнала в конце четного периода квантования после сравнения числа колебаний в четном периоде квантования с суммарным числом колебаний в нечетном периоде кванто-ЗЬОЬУО45 50 55 60 3и инвертированному знаку первой производноц частотно-модулированного сигнала по времени.При увеличении частоты дифференцируемого сигнала суммарное число колебаний в четном периоде квантования Т больше, чем суммарное число колебаний в нечетном периоде Т, поэтому, разность числа колебаний частотно-модулированного сигнала отрицательна. Эту разность измеряют посредством дифференцируемого сигнала в конце четного периода Г после сравнения числа колебаний в четном периоде Т квантования с суммарным числом колебаний в нечетном периоде Т, а положительную разность (т. е. число колебаний частотно- модулированного сигнала, пропорциональное величине отрицательной производной), измеряют в начале нечетного периода Т посредством электрических сигналов, частота которых превосходит частоту,дифференцируемоо сигнала.11 а чертеже показана блок-схема дифференцирующего устройства для осуществления предложенного способа.В исходном состоянии триггеры 1, 2, 3, реверсивный счетчик 4, с триггером 5 знака находятся в состоянии О. При этом импульсы У частотно-модулированного сигнала не поступают на вход счетчика 4 и на выходы дифференцирующего устройства. После переключения тумблера 5 импульсом Г 7 генератора 7 тактовых импульсов (частотой импульсов Г 7, определяется период Т квантования) триггеры 2, 5 и 3 перебрасываются в состояние 1 (триггер 3 перебрасывается выходным напряжением триггера 5)в результате чего импульсы Г 7, через логическую схему И 8 и логическую схему ИЛИ 9 поступают на вход реверсивного счетчика, работающего при состоянии 1 триггера знака в режиме сложение. Вторым импульсом У триггер знака перебрасывается в состояние О, а реверсивный счетчик 4 переводится в режим вычитание. Состояние триггера 3 при этом не изменяется,Если частота входного сигнала увеличи вается, то количество импульсов Рь поступив. шее на вход реверсивного счетчика 4 в четном периоде Т генератора 7, больше, чем в нечетном, поэтому реверсивный счетчик 4 в состоянии О окажется несколько ранее окончания четного периода Т генератора 7, а именно в момент равенства вычитаемого уменьшаемому.При переходе реверсивного счетчика в состояние О перепадом выходного напряжения нуль-индикатора 10 триггер 3 перебрасывается в состояние О (состояние триггера 1 прн этом не изменяется). С выхода триггера 3 на вход логической схемы И 11 поступает сигнал 1 и до прихода следующего импульса У через схему И 11 импульсы У, поступают на первый выход дифференпирующего устройства. Количество этих импульсов про. порционально скорости увеличения частоты импульсов Уь С приходом очередного импуль 5 о 15 20 25 зо 35 40 4са С/, триггеры 5 и 3 перебрасываются в состояние 1 и цикл выделения положительной производной повторяется.Г 1 ри уменьшении частоты входного сигнала в нечетном периоде Т генератора 7 на вход реверсивного счетчика импульсов Ь, поступаег больше, чем в четном, поэтому в четном периоде Т реверсивный счетчик 4 и триггер 3 не переводятся в состояние О. Положительная разность числа колебаний частотно-модулированного сигнала измеряется при этом В начале нечетного периода Т генератора 7. Это осуществляется следующим образом. К началу следующего нечетного периода Т после выделения в реверсивном счетчике 4 положительной разности триггер 3 находится в состоянии 1 и ключ 12 открыт выходным сигналом этого триггера, проходящим через схему 13 задержки (время задержки этой схемы не менее времени срабатывания триггера 1)в результате этого при перебросе импульсом У триггера 5,в состояние 1 выходным напряжением триггера 5 через ключ 12 триггер 1 перебрасывается в состояние 1, при этом с выхода триггера 1 поступает сигнал О и открываются ключи 14 и 15. Импульсы О, могут поступать на вход схемы 1 б задержки, а через схему И 8 на вход реверсивного счетчика 4 они не поступают. Импульсы Ь, генератора 17 счетных импульсов через ключ 15 подаются на второй выход дифференцирующего устройства и через логическую схему ИЛИ 9 на вход реверсивного счетчика 4, работающего в это время в режиме вычитание, так как первым же импульсом (7 прошедшим через ключ 15 триггер 5 по входу сброс перебрасывается в состояние О.Развязывающий диод 18 предотвращает переброс остальных триггеров в этот момент по шине сброс. В состоянии О триггер 5 находится в течение времени, необходимого для выделения положительной разности, т, е. до того момента, пока реверсивный счетчик 4 не окажется в состоянии О и не перебросятся триггеры 1, 3 и 5, причем триггеры 1 и 3 перебрасываются выходным напряжением нуль- индикатора 10 в состояние О, а триггер 5 выходным напряжением триггера 1 через развязывающий диод 19 перебрасывается в состояние 1, в результате этого исчезают импульсы У, на втором выходе дифференцирук- щего устройства, реверсивный счетчик 4 переводится в режим сложение, и на вход его снова могут поступать импульсы У, через логическую схему И 8. За время измерения положительной разности частотно-модулированного сигнала в зависимости от частоты генератора 17 на вход дифференцирующего устройства может поступить один или несколько импульсов У дифференцируемого сигнала. Если эти импульсы в нечетном такте не поступают на вход реверсивного счетчика 4 при работе его в режиме сложение, то величина следующей разностиЗаказ 687/2356ЦНИИПИ Комитета Изд.1800 Тираж 406 Подписное делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Тип, Харьк. фил. пред. Патент оказывается больше или меньше истинной, чтовызывает погрешность дифференцирования,Для исключения этой погрешности импульсы У 1, поступающие на вход дифференцирующего устройства во время измерения положительной разности, задерживаются схемой 16 задержки на время, не меньшее времени из. мерения положительной разности, а затем через схему ИЛИ 9 поступают на вход реверсивного счетчика 4, работающего в режиме сложение. Однако во многих случаях нет необходимости использования схемы 1 б задержки и ключа 14, так как при соответствующих частоте ген ер атор а 17 и быстродействии счетчика 4 время измерения положительной разности может быть уменьшено до величины, меньшей минимального периода следования импульсов г 1 при этом ошибка становитсяпренебрежимо малой. Предмет изобретения 5 Способ дискретного дифференцирования частотно-модулированного сигнала с использованием квантования сигнала по времени и определения знака и величины разности числа колебаний частотно-модулированного сигнала за 1 О два фиксированных периода времени и с определением отрицательной разности в конце чет.ного фиксированного периода времени, отгичаюгггийся тем, что, с целью упрощения процесса дифференцирования, положительную 15 разность измеряют в начале нечетного фиксированного периода с помощью электрических сигналов, частота которых превосходит частоту дифференцируемого сигнала.