Дискриминатор нулевых биений

Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет Государственный комитет СССР но дедам изобретений н открытиИДата опубликования описания 1811,80(54) ДИСКРИМИНАТОР НУЛЕВЫХ БИЕНИЙ Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в устройствах автоматической подстройки частоты, в частности в следящих измерителях допплеровских частот.Известен дискриминатор нулевых биений, содержащий синфазный и квадратурный каналы с последовательно включенными в каждом канале смесителем, фильтром нижних частоти усилителем-ограничителем, а также общие ,для обоих каналов перестраиваемый генератор и блок управления 1 .Однако известный дискриминатор имеет сравнительно невысокую точность 35 и ограниченный динамический диапазон,Целью изобретения является повышение точности и расширение динамического диапазона входных сигналов,Для этого в дискриминатор нулевых 20 биений, содержащий синфазный и квадратурный каналы с последовательно включенными в каждом, канале смесителем, фильтром нижних частот и усилителем-ограничителем, а также общие 25 для обоих каналов перестраиваемый генератор и блок управления, в каждый канал дискриминатора введены регистр сдвига, два элемента совпадения и И"триггер, а также общие для обоих каналов блок задержки и делитель частоты, причем информационные входы ре"гистров сдвига соединены с выходамиусилителей-ограничителей, прямые иинверсные выходы каждого разряда регистра сдвига соединены соответственно с входами первого и второго элементовсовпадения, выходы которых соединены с входами йб-триггера, а выходы й 5-триггеров каждого канала соединены с входами блока управления, выходы которого соединены с входамиперестраиваемого генератора, при этомвыход перестраиваемого генераторасоединен через блок задержки с входа-ми элементов совпадения и соединеннепосредственно с входами синхронизации регистров сдвига и с входом делителя частоты, выход которого соединенс смесителем синфазного канала и Фазовращателем квадратурного канала.На чертеже приведена структурнаяэлектрическая схема предложенногодискриминатора,Дискриминаторнулевых биенийсодержит синфазный канал, включающийсмеситель 1, фильтр 2 нижних частот,усилитель-ограничитель 3, регистр 4сдвига, элементы 5, 6 совпадения ий 5-.триггер 7, квадратурный канал,;431 ЩЩффММйФ.94 ЕрМС 8.; а: г":-. "-ХЪФЖЖЖВФ 4.МММРФ фмг : м ю.включающий смеситель 8, фильтр 9нижних частот, усилитель-ограничитель 10, регистр 11 сдвига, элементы 12, 13 совпадения и В 5-триггер 14,а также фазовращатель 15, блок 16 управления, перестраиваемый генератор17, делитель 18 частоты и блок 19 задержки.Дискриминатор работает следующимобразом.Вхддной сигнал преобразуется смесителями 1, 8 в сигнал нулевых биений.Вследствие того, что гетеродинный сигнал с делителя 18 подается на смеситель 1 непосредственно, а на смеситель 8 через фазовращатель 15, сигналынулевых биений на выходахсмесителей 151, 8, а также на выходах фильтров 2,9 оказываются взаимно сдвинутыми наф 90 в зависимости от знака разностичастот входного сигнала и гетеродинного сигнала, поступающего с выхода 2 Оделителя 18,Далее сигналы нулевых биений предельно ограничиваются усилителями-ограничителями 3, 10 и одновременно преобразуются по уровню, например, таким образом, что положительной полярности на входах усилителей-ограничителей 3, 10 соответствует уровень логической единицы на их выходах, а отрицательной - уровень логического нуля,30В случае, если сигнал нулевых биений больше других составляющих, которые также имеют место на входах усиЛителей-ограничителей 3, 10 вследствиенеидеальности работы смесителей 1, 8,фильтров 2, 9 и воздействия наводок,и, если ограничение симметричное, товыходной сигнал усилителей-ограничителей 3, 10 имеет форму "меандр" (ввиде чередования уровней логической 40единицы и нуля).Появление уровня логической единицы на выходе усилителя-ограничителя 3фиксируется с задержкой 3 появлениемимпульса на выходе элемента 5, входы 45которого подключены к прямым выходамрегистра 4. Задержкапрямо пропорциональна разрядности регистра 4 ипериоду повторения импульсов на входесинхронизации регистра 4. Появление 5 руровня логического нуля на выходе усилителя-ограничителя 3 фйксируется"стакой же задержкой появлением импульса на выходе элемента б входы кото)рого подключены к инверсным выходомрегистра 4. Для исключения возможности срабатывания элементов 5, б в момент смены информации на регистре 4,на входы элементов 5, б подается сигнал сблока 19, формирующего сдвигвыходного сигнала относительно входного на время, большее времени сменыинформации на регистре 4.Элементы 5 и б управляют работойВ 5-триггера 7. Выходной сигналВ 5-триггера 7 с задержкой " 3 повто- б 5 ряет сигнал на выходе усилителя-ограничителя 3. Аналогичным образом работает квадратурный канал. Одинаковая задержка в каналах не изменяет взаимного фазового соотношения между колебаниями на выходах В 5-триггеров 7, 14, т.е. не сказывается на точности работы дискриминатора.В случае, если сигнал нулевых биений достаточно мал,возрастает влияние нежелательных составляющих на входе усилителей-ограничителей 3, 10. В большинстве своем их частота значительно превышает частоту составляющих нулевых бйений. Наличие нежелательных составляющих проявляется в том, что смена уровней происходит не однократно, а посредством многократного чередования с более высокой частотой.Если частоту сигнала синхронизации регистров 4, 11 выбрать не менее, чем вдвое выше частоты наиболее высокочастбтной составляющей на их информационных входах, то чередование уровней на входах регистров 4, 11 вызовет продвижение вдоль них чередующихся между собой уровней единиц и нулей, что исключает возможность срабатывания элементов 5, б, 12, 13. Условием срабатывания элементов 5, 12 является наличие на всех прямых выходах регистров 4, 11 уровней еди- ниц. Аналогично, условием срабатывания элементов б, 13 является наличие уровня единиц на всех инверсных выходах регистров 4, 11. Это равносильно сохранению на входах регистров 4, 11 уровней единицы или нуля в течение времени, равного или большего б 3 , Следовательно, наивысшая частота биений, котораяможет быть выделена элементами 5, б, 12, 13 не превышает 1/(2 6). При наличии многократного чередования уровней эта частОта оказывается еще ниже. В общем случае эффективное выделение низкочастотных составляющих происходит до тех пор, пока за период биений, хотя бы один раз, время, как уровня единицы, так и уровня нуля, превышает 7 З.Выполнение указанного условия обеспечивает переключение В 5-триггеров 7, 14 в каналах точно с частотой и взаимной фазой колебаний нулевых биений. В случае отсутствия входного сигнала вообще и в случае весьма малого входного сигнала вследствие быстрого чередования уровней на одном или нескольких входах элементов 5, б, 12, 13 прйсутствует уровень логического нуля. Элементы 5, б, 12, 13 в реэуль"тате не вырабатывают выходных импульсов и В 5-триггеры 7, 14 не переключаются. Поскольку блок 16 чувствителен к переключениям уровней входных сигналов, постольку формирование импульсов рассогласования на его выходах не происходит. Это свойство дискри780154 формула изобретения 10 оставитель Е ехред К,Гвар етроваКоррек Гриценко едактор И. Прусо Тираж 995 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий3035, Москва, Ж, Раушская наб., д каз 9342/22 ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и минатора обеспечивает сохранение его точностных характеристик не только при малом уровне входного сигнала, но и при его пропадании и замирании,Предложенный дискриминатор позволяет понизить мощность излучаемого сигнала и обладает улучшенными точностными характеристиками. Дискриминатор нулевых биений, содержащий синфазный и квадратурный каналы с последовательно включенными в. каждом канале смесителем, фильтром, нижних частот и усилителем-ограничителем, а также общие для обоих каналов перестраиваемый генератор и блок управления, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и расширения динамического диапазона вход ных сигналов, в каждый канал дискриминатора введены регистр сдвига, два элемента совпадения и Р 5-триггер, а также общие для обоих каналов блок задержки и делитель частоты, причеминформационные входы регистров сдвигасоединены с выходами усилителей-ограничителей, прямые и инверсные выходыкаждого разряда регистра сдвига соединены соответственно с входами первого и второго элементов совпадения,выходы которых соединены свходамиР 5-триггера, а выходы Р 5-триггеровкаждого канала соединены с входами:блока управления, выходы которого соединены с входами перестраиваемого генератора, при этом выход перестраиваемого генератора соединен через блокзадержки с входами элементов совпадения и соединен непосредственно с вхо"дами синхронизации регистров сдвигаи с входом делителя частоты, выход ко-торого соединен с смесителем синфаэного канала и Фазовращателем квадратурного канала.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 403013, кл., Н 03 О 13/ОО, 1971 (прото еще),