Адаптивный демодулятор частотно-модулированных сигналов

(19) (И 3 ПЗ/ САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ боот.и 2, аГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство ССУ 391699, кл. Н 03 Р 3/02, 1972Авторское свидетельство СССРФ 1113875, кл. Н 03 0 3/02, 198(57) Изобретение относится к радитехнике. Расширяется диапазон рачих частот в область нижних часУстр-во содержит два сумматоралинию задержки 3, регулируемый фзовращатель 4, фазоинвертор 5, д амплитудных детектора 6 и 7, блок вычитания 8, инвертор 9, коммутатор (К) 10, фильтр нижних частот 11, у-ль 12, два интегратора со сбросом (ИС) 13 и 15, двухпороговый элемент (ДПЭ) 14, пороговый элемент 16, формирователь импульсов 17 и триггер 18. Цель достигается введением инвертора 9, К 10, ДПЭ 14, ИС 15 и триггера 18, с помощью которых обеспечивается автоматическая настройка на частоту входного сигнала, причем настройка производится на ближайшую точку перехода через нуль участка дискриминац. х-ки с положит. крутизной, находящейся ближе точки перехо- М да через нуль участка дискриминац. х-ки с отриц. крутизной. 3 ил.1261081 Б=: А з 1 пМ,Б = А здпо 3(-),Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для контроля приемопередающей аппаратуры.Цель изобретения - расширение диапазона рабочих частот в область нижних частот.На фиг.1 приведена структурная электрическая схема адаптивного демодулятора частотно-модулированных (ЧМ) сигналов; на фиг,2 и 3 - диаграммы его работы.Адаптивный демодулятор ЧМ сигналов содержит первый и второй сумматоры 1 и 2, линию 3 задержки, регулируемый фазовращатель 4, фаэоинвертор 5, первый и второй амплитудные детекторы 6 и 7, блок 8 вычитания, инвертор 9, коммутатор 10, фильтр 11 нижних частот, усилитель 12, первый интегратор 13 со сбросом, двухпороговый элемент 14, второй интегратор 15 со сбросом, пороговый элемент 16 и формирователь 17 импульсов, триггер 18.Адаптивный демодулятор ЧМ сигналов работает следующим образом.При поступлении на вход ЧМ сиг- нала 5 1 О 15 20 г 5 30 35 45 50 55 где А - амплитуда;о 3 - частота;С - время,напряжение на выходе линии 3 задержс ки равно где- время задержки сигнала линией 3 задержки.При этом на выходах сумматоров 1 и 2 при Фазовом сдвиге, вносимом Фазовращателем 4 и равном нулю, напряжения соответственно равны л з 30 = Б +П = 2 А сов - )з 1 пд(С- -) в в2 2/После линейного амплитудного детектирования напряжений Б и Б пер 2 вым и вторым амплитудными детекторами 6 и 7 напряжение на выходе блока 8 вычитания равно ПвыУв =2 А 1.соз1 -зЫ(-2) сой . и)7 Зависимость П от частоты входвыхного сигнала приведена на фиг,2.Фильтр 11 нижних частот, усилитель 12, первый интегратор 13 и фазовращатель 4 образуют кольцо частотной автоподстройки, 3 исходном состоянии триггер 18 находится в состоянии логического "0", первый и второй интеграторы 13 и 15 обнулены, на вход фильтра 11 нижних частот через коммутатор 10 поступает сигнал с выхода блока 8 вычитания, Пусть в и: - мент временина вход устройства поступает ЧМ сигнал с несущей частотой о, .При этом на выходе блока 8 вычитания появляется переменное напряжение в соответствии с законом частотной модуляции входного сигнала. Фильтр 11 нижних частот выделяет постоянную составляющую этого напряжения (Фиг.З а ), которая после усиления усилителем 12 поступает на вход первого интегратора 13, напряжение на выходе которого начинает возрастать (Фиг.З 8 ), и под действием этого напряжения изменяется фазовый сдвиг, вносимый регулируемым Фазовращателем 4 (фиг.З). В результате этого начинает смещаться зависимость У,(фиг,2) относительно частоты , . Предположим, что положительное напряжение на управляющем вхоце регулируемого фазовращателя 4 смещает эту зависимость влево, а отрицательное - вправо. Тогда по мере нарастания напряжения на выходе первого интегратора 13 эта зависимость смещается влево (Фиг.2, момент времени С ), В момент временинапряжение на выходе фильтра 11 нижних частот становится равным нулю (фиг.За ), интегрирование этого напряжения первым интегратором 13 прекращается и на его выходе устанавливается напряжение, соответствующее нулевому значению постоянной составляющей напряжения на выходе блока 8 вычитания, что соответствует точной настройке устройства на частоту входного сигнала.Аналогично можно показать, что предлагаемое устройство само настраивается на любую несущую частоту входного сигнала, При этом настройка заключается в смещении детекторной характеристики до совпадения частоты входного сигнала с ближайшей точкой перехода через нуль участкадискриминационной характеристики с крутизной определенного знака ( в рассматриваемом примере - с отрицательной, которая определяется зависимостью регулировочной характеристи ки регулируемого фаэовращателя 4). При этом требуемый диапазон перестройки регулируемого фаз-вращателя доложен быть не менее 360Диапазон перестройки реально используемых регулируемых фазовращателей уменьшается с понижением частоты входного сигнала и при некотором ееО значении становится меньше 360 . В этом случае устройство может с требуемой точностью настраиваться на частоту входного сигнала и на выходе фильтра 11 нижних частот появляется постоянная составляющая продетектированного сигнала, что приводит к 20 срабатыванию двухпорогового элемента 14, который сравнивает поступаю-. щий на его вход сигнал с нулевым уровнем. На выходе двухпорргового элемента 14 появляется сигнал "Логическая 1", который поступает на вход второго интегратора 15. Через некоторое время (большее постоянной времени кольца частотной автоподстройки) напряжение на выходе второ го интегратора 15 достигнет порога срабатывания порогового элемента 16,. сигнал "Логическая 1" с выхода которого запускает формироваль 17 импульсов, Импульсом с выхода формиро- З 5 вателя 17 импульсов сбрасывается первый и второй интеграторы 13 и 15, а триггер 18 перебрасывается в другое устойчивое состояние и своим выходным сигналом переключает ком мутатор 10. При этом на вхрд фильтра 11 нижних частот начинает поступать сигнал с выхода блока 8 вычитания через инвертор 9. Далее повторяется описанный процесс автома тической настройки на частоту входного сигнала, причем настройка осуществляется на ближайшую точку перехода через нуль участка дискриминационной характеристики с положительной крутизной, которая в данном случае находится ближе точки перехода через нуль участка дискриминационной характеристики с отрицательной крутиз- . ной. При этом для точной настройкифаэовращатель 4 должен обеспечиватьодиапазон перестройки всего в 180что позволяет в два раза снизитьнижнюю границу частотного диапазона.Формула изобретенияАдаптивный демодулятор частотно- модулированных сигналов, содержащий последовательно соединенные линию задержки, первый сумматор, первый амплитудный детектор, блок вычитания, последовательно соединенные регулируемый фазовращатель, фаэоинвертор, второй сумматор и второй амплитудный детектор, выход которого соединен с вторым входом блока вычитания, вход регулируемого фаэовращателя соединен с входом линии задержки, второй вход первого сумматора соединен с выходом регулируемого фазовращателя, второй вход второго сумматора соединен с выходом линии задержки, последовательно соединенные фильтр нижних частот, усилитель и первый интегратор со сбросом, выход которого соединен с управляющим входом регулируемого фазовращателя, а также последовательно включенные пороговый элемент и Формирователь импульсов, выход которого соединен с входом сброса первого интегратора со сбросом, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона рабочих частот в область нижних частот, в него введены последовательно соединенные и включенные между, выходом фильтра нижних частот и входом порогового элемента двухпороговый элемент и второй интегратор со сбросом, последовательно соединенные и подключенные к выходу блока вычитания инвертор и коммутатор, второй вход которого подключен к выходу блока вычитания, триггер, вход которого соединен с выходом формирователя импульсов и с входом сброса второго интегратора со сбросом, а выход подключен к входу управления коммутатора, выход которого соединен с входом фильтра нижних частот и является выходом адаптивного демодулятора частотно-модулированных сигналов,1261081 г,2 Руст актор Н,Шв Корректор Е н одпи Тир".ж И Государст делам изоб Москва, ЖВНИИ оизводственно-полиграф ое предп Заказ 5243/5 оставитель А,Осиноехред М.Ходанич венного комит ретений и отк 5, Раушская н а СССР тий д, 4