Цифровой фазовый дискриминатор

(51)4 С О 1 К 25/00, С 08 С 19/12 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ю фф,лз1)ь 4 М . ние точности изм; тор содержит фор триггеры 3 и 4, счетчик 8, регис 10 частоты, гене тели, дифференции ИЛИ и КБ-триггер ра 13 по модулю порогового блока конкретное вынол ка 16 повышают д ения слабыхрактическиоятностью. р с Ю ОО ОО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Патент Японии М 55- 16276, кл. С 01 К 25/00, 1975.Авторское свидетельство СССР В 349007, кл. С 0 1 К 25(00, 1972. (54) ЦИФРОВОЙ ФАЗОВЫЙ ДИСКРИМИНАТОР (57) Изобретение относится к радиотехникеЦель изобретения - повышеерения. Дискриминамирователи 1 и 2, элементы И 5, 6 и 7, тры 9 и 11, делитель ратор 12, ограничируюШую цепь, элемент ы. Введение сумматодва, элемента И 14,16, счетчика 15 и нение порогового бло остоверность обнаротяженных сигналов юбой наперед заданной з.п. ф-лы, 2 ил.128862 Б, = з 18 псоз(23 Г +Ч, )1,4081 дпсоз(2 Л Г + Ч)1,Изобретение относится к радиотех нике, в частности к цифровым фазовымдискриминаторам.Цель изобретения - повышение точности измерения за счет повьююениядостоверности обнаружения слабыхсигналов с определенным фазовым сдвигом.На фиг. 1 приведена структурнаяэлектрическая схема цифрового фазового дискриминатора; на фиг. 2 с 1 - 6 -реализация формирователей импульсовопорного и измеряемого синусоидальных сигналов и порогового блока.Цифровой фазовый дискриминаторсодержит первый 1 и второй 2 формирователи, первый 3 и второй 4 триггеры, первый 5, второй 6 и третий 7элементы И, счетчик 8, регистр 9,делитель 10 частоты, второй регистр11, генератор 12, сумматор 13 по модулю два, четвертый элемент И 14,второй счетчик 15, пороговый блок16, первый ограничитель 17, дифференцирующую цепь 18, второй ограничитель 19, элемент ИЛИ 20, КЯ-триггеры 21 и 22 и элемент И 23.При этом первый вход устройствачерез последовательно подключенныепервый формирователь 1, первый КБтриггер 3, первый 5 и второй 6 элементы И соединен со счетным входомсчетчика 8, второй вход устройствачерез последовательно включенные второй формирователь 2, второй КЯ-триг- . 35гер 4, третий элемент И 7, делитель10 и первый регистр 9 соединен сК-входом счетчика 8, Вторые выходыФормирователей 1 и 2 подключены квходу сумматора 13 по модулю два,выход которого через четвертый элементИ 14 соединен со счетным входомсчетчика 15.Выход первого счетчика8 через второй регистр 11 соединенс выходом устройства, а выход второго счетчика 15 через пороговый блок16 соединен с вторым выходом устройства, при этом первый выход второго Формирователя 2 соединен сК-входом первого триггера 3, а К-вход 5 Овторого триггерасоединен с первымвыходом делителя 1 О и вторым входомвторого регистра 11,1(роме того, второй выход делителя10 частоты соединен с К-входом второго счетчика 15 и вторым входом порогозого блока 16. Выход генератора 12соединен с вторыми входами второго,третьего и четвертого элементов И, а 4 2второй вход первого элемента И 5 соединен с инверсным выходом второготриггера 4. Каждый из двух формирователей 1 и 2 содержит первый ограничитель 17, выход которого подключенк входам дифференцирующей цепи 18 иявляется вторым выходом каждого формирователя, выход дифференцирующейцепи 18 через второй ограничитель19 соединен с первым выходом формирователя,Первые входы порогового блока 16через элемент ИЛИ 20 соединены с первыми входами триггеров 21 и 22, второй вход блока 16 соединен с вторымивходами первого триггера 21 и вторымвходом элемента И 23, выход которого соединен с вторым входом второготриггера 22, выход которого является выходом порогового блока 16, авыход первого триггера 21 соединенс первым входом элемента И 23.Устройство работает следующим образом,Синусоидальпые сигналы с опорной,и измеРяемой Ю Фазами преобразуются в формирователях 1 и 2 в импульсытой же частоты, соответствующие пересечению синусоидального сигналанулевого уровня. Это производитсяс помощью двух цепей, состоящих изпоследовательно соединенных первогоограничителя 17, дифференцирующейцепочки 18 и второго ограничителя 19При этом на вторых выходах формирователей 1 и 2 формируются сигналы типамеандр сдвинутые относительно друг другапропорционально фазовому углу оЭти сигналы поступают на входы сумматора 13 по модулю два, на выходе которого формируется сигнал, открывающий элемент И 14, на второй вход которого поступают счетные импульсы с выхода генератора 12. В результате на элемент И 14 проходят пачки импульсов, количество которых в 1-й пачке равно:сгде М = в -" - число счетных импульоР сов за период опорнойчастоты.Эти импульсы поступают на счетный вход счетчика 15, где накапливаются 5 за время Т = М, /Г которое задается выходными импульсами делителя 1 О частоты, периодически обнуляющими разряды счетчика 15. С выходами разрядов счетчика 15 соединены соответствую 10 щие входы порогового блока 16, который в момент достижения выходного числа заданного порога М формирует выходной сигнал, соответствующий наличию во входной смеси регулярной составляющей измеряемого сигнала.При достижении в счетчике 15 числа,соответствующего заданному порогу М, навыходе элемента ИЛИ 20 формируются импульсы, устанавливающие единичные выходы триггеров 21 и 22 в единичное состояние ( захватсигнала), а нулевой выход триггера 21 - в нулевое состояние, В результате импульсы опроса, поступающие на второй вход элемента И 23, не проходят на его выход. Сигнал захвата снимается только в том случае, когда на очередном интервале оценки Т = М /Г выходной сигнал не достигнет задан 30 ного порога, следовательно, на этом интервале не сформируется очередной импульс, запирающий с помощью триггера 21 элемент И 23, в результате чего элемент И 23 останется открытым 35 и очередной импульс формирует на его выходе импульс, переключающий триггер 22 в нулевое состояние.Предлагаемое устройство позволяет одновременно с оценкой рассогласования фазы измеряемого сигнала относительно опорного с требуемой достоверностью оценить является ли измеряемый сигнал смесью сигнала и шума либо только узкополосным шумом.Количественной мерой этой достоверности может служить степень уменьшения дисперсии распределения фазы смеси сигнала и шума и только шума, которая характеризуется среднеквад 50 ратическим отклонением среднего значения числа в счетчике 15 в зависимости от числа М, накапливаемых выборок55)5 13 2 где 6 - среднеквадратичное отклозкение выходного числа М,сумматора 13 относительйо его среднего значения М /2,охарактеризующее отклонения фазы измеряемого сигнала относительно опорного.В силу закона больших чисел распределение суммы выборок нормальных случайных величин с конечной дисперсией при М -+ сходится по вероятности к нормальной величине, а при конечном М, ) 50 - асимпотически нормальной. При этом вероятность ложной тревоги . или пропуска сигнала В оцениваются какь пр) )ыа )Мгде 1(х) - табулированные значенияинтеграла вероятностей.Поскольку разность (М - М) иОР(М - М) увеличивается пропорционально М, а б и 6 пропорционально И то с увеличением М относительная дисперсия распределений Ыли Ы уменьшается пропорционально1/)К;,ФТаким образом, предлагаемое устройство за счет выбора соответственного интервала накопления М Ипозволяет обнаружить достаточно слабый, но протяженный сигнал с практически любой наперед заданной вероятностью,Формула изобретения1. Цифровой фазовый дискриминатор, содержащий два формирователя, входы которых являются входами устройства, два триггера, два регистра, три элемента И, генератор, делитель частоты и счетчик, при этом первый выход первого формирователя соединен с Б-входрм первого триггера, К-вход которого соединен с первым выходом второго формирователя и Б-входом второго триггера, инверсный выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом первого триггера, а выход первого элемента И соединен с первым входом второго элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика, первый вход третьего элемента И соединен с прямым выходом второго триггера, а128862 10 оставитель В, Шубинехред М. Ходанич. Коррек Ыекм актор А. Ша каз 7804/44 Тираж 752дарственного комитета СССизобретений и открытийа, Ж, Раушскал наб.,д. одписное ВНИИПИ Го по дела13035, Мос енно-полиграфическое предприятие, г . Ужгород, ул. Проектная роизв вторые входы второго и третьего элементов И соединены с генератором, выход третьего элемента И соединен с генератором, выход третьего элемента И через последовательно соединенные делитель частоты и первый регистр . соединен с К-входом счетчика, информационные выходы которого соединены с входом второго регистра, второй вход которого соединен с К-входом1второго триггера и первым выходом де,лителя частоты а выход является первым выходом дискриминатора, о т л и - :ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения точности, в него вве 15 дены сумматор по модулю два, дополнительный элемент И, счетчик и пороговый блок, при этом вторые выходы первого и второго формирователей соответственно соединены с вхо дами сумматора по модулю два,выход которого через введенный элемент И соединен со счетным входом введенного счетчика, информационные выходы25 4 6которого соединены с входом порого-. вого блока, К-входы порогового блока и введенного счетчика объединены и соединены с вторым выходом делителя частоты, второй выход введенного элемента И соединен с генератором, а выход порогового блока является вторым выходом устройства,2, Дискриминатор по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что пороговый блок выполнен в виде последовательно соединенных элемента ИЛИ, входы которого являются входами порогового блока, первого триггера, элемента И и второго триггера, Б-вход которого соединен с тем же входом первого триггера и выходом элемента ИЛИ, инверсный выход первого триггера соединен через элемент И с К-входом второго триггера, выход которого является выходом порогового блока, а второй вход элемента И и К-вход первого триггера объединены и являются вторым входом порогового блока.