Синхронный демодулятор

ЕНИЯ САН ТЕЛЬСТ ии институт Женатов во СССР(54) СИНХ (57) Изобтехнике, ние динамвходного ДУЗИ относится к Р бретения - ув диапазона ам вверх. Синхро жит инвертор блок 3 выборк елитуный ческог игнала кои соде 20,одулятаторы ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР АВТОРСКОМУ СВИ(56) Авторское свидетельУ 1381684, кл, Н 03 0 3/ хранения, ключи 4 и 6, алгербраические сумматоры 5 и 17, Фильтры 7 и 19 нижних частот, компаратор 18 и блок 8 формирования строб-импульсов, состоящий из узкополосного фильтра 9, фазовращателя 1 О, компараторов 11 и 14, формирователя 12 импульса записи, источника 13 опорного напряжения и П- триггеров 15 и 16. Цель достигается за счет ликвидации последствий безынерционного симметричного и несимметричного ограничения. Это имеет большое практическое значение, поскольку из-за воздействия дестабилизирующих факторов ограничение сигнала в выходных каскадах усилителя промежуточной частоты чаще всего оказывается несим метричным, 1 ил.Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано длядемодуляции амплитудно-модулированныхсигналов в радиоприемных и радиоизмерительных устройствах и является усовершенствованием демодулятора поавт.св. У 1381684,Цель изобретения - увеличение динамического диапазона амплитуд входного сигнала вверх.На чертеже представлена функцио нальная электрическая схема предла гаемого синхронного демодулятора.Синхронный демодулятор содержит 5инвертор 1, первый коммутатор 2, блок, импульсов, узкополосный фильтр 9,Фазовращатель 10, первый компаратор11, Формирователь 12 импульса записи,источник 13 опорного напряжения, второй компаратор 14, первый Р-триггер15, второй Р-триггер 16, второй алгебраический сумматор 17 третий компаратор 18, второй фильтр 19 нижнихчастот.и второй коммутатор 20.Предлагаемый синхронный демодулятор работает следующим образом,Сигнал на вход демодулятора поступает с .выхода усилителя промежуточнойчастоты через разделительный конденсатор. В выходном каскаде усилителяпромежуточной частоты при большихуровнях сигнала происходит его ограничение, которое чаще всего .бываетнесимметричным. После прохождения сигнала через разделительный конденсатор 40сигнал поступает на второй алгебраический сумматор 17 и на второй коммутатор 20, На тех интервалах времени,на которых происходит несимметричноеограничение, наблюдается смещение нулевого уровня сигнала относительноуровня общей шины, На другой вход второго алгебраического сумматора 17 свыхода второго фильтра 19 нижних частот поступает напряжение, компенсирующее смещение нулевого уровня. В результате на выходе второго алгебраического сумматора 1 нулевой уровеньсигнала совпадает с уровнем общей шины с точностью до погрешности форми55рования компенсирующего напряжения.Сигнал с выхода второго алгебраического сумматора 17 поступает на второйкоммутатор 20, управляемьй напряжением с инверсного выхода второго Р-триггера 16. Второй коммутатор 20 в теинтервалы времени, когда ограничениеотсутствует, пропускает на свой выходсигнал с входа синхронного демодулятора, а при наличии ограничения - выходной сигнал второго алгебраическогосумматора 17. В результате сигнал навыходе второго коммутатора 20 по видупохож на сигнал на выходе второгоалгебраического сумматора. Отличиезаключается лишь в том, что при отсутствии ограничения на выходной сигнал второго коммутатора 20 не влияетпогрешность Формирования компенсирующего напряжения, в то время как на.выходной сигнал второго алгебраического сумматора 17 она существенновлияет, При наличии ограничения погрешность Формирования компенсирующегонапряжения одинаково сказывается навыходных сигналах обоих этих узлов.Однако поскольку ограничение происходит только при больших уровнях сигнала, погрешность формирования компенсирующего напряжения практически невлияет на качество демодуляции. С выхода второго коммутатора 20 сигнал через инвертор 1 поступает на первый коммутатор 2, а на другой вход первого коммутатора 2 сигнал поступает с выхода второго коммутатора 20 непосредственно, Выходное напряжение йнвертора 1 совпадает по абсолютному значению с выходным, но противоположно ему по знаку. Поэтому на входах первого коммутатора 2 присутствуют одинаковые по амплитуде, но противоположные по фазе АМ-сигналы, Одновременно с выхода второго коммутатора 20 сигнал поступает на вход узкополосного фильтра 9, который выделяет только гармоническое колебание несущей частоты, Фазовый сдвиг, вносимый в это колебание узкополосным фильтром 9, с точностью до 2 Г компенсируется Фазовращателем 10, с выхода которого колебание частоты Г поступает на первый компаратор 11, На выходе первого компаратора 11 присутствует сигнал логической "1", если входной сигнал положителен, и уровень логического "0, если сигнал отрицателен, причем Фронты и срезы выходного напряжения первого компаратора 11 соответствуют моментам перехода входного сигнала через ноль, Однакопри несимметричном ограничении смещение нулевого уровня относительно уровня общей шины вызывает несоответствие фронтов и срезов выходного сиг 5 нала первого компаратора 11 с моментами перехода входного сигнала через нольно компенсация данного смещения позволяет устранить это несоответствие. Сигнал с выхода первого компаратора 11 подается на управляющий вход первого коммутатора 2. При наличии логической "1" на управляющем входе первого коммутатора 2 на, его выход проходит положительная полуволна АМ-сигнала. При наличии логического "0" на управляющем входе коммутатора 2 на его гыход поступает напряжение положительной полярности, полученное путем инверсии отрицатель ной полуволны сигнала в инверторе 1.В результате осуществляется двухполупериодное синхронное выпрямление АМ-сигнала. Полученное напряжение поступает на вход ключа 6 и на вход 25 блока 3 выборки и хранения, На управляющий вход блока 3 выборки и хранения подаются стробирующие импульсы, которые формирователь 12 импульса записи вырабатывает по каждому фронту З 0 и срезу выходного напряжения первого компаратора 11, Блок 3 выборки и хранения в течение длительности стробирующего импульса отслеживает сигнал на выходе первого коммутатора 2 (ре 35 жим слежения). По окончании стробирующего импульса на управляющем входе блока 3 выборки и хранения этот блок переводится в режим хранения.При этом на его выходе сохраняется мгновенное значение выходного напряжения коммутатора 2, соответствующее моменту окончания стробирующего импульса. Величина длительности стробирующего импульса выбирается такой, 45 что за это время даже при максимально возможной амплитуде сигнала его абсолютное значение еще не достигает уровня ограничения, При несимметричном ограничении под уровнем ограниче ния понимается минимальное абсолютное значение сигнала, соответствующее началу ограничения. Так как безынерционное ограничение никак не сказывается на форме сигнала на интервале сле жения, то напряжение, фиксируемое на выходе блока 3 вмомент окончания стробирующего импульса, пропорционально амплитуде АМ-сигнала. Если входной ЛМ-сигнал не подвержен ограничению, то ключ 6 замкнут,а ключ 4 разомкнут и напряжение свыхода коммутатора 2 поступает наалгебраический сумматор 5. С выходапервого алгебраического сумматора 5напряжение подается на выход синхронного демодулятора через первый фильтр7 нижних частот, который выделяет модулирующий сигнал и имеет частотусреза, равную верхней частоте этогосигнала.Если входной АМ-сигнал подвергается ограничению, то ключ 6 разомкнут,а ключ 4 замкнут и сигнал .с выходаблока 3 выборки и хранения поступаетна первый алгебраический сумматор 5.Так как зафиксированное в блоке 3напряжение пропорционально амплитудевходного АМ-сигнала, то на выходепервого фильтра 7 нижних частот и вэтом случае выделяется модулирующийсигнал, причем безынерционное ограничение исходного сигнала не влияет наформу выходного напряжения демодулятора. Для того, чтобы коэффициент передачи синхронного демодулятора не изменялся при переходе из режима работы с неограниченным сигналом в режим .работы с ограниченньпч сигналом, необходимо, чтобы среднее значение напряжения на выходе первого алгебраического сумматора 5 за интервал времени между двумя переходами сигналачерез ноль оставалось неизменным вобоих режимах. Описанный режим работы ключей 4 и 6 обеспечивается источником 13 опорного напряжения, вторымкомпаратором 14, первым О-триггером15 и вторым 0-триггером 16 так же,как и в известном синхронном демодуляторе.Компенсирующее напряжение, поступающее на второй алгебраический сум-,матор 17, формируется следующим образом,Из выходного сигнала алгебраиче.ского сумматора 17 третий компаратор118 вырабатывает положительное напряжение, если сигнал на его входе положителен, и отрицательное напряжение,если сигнал отрицателен. Используетсякомпаратор с биполярным выходом. Причем, Фронты и срезы выходного напряжения третьего компаратора 18 соответствуют моментам перехода черезноль выходного напряжения алгебраического сумматора 17. Амплитуды отриЕсли входной сигнал подвергаетсянесимметричному. Ограничен.ю, то пра 5 ф о р м у л а и з о б р е т е н и я исходит смещение нулевого уровня относительно уровня общей шины и на выходе третьего компаратора 18 ормируется напряжение, у которого , пительнасть положительной части 1 ольшеЗОдлительности отрицательной час:; периода при положительном смещении апри отрицательном напряжении смещения длительность положительной частименьше длительности отрицательнойчасти периода, Следовательно, при ЗБсмещении нулевого уровня входногосигнала длительности положительной иотрицателькой частей периода на выхо.де компаратора 18 становятся различными и второй фильтр 19 нижних час Отот выделяет напряжение, пропорциональное по величине и противоположное по знаку напряжению смещения.Это напряжение во втором алгебраичеСоставитель В.цветковТехред Л.Олейник Редактор А.Ворович Корректор Э,Лончакова Заказ 6974/53 Тираж 929 Подписное ВНБ 1 ПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СГСР 113035, Москва, Ж, Раушская каб д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проекткя,5 1450 цательной и положительной частей периода выходного сигнала компаратора 18 одинаковы,Если входной АМ-сигнал не ограниБ чивается или подвергается двустороннему симметричному ограничению, то на выходе третьего компаратора 18 оказываются равными не только амплитуды, но и длительность положительной и отрицательной частей периода: Второй фильтр 19 нижних частот усредняет выходное напряжение компаратора 18 за несколько периодов несущей частоты. Поэтому при равенстве,цлительности положительных и отрицательных импульсов на выходе компаратора 18 поступающее с выхода второго Фильтра 19 нижних частот напряжение равно чулю, Это естественно, так как в дан ном случае. смещение нулевого уровня отсутствует. 0726ском сумматоре 17 компенсирует смещение нулевого уровня входного АМ- сигнала. При выборе полосы пропускания второго Фильтра нижних частот надо учитывать прохождение напряжения несущей частоты на вход алгебраиче" ского сумматора 17, а также задержку, связанную с необходимостью усреднения выходного напряжения компаратора18Предлагаемый синхронный демодулятор позволяет увеличить динамическийдиапазон амплитуд вхацных сигналов засчет ликвидации последствий безынерционного симметричного и несимметричного ограничения, что имеет большоепрактическое значение, поскольку изза воздействия дестабилизирующих факторов ограничение сигнала в выходныхкаскадах УСилителя промежуточной частоты чаще всего оказывается несимметричным. Синхронный демодулятор по авт. св. Р 1381684, о т ; и ч ;., ю щ и й с я тсмр что, с целью увеличения дггнами ческога диапазона амплитуд входного сигнала вверх., введень 1 последовательно соединенные второй апгебраическии сумматор, третий кампаратор и второй фильтр нижних частот, выход которого соединен с вторым входом второго алгебраического сумматора, а также второй коммутатор, первый вход которого соединен с г грвым входом второго алгебраического сумматора, ьторой вход второго коммутатора подсоединен к выходу второго алгебраического сумматора, а вход управления - к инверсному выходу второго В-триггера, при этом второй вход третьего компаратора соединен с общей шиной.