Дискриминатор нулевых биений

(5) 4 Н 03 Г 13/00 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ьппеасоГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССВ 506933, кл. Н 03 ) 13/00,19.07.73.(54) ДИСКРИМИНАТОР НУЛЕВЫХ БИЕНИЙ(57) Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повние разрешающей способности в условиях фазовой модуляции несущей чтоты входных радиоимпульсов.Дискриминатор содержит фазовые детекторы1 и 5, селектор 2 амплитуды,логический блок 3 определения знака разности частот, преобразователь 4 времянапряжение, коммутатор б, селектор7 полярности, пороговый блок 8,фазоИзобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в импульсных системах автоподстройки частоты,Цель изобретения - повышение разрешающей способности в условиях фазовой модуляции несущей частоты входных радиоимпульсов,На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого дискриминато 1 а нулевых биений.Дискриминатор нулевых биений сдержит первый фазовый детектор 1,селектор 2 амплитуды, логический блок3 определения знака разности частот,преобразователь 4 - время - напряжевращатель 9 на 90 , ключи 10, 13 и 14, эл-т интегрирования 11, инверти.рующий усилитель 12, формирователи 15 - 18 строб-импульсов и эл-т И 19. Данный дискриминатор нулевых биений выделяет напряжение, величина которого пропорциональна отклонению частоты гетеродина относительно средней несущей частоты, а знак определяется знаком разности этих частот. При этом для определения знака частотного рассогласования используются следующие три признака; 1) на каком фазовом детекторе появляется больший импульс (по амплитуде); 2) полярность большего импульса; 3) а вместо характера изменения (нарастание или спад) вершины меньшего импульса введена интегральная оценка (разность площадей первой и второй половины меньшего импульса), 1 ил. ние, второй фазовый детектор 5,коммутатор 6 селектор 7 полярности, пороЭоговый блок 8, фаэовращатель 9 на 90первый ключ 10, элемент 11 интегрирования, инвертирующий усилитель 12,второй 13 и третий 14 ключи, первый 15,второй 16, третий 17 и четвертый 18формирователи строб-импульсов и элемент И 19,Дискриминатор нулевых биений работает следующим образом,Входной радиоимпульс поступает одновременно на сигнальные входы фазовых детекторов 1 и 5, Сигнал гетеродина подается на второй вход первогофазового детектора 1 непосредственно, 1524158на второй вход второго фазового детеко тора 5 - через фаэовращатель 9 на 90 . На выходах Фазовых детекторов 1 и 5 появляется пара видеоимпульсов, амплитуда и полярность которых зависят от разности начальных фаэ сигнала и гете- родина и знака разностной частоты-Г . Селектор 2 амплитуды сравниьх афвает амплитуды видеоимпульсов по модулю и управляет коммутатором 6 так, что на вход селектора 7 полярности поступает больший по амплитуде иА- пульс, а на вход первого ключа 10 и на вход инвертирующего усилителя 12 - меньший импульс.Определение характера изменения вершины меньшего импульса проводится в следующей последовательности. В момент времени, когда срабатывает селектор 2 амплитуды, запускается первый Формирователь 15 строб-импульсов, который открывает первый ключ 10. Импульс с выхода первого формирователя 15 строб-импульсов своим 25 спадом запускает второй формирователь 16 строб-импульсов, который открывает второй ключ 13, Импульс с выхода второго Формирователя 16 строб- импульсов своим спадом запускает третий Формирователь 17 строб-импульсов, который своим спадом запускает четвертый формирователь 18 строб-импульсов, Импульс с выхода третьего формирователя 17 строб-импульсов по 35 дается на элемент И, а импульс с выхода четвертого формирователя 18 строб-импульсов открывает третий ключ 14, Длительность импульса,формируемого первым 15 и вторым 16 форми рователями строб-импульсов, должна быть одинакова и равна половине длительности входного радиоимпульса.Длительность импульса, Формируемого третьим 17 и четвертым 18 Формиро вателями строб-импульсов, не имеет существенного значения и выбирается из условий требуемого быстродействия дискриминатора.Инвертирующий усилитель 12 имеет50 ,коэффициент передачи, равный -1,поэтому на его выходе появляется импульс, повторяющий по форме меньший импульс с выхода коммутатора 6. На вход элемента 11 интегрирования пос 55 тупает либо меньший импульс с выхода коммутатора 6, либо импульс с выхода инвертирующего усилителя 12. Так как время, на которое открываются ключи 1 О и 13, одинаково, напряжение на выходе элемента интегрирования принимает знак, зависящий от наклона вершины меньшего импульса. 71 ействительно, если Г= Г , к интересующемунас моменту времени напряжение навыходе элемента интегрирования будетравно нулю (Фаэовая модуляция отсутствует, а вершина меньшего импульсагоризонтальна), В случае нарастаниявершины меньшего импульса напряжениена выходе элемента интегрирования ктому же моменту времени будет положительно, а в случае спада вершины -отрицательно, После окончания действия управляющих импульсов с выходовпервого 15 и второго 16 дюрмирователей строб-импульсов элемент 11 интегрирования переходит в режим "Память". Это необходимо, чтобы снятьинформацию о знаке напряжения с помощью порогового блока 8 и элементаИ 19. Третий ключ 14 обеспечиваетбыстрый разряд элемента 11 интегрирования, после чего дискриминаторготов к приходу следующего входногоР адно импул ьс а,Разрешающая способность Р1дискриминатора - это веливпчина, обратная величине минимальнойчастоте биений, при которой изменениевершины меньшего импульса за время ссоставляет не меньше зоны нечувствительности Д 11 порогового блока.Разрешающая способность известного дискриминатора нулевых биений определяется .зоной нечувствительностиД 11 порогового блока, которая зависит от точности самого порогового блока, уровня шумов и вида помех на напряжении биений, При прочих равных условиях отношение разрешающих способностей известного и предлагаемогодискриминаторов определяется какл2 ьцМинимальное значение постоянВСной времени элемента интегрирования(ВС ,) определяется аппаратурнымивозможностями. Постоянная времени неможет быть уменьшена до значения,прикотором выходное напряжение элементаинтегрирования начинает претерпеватьнелинейные искажения, Если ВС= ьц /4,разрешающая способность предлагаемого дискриминатора нулевых биений может быть получена в 8 раэ выше, чему известного дискриминатора.В условиях симметричной фаэовой модуляции радиоимпульсов работа дискриминатора не нарушается, так как интегрируемые сигналы симметричны,следовательно, результаты интегрирования равны, В условиях фаэовой модуляции с произвольным законом предлагаемый дискриминатор нулевых биений также вырабатывает напряжение, знак и величина которого зависят от разности частоты гетеродина и несущей частоты радиоимпульса,Пусть 6 Ц(1) - произвольный закон фаэовой модуляции, В соответствии с этим законом мгновенное значение несущей частоты получает приращение ДГ -- ьдИ).атм сР 2 п ЯСреднее за время изменение несущей частоты определяется как16 Грм ср - 2 ллоСреднее значение несущей частотыГ = Г +вх ср вуо Д фм срЕсли частота гетеродина Г к мойменту прихода радиоимпульса была равна Г = Г, меньший импульс на входе элемента интегрирования имеет вид Ц 1 С) = 1121 ЬГ, ,(С), При этом на выходе элемента интегрирования появится напряжение11 вПт.е, выходное напряжение элемента 11 интегрирования с точностью до постоянного сомножителя пропорционально среднему приращению несущей частоты ДГ ср, вызванному произвольным законом фазовой модуляции.Таким образом, предлагаемый дискриминатор нулевых биений выделяет напряжение, величина которого пропорциональна отклонению частоты гетеро- дина Г относительно средней за с.ц несущей частоты Г , , а знак определяется знаком разности Гс и Г, т.е. дискриминатор сохраняет свою разрешающую способность при произвольном законе фаэовой модуляции.Логический блок 3 определения знака разности частот выполняет логические операции:ц = х у ч + х у ч + х у ч + х у ч,где 1,х,у,ч- логические переменныена выходах логического блока 3, селектора 2 амплитуды, селектора 7 полярности иэлемента И 19 соответственно,Этот блок может быть реализован намикросхемах серии 133,134 и др.В известном дискриминаторе для определения знака частотного рассогласования использовались такие трипризнака: на каком фазовом детекторепоявляется больший импульс (по амплитуде); полярность большего импульса;характер изменения (нарастание илиспад) вершины меньшего импульса, Прин- " 20 ципиальным отличием предлагаемогодискриминатора является то, что вместо характера изменения вершины меньшего импульса введена интегральнаяоценка (разность площадей первой и 25 второй половин меньшего импульса).Преобразователь время - напряжение может быть выполнен на основе12-разрядного реверсивного счетчика(типа 533 ИЕ 7) и цифроаналогового 30 преобразователя,Формула изобретенияДискриминатор нулевых биений,содержащий последовательно соединенныепервый фазовый детектор, селекторамплитуды, логический блок определения знака разности частот и преобразователь время - напряжение, выходкоторого является выходом дискриминатора нулевых биений, последовательно соединенные второй фазовый детектор, коммутатор, управляющий входкоторого соединен с выходом селекто ра амплитуды, а второй вход - с выходом первого фазового детектора, и селектор полярности, выход которогосоединен с вторым входом логическогоблока определения знака разности частот, а также пороговый блок, при этомпервые входы первого и второго фаэовьж детекторов объединены и являютсясигнальным входом дискриминатора нулевых биений, гетеродинным входом которого являются второй вход первого фазового детектора и вход фазовращатеоля на 90 , выход которого подключенк второму входу второго фазового детектора, выход которого соединен с1524158 бходноцсигиад От ге родин тавитель В.Цветк Ред Л.Сердюкова едактор А.Шандор Тех Корректор Л.Пат Заказ 7053/55 Тираж 884 ВНИИПИ Государственного комитет 11303 5, Москва, Подписноео изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС35, Раушская наб., д. 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент". г.ужгород, ул. Гагарина,10 вторым входом селектора амплитуды, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения разрешающей способности в условиях фазовой модуляции несущей частоты входных радиоимпуль 5 сов, в него введены последовательно соединенные первый ключ и элемент интегрирования, выход которого соединен с входом порогового блока, после довательно соединенные инвертирующий усилитель, второй ключ, выход которого соединен с выходом первого ключа, и третий ключ, выход которого соединен с выходом элемента интегри 15 рования, последовательно соединенные первый формирователь строб-импульсов, выход которого соединен с управляющим входом первого ключа, второй формирователь строб-импульсов, выход которого соединен с управляющим входом второго ключа, третий формирователь строб-импульсов, выход которогосоединен с первым входом элемента И,выход которого соединен с третьимвходом логического блока определениязнака разности частот, и четвертыйформирователь строб-импульсов, выходкоторого соединен с управляющим входом третьего ключа, при этом входпервого формирователя строб-импульсов соединен с выходом селектораамплитуды, первый выход коммутаторасоединен с входом селектора полярности, второй выход коммутатора - свходом инвертирующего усилителя ивходом первого ключа, причем выходпорогового блока соединен с вторымвходом элемента И.