Цифровой частотный детектор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Н 03 В 3/00 ПИСА ТЕЛЬСТВУ ВТОРСКОМ ГССР985(54) ЦИФРОВ ЧАСТОТНЫЙ ДВТВКТО ие относится к ра(57) Иэобрететехнике. Пельние нелинейныхсигнала. Пирр дио- ньщеиэобретения искажений вых вой частотный ог детекГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМГРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельствоР 1376226, кл, Н 03 1) 3/00,801529404 БРЕТЕНИЯ 2тор содержит входной ормирователь 1, Р-триггеры 2 и 13, каналы 3, 4, 5 и 6 обработки информации, эл-ты 1 Ш 1. 7 и 11, фильтры 8 и 9 нижних частот, дидхференциальный усилитель 10, эл-т 1 Ж 1-1 Б 12, логический ключ 14, формирователи 15 и 16 импульсов, тактовый генератор 17, сче чпк 18, регистр 19 и управляемьс интегратор 20. Пель достигается эа счет обеспечения воэможно;ти антоматического управл я постоянной времени интегратора ,.О в эависимостн от частоты модулируюцей А-пии.2 пл.1529404 35 Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемных устройствах для частотного детектирования в широком диапазоне частот и уровней сигнала.1 ель изобретения - уменьшение нелинейных искажений выходного сигнала.На фиг.1 приведена структурная электрическая схема цифрового частотного детектора; на иг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.1 ифровой частотный детектор содержит входной формирователь 1, Р- триггер 2, первьп"; 3, второй 4, третий 5 и четвертьп 6 каналы обработки информации, элемент 1 ПИ 7, первый 8 и второй 9 фильтры нижних частот, (ФНЧ) дифференциальный усилитель 10, дополнительный элемент ИЛИ 11, элемент 1 Л 1-НЕ 12, дополнительный Р- триггер 13, логический ключ 14, первый 15 и второй 16 формирователи 15 25 и 16 импульсов, тактовый генератор 17, счетчик 18, регистр 19 и управляемьп интегратор 20.Управляемьп интегратор 20 содержит операционньп усилитель 21, резисторы 22-25, аналоговые ключи с первого по четвертьп 26-29 и конденсато-, ры 30-33.Цифровой частотный детектор работает следуюцим образом.При поступлении частотно-модулированного сигнала на входной формирователь 1 на выходе каждого канала 3-6 образуется последовательность пачек импульсов прямоугольной формы положительной полярности. астота повторения пачек равна мопулирующей частоте, длительность пачки - половина периода модулирующей частоты, число импул ьс о в В пачке Определяется поде 45 ленным на два соотношением несущей частоты и модулирующей, длительность импульса - отношением девиации частоты к несущей, а частота следования импульсов в пачке совпадает с поделенным на две текущие значением несуцей50 частоты. Последовательность пачек импульсов на вьжоде первого 3 и второго 4 каналов возникает лишь в те моменты времени, когда текущее значение несуцей частоты уменьшается, т.е. во время изменения модулирующей функции от максимального положительного значения до минимального отрицательного (Лиг.2 а). Эти последовательности совпадают во времени, но импульсы в последовательностях сдвинуты во времени на период несущей частоты. Последовательности пачек импульсов на выходе третьего 5 и четвертго 6 каналов возникают лишь в те моменты времени, когда текущее значение несущей частоты возрастает. В остальном последовательности пачек импульсов на выходах последних двух каналов 5 и 6 совпадают с аналогичными последовательностями на выходах первых двух каналов 3 и 4. Последовательности пачек импульсов после прохождения через четырехвходовый элемент ИЛИ 7 превращаются в непрерывную последовательность импульсов, частота повторения которых равна несущей.Информация о модулирующей функции заключена в изменении скважности импульсов. После прохождения импульсов через ФНЧ 8 и 9 на выхоле дифференциального усилителя 10 образуется сигнал не модулируюцей функции, а ее производной.Управляемьп интегратор 20 совместно с другими введенными узлами работает следующим образом.При поступлении сигнала несущей частоты на вход детектора (фиг,2 б) на выходе дополнительного элемента 11 Л 11 11 образуется последовательность пачек импульсов в те моменты времени, когда модулируюцая функция изменяется от максимального значения до мини-, мального (фиг.2 в). Аналогично на выходе элемента ИЛИ-НЕ 12 образуется инверсная последовательность пачек импульсов в те моменты времени, когда модулирующая функция изменяется от минимального значения до максимального (фиг.2 г). астота следования импульсов в обоих пачках равна несуцей. Первым импульсом пачки, поступающей с выхода дополнительного элемента 1 ЛИ 11, дополнительный 0- триггер 13 устанавливается в состояние "1", в котором пребывает до поступления первого импульса пачки с выхода элемента ИЛИ-НЕ 12, После этого дополнительный Р-триггер 13 переходит в состояние "0". Таким образом, на выходе дополнительного 0-триггера 13 образуется последовательность прямоугольньж импульсов, следуюцих с частотой модуляции (скважность 2) (фиг.2 д). Лалее с04 Пифровой частотный детектор иоавт.св.1376226, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью умен ше.ния нелинсйных искажений выходногосигнала, введены дополнитеиьньп 1 лемент ИЛИ, первьп и второй входы коорого соединены с выходами иерисгсвторого каналов обработки информа;соответствечис элемент Г% -НЕ ,. р;и.и второй входы которого сседи:,ньвыходами третьего и .етвертого каналов обработки информации состав гг веннс, дополнительный Р-триггер, 1 атовый вход и вход сброса котг,ог ., единены с выходами доиолнительнгсэлемента ИЛ 1 и элемента ЮП - иЕ догветственно, тактовый генератор, ле,:- вый и второй формирователи и п 1 уль он,.управляемый интегратор и последова-.тельно соединенные логический ключ,счетчик и регистр, выходы которсгссоединены с управляющими входами уиравляемого интегратора, вход кстор. -го соединен с выходом дифференииагг"ного усилителя, а выход уиранляемогоинтегратора является выходом циг 1 ргвго частотного детектора, причем Рвход дополнительногс Р-триггер;. подключен к шине логической единицы, аего выход соединен с управляющимивходами логического ключа и первогои второго формирователей импульсов,тактовые входы которых соединены свыходом тактового генератора, а выходды первого и второго формирователейимпульсов подключены к входу записирегистра и входу сброг.а счетчика соответственно,5 15294помощью логического ключа 14 и тактового генератора 7 формируетсяпериодическая последовательностьпачек импульсов прямоугольной формы.Длительность пачки равна половине5периода модулирующей функции, а число импульсов в пачке - отношениютактовой частоты к модулирующей(фиг.2 е). С помощью счетчика 18 осуществляется счет импульсов в пачке.В это время в регистре 19 хранитсярезультат счета импульсов в предыдущей пачке. Счетчик 18 начинает счетв момент времени, например, 1, и 15прекращает счет в момент времениПо заднему фронту импульсов, поступающих с выхода дополнительного Ртриггера 13, осуществляется запускформирователей 15 и 16. По истечении 20временис, которое определяетсяпараметрами первого формирователя 15,с выхода последнего поступает импульсразрешения записи на регистр 19,используемьп 1 в качестве элемента памяти (фиг.2 ж). Информация со счетчика 18 переписывается в регистр 19.По истечении временипроисходитюА,1обнуление счетчика 18 импульсом, поступающим с выхода второго формирователя 16 (фиг.2 з). С выходов регистра19 сигналы управления поступают насоответствующие входы аналоговых ключей 26-29. При этом с выхода первогоразряда регистра 19 сигнал управленияпоступает на первый аналоговый ключ26, с второго разряда - на второйаналоговый ключ 27 и т.д . Интегрирующие конденсаторы 30-33, подключаемые к операционному усилителю 2140через соответствующие аналоговые ключи 26-29 имеют номинальную величину,определяемую весом соответствующегоразряда регистра 19, Если, например,величина конденсатора 30 первого аналогового ключа 26 равна С, то длявторого ключа 27 она составляет 2 С,для третьего ключа 28 - 4 С и т.д. поформуле С=2 (где и - номер разрядарегистра 19), Количество разрядовможет быть гроизвольным. ".ем большеиспользуется разрядов, тем точнееработает управляемый интегратор 20.Выходное напряжение управляемогоинтегратора 20 определяется выражением55 из которогс следует, что при постоянных величинах резисторов 22-5 можнос помощью интегрирующих конденсаторов 30-33 изменять постоянную врсмени интегратора. ем больше период модулирующей Ауикции, тем большее число записывается в регистр 19 при по=тканной тактовой частоте, В этом случае суммарное значение емкости интегрирующих конденсаторов больше. Таким образом, имеется возможность автсмати. чески управлять постоянной времениГиспользуемого интегратора в зависимости от частоты модулирующей функции. Формула и з о б р т е н и н