Частотный дискриминатор

Союз Советскик социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 27.Ч 1,1969 ( 1340806/26-9)с присоединением заявкиПриоритетОпубликовано 07,1 Х.1971, Бюллетень27Дата опубликования описания 26.Х,191 МПК Н 030 3/06 Комитет по делам изобретений н открытий при Совете Министров СССРУДК 621.376.332(088,8) Авторыизобретения К. А, Конев и В. Е, Степанов Заявитель ЧАСТОТНЫЙ ДИСКРИМИНАТОР Изобретение относится к радиоприемным устройствам и может быть использовано в различной электронной аппаратуре телемеханики и связи в качестве детектора частотноманипулированных сигналов, а также как пороговый элемент, чувствительный к изменению частоты электрических колебаний. Известный частотный дискриминатор, содержащий двухканальный фазовый детектор, на один из входов которого подан сигнал через фазовращатель, имеет сложную конструкцию, большие габариты и недостаточно надежен в работе.Цель изобретения - упрощение схемы частотного дискриминатора и повышение надежности его работы.Для этого в предлагаемом устройстве каждый из каналов фазового детектора содержит последовательно соединенные формирователи прямоугольных импульсов, дифференцирующие цепи и два логических элемента ИЛИ - НЕ, выходы формирователей прямоугольных импульсов соединены соответственно с одним из входов каждого логического элемента другого канала, а выходы каналов подключены к входам триггера.На фиг, 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы его работы,Вход канала 1 фазового детектора и входфазовращателя 1 соединены между собой,параллельно, и на них подается входной сигнал, Выход фазовращателя подключен к входу ка нала 11 фазового детектора.Фазовый детектор содержит два идентичных канала и триггер, к входам которого подключены выходы этих каналов. Каждый канал фазового детектора состоит из последова тельно соединенных формирователя 2 (3) прямоугольных импульсов, дифференцирующей цепи 4 (5) и двух логических элементов ИЛИ - НЕ 6 (7) и 8 (9), имеющих по два входа каждый.15 Выход формирователя прямоугольных импульсов каждого канала соединен с входами логических элементов ИЛИ - НЕ другого канала. Тем самым между каналами фазового детектора образуются перекрестные связи, 20 необходимые для его работы.Представленные на фиг. 2 и 3 временныедиаграммы изображают работу частотного дискриминатора при отклонении частоты сигнала от резонансной частоты 1.С-контура фа зовращателя в сторону увеличения (см.фиг. 2) и в сторону уменьшения (см. фиг. 3).На горизонтальных осях этих днаграммотложено время, а на вертикальных - напряжения на выходах соответствующих элемен тов фазового детектора. Цифры на диаграм 314283мах соответствуют позициям элементов нафиг. 1,Устройство работает следующим образом.Если на вход частотного, дискриминатораподан сигнал с частотой выше резонанснойчастоты параллельного 1 Сконтура фазовращателя 1, то напряжение сигнала на выходефазовращателя, а следовательно, и на входеформирователя 3 прямоугольных импульсовбудет отставать по фазе от напряжения навходе формирователя 2 прямоугольных импульсов. Каждый формирователь выдает насвоем выходе прямоугольные импульсы напряжения, совпадающие по фазе с напряжением на его входе, Поэтому прямоугольныеимпульсы на выходе формирователя 3 будутследовать с отставанием по фазе относительнопрямоугольных импульсов на выходе формирователя 2. Этому отставанию по фазе будетсоответствовать пропорциональное отставаниепо времени Ы.Прямоугольные импульсы в каждом канале,проходя через дифференцирующие цепи 4 и б,превращаются в дифференцированные (экопоненциальные) импульсы обеих полярностей.При этом отстаивание по времени импульсовна выходе дифференцирующей цепи 5 относительно импульсов на выходе дифференцируютцепи 4 сохраняется равным той же величине Л 1.Дифференцированные импульсы поступаютна один из входов логических элементовИЛИ - НЕ б и 7, На другой вход каждогологического элемента ИЛИ - НЕ б и 7 поступают прямоугольные импульсы с выходаформирователя другого канала фазового детектора.При отсутствии сигналов на входах такогоэлемента на его выходе устанавливается отрицательный потенциал (логический сигнал1). Если хотя бы на один из входов этогоэлемента, подается отрицательный потенциал,то транзистор логического элемента ИЛИ -НЕ открывается, и на его выходе устанавливается нулевой потенциал (логический сигнал О).В рассматриваемом случае (когда частотасигнала выше резонансной частоты 1.С-контура фазовращателя 1) логический элементИЛИ - НЕ б открывается отрицательнымдифференцированным импульсом канала 1и продолжает оставаться открытым за счетпрямоугольного отрицательного импульса, начинающегося позже начала дифференцированного импульса на время Л 1 и поступающегоиз канала 11. При этом на выходе логического элемента ИЛИ - НЕ б присутствует нулевой потенциал (логический сигнал 0).По окончании прямоугольного импульса логический элемент ИЛИ - НЕ б закрывается, и на его выходе снова устанавливаетсяотрицательный потенциал (логический сигнал1) до прихода следующего дифференцированного отрицательного импульса первого какала, Длительность открытого состояния логи 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ческого элемента ИЛИ - НЕ получается навремя Л 1 больше времени полупериода колебаний сигнала, а длительность закрытого состояния настолько же меньше этого полупериода.Таким образом, на выходе логического элемента ИЛИ - НЕ б получается последовательность укороченных на время Ы прямоугольных импульсов отрицательной полярности.В то же время на логический элементИЛИ - НЕ 7 канала 11 посту,пают прямоугольнь:и отрицательный импульс с выходаФормирователя 2 канала 1 и через время Л 1после его начала - дифференцированный отрицательный импульс из канала 11. Так какдифференцированный импульс заканчиваетсяраньше окончания прямоугольного импульса,то логический элемент ИЛИ - НЕ 7,остается открытым только в течение длительности прямоугольного импульса, Следовательно, на выходе логического элемента 7 получается последовательность прямоугольныхотрицательных импульсов нормальной дли.тельности, равной половине периода, но следующих в противофазе по отношению к импульсам на выходе формирователя 2.На входы логического элемента ИЛИ -НЕ 8 канала 1 поступают прямоугольныйотрицательный импульс нормальной длительности с выхода формирователя 3, канала 11 ивслед за ним без паузы - прямоугольный отрицательный импульс с выхода логическогоэлемента ИЛИ - НЕ б канала 1, укороченный на время М. Все это время логическийэлемент 8 открыт, и на его выходе присутствует сигнал О. По окончании укороченногоимпульса на выходе, логического элемента бканала 1 логический элемент 8 закрывается доприхода следующего прямоугольного импульса с выхода формирователя 3 канала 11 (т. е.на время, равное Л 1), и на выходе этого элемента появляется сигнал 1,Таким образом, на выходе логического элемента 8 получается последовательность прямоугольных отрицательных импульсов, длительность каждого чз которых равна М.На входы логического элемента ИЛИ -НЕ 9 канала 11 поступают прямоугольныеотрицательные импульсы нормальной длительности с выхода формирователя 2 канала 1и следующие в противофазе с ними такие жеимпульсы с выхода логического элемента 7канала 11. При этом логический элемент 9оказывается все время открытым, и на его выходе отрицательные импульсы отсутствуют(сигнал 0).Отрицательные импульсы с выхода логического элемента 8 воздействуют на первыйвход (верхний на фиг. 1) триггера 10 и устанавливают его так, что на выходе 11 образуется сигнал О, а на выходе 12 - сигнал 1.Когда на вход частотного дискриминатораподается сигнал с частотой, ниже резонанснойчастоты параллельного 1.С-контура фазовращателя 1, напряжение сигнала на выходе фазоврацателя 1 опережает по фазе напряжение входного сигнала. При этом процессы прохождения импульсов по каналам 1 и 11 фазового детектора меняются местами, и последовательность отрицательных импульсов появляется на выходе логического элемента 9 канала 11. В результате этого триггер 10 переходит в противоположное состояние, т. е, на выходе 11 появляется сигнал 1, а на выходе 12 - сигнал 0.При подаче на вход частотного дискриминатора частоты сигнала, совпадающей с резонансной частотой колебательного контура фазовращателя, на входы формирователей 2 и 3 подаются переменные напряжения, совпадающие один с другим по фазе. При этом на выходах логических элементов 8 и 9 будут сигналы 0, триггер 10 останется в неизменном состоянии.Таким образом, при подаче на вход частотного дискриминатора частотно-манипулированного сигнала на выходах триггера 10 будут получаться прямоугольные импульсы, соответствующие закону манипуляции частоты и, следовательно, передаваемому коду,В предлагаемом частотном дискриминаторемогут быть использованы не только колебательные 1.С-контуры, но и другие резонансные элементы (например, кварцевые резонаторы, 5 электромеханические вибраторы и г. и.). Предмет изобретения10Частотный дискриминатор, содержащийдвухканальный фазовый детектор, на один извходов которого сигнал подан через фазовращатель, выполненный, например, на резонанс 15 ном 1.С-контуре, отличающийся тем, что, сцелью увеличения чувствительности дискриминатора, прощения его схемы и повышения надежности, каждый из каналов фазового детектора состоит из последовательно соединенных20 формирователя прямоугольных импульсов,дифференцирующей цепи и двух логическихэлементов ИЛИ - НЕ, .при этом выходыформирователей прямоугольных импульсовсоединены соответственно с одним из входов25 каждого логического элемента другого канала, а выходы каналов подключены ко входамтриггера,314281 1 ггаиал ит 711 ид 1 ганам Составитель Н. Герасимова едактор Т. Иванова Техред Е, Борисова Корректор И. М. ШматоваЗаказ 3038/3 Изд.1296 Тираж 473 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская набд. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2