Амплитудно-импульсный демодулятор

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИКАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУс присоединением заявки Нов(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) АМПЛИТУДНО-ИМПУЛЬСНЫЙ ДЕМОДУЛЯТОР Изобретение относится к радиотех нике, к устройствам для демодуляции амплитудно-модулированных сигналов и может быть использовано в преобразователях, где необходимо преобразовать амплитудно-импульсно-модулированный сигнал в аналоговый, т,е. непрерывный во времениИзвестен амплитудно-импульсный демодулятор, содержащий пять циклических коммутаторов, три конденсатора, три ключа, интегратор, состоящий иэ двух генераторов (линейно па дающего и линейно возрастающего напряжения), формирователь, схему сравнения, схему задержки и суммирующий блок 11 .Элементы связаны так, что устройство осуществляет кусочно-линейную аппроксимацию сигнала между импульсами, что существенно повышает точность демодуляции амплитудно-импульсных сигналов при пониженной частоте модуляции.Недостаток этого демодулятора заключается в использовании большого количества циклических коммутаторов, через которые проходят импульсные сигналы, что приводит к погрешности передачи амплитуды этих импульсов и, в конечном итоге, к погрешности демодуляции, Другим недостатком этой 5конструкции является сложность устройства и, следовательно, малая его надежность. Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является им 10 пульсный фазовый детектор, содержащий операционный усилитель, ключевой аналого-запоминающий элемент,сигнальный вход которого подключенк выходу операционного усилителя, и15 блок управления, вход которого соединен, например, с входной клеммой, апервый выход - с управляющим входомключевого аналого-запоминающего элемента 21,20 В этом устройстве восстановлениесигнала в промежутках между его дискретными значениями проводится ступенчатой аппроксимацией. Точностьдемодуляции устройства зависит от25 отношения между верхней граничнойчастотой модулирующего сигнала и частотой несущей.Для обеспечения требуемой точности передачи данных с помощью ампли,30 тудно-импульсной модуляции необходимо применять модулируемый сигнал свысокой частотой следования импульсов, Но на каждое измерение параметра и передачу его значения на расстояние затрачивается определенная величина энергии, поэтому применениевысокочастотного модулируемого сигнала требует большого расхода энергии источников питания. Таким образом, недостатком этого устройства является низкая точность О демодуляции, снижающаяся с понижением частоты несущей.Цель изобретения - повышение точности демодуляции.Поставленная цель достигается тем, что в амплитудно- импульсный демодулятор,содержащий операционный усилитель, первый ключевой аналого-запоминающий элемент, сигнальный вход которого подключен к выходу операционного усилителя,и блок управления, вход которого соединен с вхсВной клеммой, а первый выход - с управляющим входом упомянутого ключевого аналогозапоминаюшего элемента, введены второй ключевой аналого-запоминающий 25 элемент, сигнальный вход которого подключен к входной клемме, управляющий вход - ко второму выходу блока управления, а выход - к инвертируюшему входу операционного усилителя, третин ключевой аналого-запоминающий элемент, сигнальный вход которого соединен с выходом второго ключевого аналого-запоминающего элемента, управляющий вход - с третьим З выходом блока управления, а выход - .с неинвертируюшим входом операционного усилителя, и интегратор, вход которого подключен к выходу первого ключевого аналого-запоминающего элемента, а выход - к выходной клемме.На фиг. 1 приведена Функциональная схема амплитудно-импульсного демодулятора; на Фиг. 2 - диаграммы поясниваюшие его работу.Амплитудно-импульсный демодуля тор содержит операционный усилитель 1 (ОУ 1), первый ключевой аналого-запоминающий (КАЗ) элемент 2, сигнальный вход которого подключен к выходуоперационного усилителя 1,блок 3 уп равления, вход которого соединен с входной клеммой, а первый выход - с управляющим входом КАЗ элемента 2, второй КАЗ элемент 4, сигнальныйвход которого подключен к входной КАЗ элемента 2, а выход - к выходной клемме. Каждый из КАЗ элементов состоит из ключа, имеющего сигнальный и управляющий входы и запоминающего конденсатора.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии, когда входной сигнал отсутствует, все ключи КАЗ элементов 2, 4 и 5 разомкнуты и на выходной клемме напряжение отсутствует.С приходом первого импульса ь (фиг. 2 а) блок 3 управления вырабатывает импульс с амплитудой ,(фиг.2 б), которым открываются ключи КАЭ элементов 4 и 2. Эапоминаюший конденсатор КАЗ элементов 4 заряжается до напряжения первого входного импульса 4 (фиг. 2 в), При коэффициенте усиления ОУ 1, равном единице, конденсатор КАЗ элемента 2 заряжается импульсом с выхода ОУ 1 до такого же напряжения О (Фиг 2 ж), как и конденсатор КАЗ элемента 4, После окончания действия импульса с выходов блока 3 напряжение на конденса.торах КАЗ элементов 2 и 4 остается неизменным до прихода следующего входного импульса. Ключ КАЗ элемента 5 отрывается задержанным на время действия первогО импульса сигналом Б (Фиг. 2 е) и на конденсаторе КАЗ элемента 5 запоминается напряжение 0 (Фиг. 2 д) первого входного импульса. В промежутке между первым и вторым импульсами на входе интегратора 6 присутствует напряжение(фиг. 2 ж), равное амплитуде первого импульса, а на выходе устройства происходит линейное изменение выходного сигнала О ы (фиг. 2 и) в соответствии с постоянной интегрирования и величиной напряжения на входе интегратора. С приходом второго импульса конденсатор элемента 4 заряжается до аМплитудного напряжения второго сигнального импульса, в то время, как на конденсаторе элемента 5 напряжение остается равным амплитуде первого импульса, При вычитании напряжений на этих конденсаторах на выходе операционного усилителя 1 в момент второго импульса появляется импульс, амплитуда которого равна разности амплитуд второго и первого сигнального импульса. При открывании ключа элемента 5 эта разность запо. р,рдц и оп цгдт пимента 2ряд конденсатора элемента 5 до амплитуды второго импульсаС приходом третьего импульса конденсатор элемента 4 снова заряжается до амплитуды этого импульса, а конденсатор элемента 5 остается заряженным до амплитуды предыдущего импульса.В результате конденсатор элемента 2 заряжается до разности амплитуд второго и третьего импульса, а интегратор 6 обеспечивает линейное изменение выходного сигнала в соответствии с напряжением на конденсаторе элемента 2.Дальнейшая работа устройства происходит аналогично.Таким образом, выходное напряжение О вы представляет собой демодулированный входной сигнал. Для обеспечения заряда конденсатора элемента 5 до напряжения на конденсаторе элемента 4 без изменения последнего емкость конденсатора элемента 5 выбирается меньше емкости конденсатора элемента 4,Предлагаемый амплитудно-импульсный демодулятор позволяет на порядок повысить точность преобразования амплитудно- импульсныхсигналов по сравнению с известным устройством.Формула изобретенияАмплитудно-импульсный демодулятор, содержащий операционный усилитель, первый ключевой аналого-запомийающий элемент, сигнальный вход которого подключен к выходу операционного усилителя, и блок управления, вход которого соединен с входной клеммой, а первый выход - с управляющим входом ключевого аналого- запоминающего элемента, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности демодуляции, в него введены второй ключевой аналого-запоминающий элемент, сигнальный вход которого подключен к входной клемме, управляющий вход - ко второму выходу блока управления, а выход - к инвертирующему входу операционного усилителя, третий ключевой аналого-запоминающий элемент, сигнальный вход которого соединен с выходом второго ключевого аналого-запоминающего элемента, управляющий вход - с третьим 20 выходом блока управления, а выход -с неинвертирующим входом операционного усилителя, и интегратор, вход которого подключен к выходу первого ключевого аналого-запоминающего эле мента, а выход - к выходной клемме,Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР ЗО Р 475732, кл. Н 03 К 7/02, 21.06,73.2, Басалаев Г,В Павлюк Э,И,Импульсный фазовый детектор. - Приборы и техника эксперимента 1976Р 4, с, 122-124, рис1.752780 Составитель Ю,Руливедактор С.Тимохина Техред И,А ош Корректор Е.вапп стал ака дписноеСР ос уш б д, 4/5ев аФее юаапв еюе Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная,764/19 ЦНИИПИ Гос по дел 113035 ЯТир арс иэ кна 995 во енного комитета С ретений и открыти ЯРа ская на