Цифровой частотный дискриминатор

" ея О П И А-ЯФИ- ИЗОБРЕСИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 14.09.78 (21)2 бб 4098/18-21с присоединением заявки Ио(51)М. Кл,Н 03 К 5/19 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТНЫЙ ДИСКРИМИНАТОР Изобретение относится к технике связи и может использоваться, например, в аппаратуре систем передачи дискретной информации.Известен частотный дискриминатор, содержащий двоичные счетчики, триггеры, генератор импульсов и логические элементы. Дискриминатор работает по способу подсчета импульсов сравниваемых частот за фиксированный промежуток времени с помощью двоичных счетчиков с последующим досчетом до их переполнения путем добавления к счетчикам дискриминатора постоянного числа (1) .1 Известен цифровой частотный дискриминатор, содержащий схемы И, первый и второй Формирователи сигнала, два счетчика, триггеры и элемент ИЛИ. Дискриминатор работает по способу подсчета импульсов сравниваемых частот на двух двоичных счетчиках.При заполнении счетчика, на вход которого приходит последовательность импульсов с меньшей частотой, счет оканчивается и с выходов счетчиков считывается число, соответствующее количественной величине разности частот, а с выхода триггера "знака" снимается сигнал, соответствующийзнаку разности частот 2 .Известные дискриминаторы отличаются недостаточным быстродействием.5 Наиболее близким по техническойсущности предлагаемому является устройство измерения длительности импульсов, которое содержит цифровойизмеритель длительности импульсов,10 формирователь входного сигнала, элемент памяти, индикатор, триггер, дваждущих мультивибратора, делителв.частоты, сумматор и элемент сравнениядвух чисел.15Устройство работает следующим образом.,Цифровой измеритель длительностиизмеряет период длительности импуль 2 О са, который сравнивается с записанным в элементе памяти числом, и, вслучае если результат измерения меньше записанного в элементе памяти,устройство записывает это число в25 элемент памяти вместо записанного ра;нееПосле измерения длительностибольшого числа импульсов в элементепамяти записывается число, соответствующее.минимальной длительности измеряемого импульса 3 .Недостатком данного дискриминатора является недостаточная крутизна характеристик, не позволяющая ойределить разницу периодов меньше периода тактового импульса.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем по-. 3 вышения крутизны характеристики устройства,Цля достижения этой цели в устройстве, содержащем цифровой измеритель длительности импульсов, выполненный в виде соединенных последовательно генератора опорных импульсов, электронного ключа и счетчика импульсов, подключенного ко входам элемента сравнения, формирователь входного сиг- нала, выход которого подключен к счетному входу триггера, делитель частоты импульсов, формирователь импульсов, расширитель импульсов и ггогический блок, выход формирователя импульсов 2 О соединен с входом расширителя импульсов, первый вход - с выходом Формирователя входного сигнала и первым входом делителя частоты импульсов, второй вход которого подключен к выходу генератора опорных импульсов, выход к второму входу Формирователя импульсов, а третий вход - к выходу триггера, второму входу счетчика импульсов, к первому входу включенного на выходе устройства логического блока, второй вход которого соединен с вторым входом электронного ключа и выходом расширителя импульсов, третий вход - с входом элемента сравнения, а второй выход - с третьим входом счетчика импульсов.На фиг, 1 приведена структурная электрическая схема устройства; на Фиг. 2 - диаграммы, поясняющие его работу. 40Цифровой частотный дискриминатор содержит измеритель 1 длительности импульсов, выполненный в виде соеди-. ненных последовательно генератора 2 опорных импульсов, электронного клю" ча 3 и реверсивного счетчика 4 импульсов, выходы которого подключены к входам элемента 5 сравнения, входная шина устройства подключена через формирователь б входного сигнала и формирователь 7 импульсов к входу расширителя 8 импульсов выход котоУрого соединен с вторым входом ключа 3 и первым входом логического блока 9, втордй вход которого подключен к выходу элемента 5, первый выход к второму входу счетчика 4, второй выход - к выходу устройства, а третий вход - к третьему входу счетчика 4, выходу триггера 10 и первому входу делителя 11 частоты импульсов, 40 второй вход которого соединен с выходом генератора 2, выход - с вторым входом формирователя 7, а третий вход - с выходом формирователя б и входом триггера 10. 65 Устройство работает следующим об -разом.На входную шину устройства поступает периодический частотно-манипулированный сигнал, который преобразуется Формирователем б в прямоугольные импульсы, следующие с частотой входного сигнала (Фиг . 2 а). В момент прихода отрицательного перепада сформированного импульса выход триггера 10 устанавливается в "1" (Фиг. 26), выход формирователя 7 устанавливается в "1" Фиг. 2 д) и на делитель "1 приходит сигнал, разрешающий деление опорной частоты (Фиг, 2 в). Одновременно выходной сигнал триггера 10 управляет установкой направления счета реверсивного счетчика 4; если выход триггера 10 в "единичном" состоянии, то реверсивный счетчик 4 считает в "положительном" направлении, если в "нулевом" - в "отрицательном", Делитель 11 вырабатывает импульсы отрицательной полярности (фиг. 2 г), поступающие на вход сброса формирователя 7. Эти импульсы имеют частоту п Гср (где и - целое число, а Гс средняя частота манипуляции) и сдвинуты относительно положительного фронта, запуска делителя 11 (фиг, 2 в) на время ь , Величина г выбирается из условия Г Ч,- Т (где 1-максимальный период частотно-манийулярного колебания; Гщ,д - минимальный период частотно-манипулированного колебания), а величина и выбирается с таким расчетом, чтобы, с одной стороны, делитель 11 подучился минимальных размеров, а с другой стороны, чтобы период, получившийся на выходе частоты, был больше величины(Т,С-Т )пса с учетом несинхронности входной частоты (Фиг. 2 а) и частоты генератора 2. С приходом следующего отрицательного перепада сформированного сигнала (Фиг, 2 а) формирователь 7 перебрасывается в "1", триггер 10 - в "0" и меняет направление счета в реверсивном счетчике 4, следующим затем отрицательным фронтом делителя 11 (фиг. 2 г) Формирователь 7 перебрасывается в "0" (Фиг, 2 д) . При совпадении положительного импульса входного сигнала (Фиг. 2 а) и отрицательного импульса (Фиг. 26) на выходе триггера 10 вход делителя 11 закрывается и на установочные входы триггеров делителя 11 приходит импульс (Фиг, 2 в), устанавливающий их в исходное состояние. Таким образом, на выходе формирователя 7 формируются пары импульсов (фиг. 2 д), положительные фронты которых следуют счастотой входного частотно-манипулированного колебания, а отрицательные Фронты - со средней частотой этого колебания. Сформированные таким образом импульсы (фиг. 2 д) поступают на вход расширителя 8, где их дли 790235тельность увеличивается в )(. раз (Фиг. 2 е). Выходной импульс расшири; теля 8 (фиг. 2 е) подается на управляющий вход ключа 3 для пропуска на вход реверсивного счетчика 4 серии импульсов генератора 2, частота которого много больше и кратна средней частоте входного частотно-манипулированного колебания. Во время первой серии (фиг. 2 е) импульсов на входе реверсивного счетчика 4, сформированной при "единичном" значении выхода триггера 10 (фиг. 2 б), счет идет в "положительном" направлении, во время второй серии - в "отрицательном". В случае равенства входной частоты частотно-манипулированного колебания средней частоте, оба импульса на выходе Формирователя 7 (Фиг.2 д) равны между собой и по окончании счета в "отрицательном" направлении на выходе реверсивного счетчика 4 устанавливается исходное значение. Если входная частота равна У,; , второй импульс на выходе формирователя 7 короче первого на величину(Т - Тор)/ а на выходе расширителя 8 - на величину 1(Т -Т,;)и число на выходе реверсивного счетчика 4 по окончании счета больше исходного значения . Если входная частота равна Г то второй импульс расширителя 8 больше первого на величину КТР "Т) и число на выходе реверсивного счетчика 4 меньше исходного значения . По окончании счета в "отрицательном" направлении в блоке 9 происходит формирование импульса записи (Фиг. 2 ж), который разрешает запись полученной с выхода элемента 5 сравнения информации на выход блока 9 и устанавливает на реверсивном счетчике 4 исходное значение. Элемент 5 сравнения производит постоянное сравнение числа на выходах реверсивного счетчика 4 с записанным в нем исходным состоянием реверсивного счетчика 4 и на выходе появляется "0" либо "1", в зависимости от того, больше записанного числа текущее значение или меньше.Таким образом, возможность демодулировать с достаточной точностью импульсы, разность периодов которых меньше или равна периоду тактовой частоты, позволяет при той же,что и в прототипе,частоте генератора 2 различить импульсы с меньшей разностью периодов, что повышает чувствительность демодуляторов, либо при сох.ранении крутизны характеристики перейти к более низкой аСтоте генератора 2 и применить более экономичную систему элемейтов.30Формула изобретенияЦифровой частотный дискриминатор,содержащий цифровой измеритель длительности импульсов, выполненный в5 виде соединенных последовательно генератора опорных импульсов, электронного ключа и счетчика импульсов, подключенного ко входам элемента сравнения, формирователь входного сигна 20 ла, выход которого подключен к счетному входу триггера. делитель частотыимпульсов, формирователь импульсов,расширитель импульсов и логическийблок, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью расширения функциональных возможностей . выход формирователя импульсов соединен с входом расширителя импульсов, первый вход - свыходом формирователя входного сигнала и первым входом делителя частоты импульсов, второй вход которогоподключен к выходу генератора опорных импульсов, выход - к второму входу формирователя импульсов, а третийвход - к выходу триггера, второмувходу счетчика импульсов и первомувходу включенного на выходе устройства логического блока, второй входкоторого соединен с вторым входомэлектронного ключа и выходом расшири 40 теля импульсов, третий вход. - с выходом элемента, сравнения, а второйвыход - с третьим входом счетчикаимпульсов.Источники информации,4 принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 264779, кл. Н 03 3 3/18 1970.2. Авторское свидетельство СССР,Р 484620, кл . Н 03 Э 13/00, 1974,3. Авторское свидетельство СССРР 516187, кл, Н 03 К 5/20, 1974./ 4790235 Составитель А. Мамросенко кая Техред А .Щепанская, КорректсМако кт одписное Заказ 9069 ВНта ССтий 13035,илиал ППП Патент, г. Ужгород, Ул. Проектн 2 Тираж ПИ Государственн делам изобретен осква Ж, Рау 995го комитй и открская на