Следящий демодулятор с кольцом импульсно-фазовой автоподстройки частоты

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 1985928(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 203431 (Л) 3276748/18-09с присоединением заявки Нов(23 ПриоритетОпубликовано 301232. Бюллетень Мо 48Дата опубликования описания 30.1232 И 1)М Кп 3Н 03 0 3/00 Н 04 В 1/18 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий( 54 ) СЛЕДЯЩИЙ ДЕМОДУЛЯТОР С КОЛЬЦОМИМПУЛЬСНО-ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКИЧАСТОТЫ Изобретение относится к радиотех нике и может найти применение в радиоприемных устройствах. систем связи, телеметрии, радиолокации, использующих угловую модулчцию.Известно устройство, в котором кольцо фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) имеет ключ между формиро- вателем импульсов подстраиваемого генератора и фазовым компаратором, причем ключ управления сигналами вспомогательного компаратора, состоящего из двух схем И, соединенных с импульсным ведомым генератором и с формирователями переключающих и восстанавливающих импульсов,сформиванных из входного сигнала, Это устройство позволяет расширить диапазон синхронизма при малой скорости изменения входных колебаний по частоте(11Однако устройство обладает низкой помехоустойчивостью при пороговых соотношениях сигнал - шум, когда входные сигналы имеют быстрые изменения как по Фазе, так и по амплитуде,Известен следующий демодулятор с кольцом импульсно-фазовой автоподстройки частоты, содержащий последовательно соединенные источник вход.ного сигнала, первый импульсно-фаэо вый детектор (ИФД), первый элемент памяти, первый согласующий элемент и выходной фильтр, последовательно соединенные второй ИФД, вход которо го соединен с выходом источника, вход его сигнала, второй элемент па мяти и второй согласующий элемент, последовательно соединенные фильтр нижних частот, вход которого подключен к выходу первого согласующего элемента, управляемый генератор и триггер, прямой и инверсные выходы которого соединены соответственно через первый и второй формирователь коротких импульсов ФКИ) с управляющими входами первого и второго ИФД.За счет того, что выход ИФД высокоомный, а выход согласующего эле.мента низкоомный, накопительный конденсатор, установленный на выходе ИФД, быстро разряжается, Рри этом осуществляется безынерционное огрань.чение дозированного приращения напряжения на выходе каждого ИФД за половину периода частоты управляемого генератора, что повышает помехоустойчивость Г 23Однако величина допустимого изменения напряжения на выходе ИФД при М больших соотношениях между частотойуправляемого генератора и верхней 4 и 5 памяти, первый и второй ИФд модулирующей частотой составляет 6 и 7, первый и второй формирователи малую величину (единицы милливольт) . 8 и 9 коротких импульсов, триггер 10, Поэтому реализация технической идеи, фильтр 11 нижних частот, угфавляемый состоящей в повышении крутизны экви- генератор 12, дифференциальный усивалентной частотной характеристики 5 литель 13, элемент ИЛИ 14, первый, кольца ФАПЧ за счет ограничения до- второй комлараторы 15 и 16., элементы пустимого изменения напряжения на И 17 и 18, электронные ключи 19 и 20. выходе ИФД за половину периода управ- Следящий демодулятор с кольцом ляемого генератора при малой величине импульсно-Фазовой автоподстройки чаэтого изменения (единицы милливольт) 10 стоты работает следующим образом. с помощью известного устройства не- Принимаемая смесь сигнала с угловозможна. вой модуляцией и шума фильтруется,Цель изобретения - повышение поме- усиливается и преобразуется в диапахоустойчивости. зон промежуточной частоты ( эпюры 2 а ),Поставленная цель достигается 15 поступает на вход демодулятора, где тем, что в следящий демодулятор. с она стробируется в ИФД 6 и 7 парафазкольцом импульсно-фазовой автоподст- ными сигналами, сформированными тригройки частоты, содержащий последова- гером 10 из напряжения управляемого тельно соединенные источник входного генератора 12. сигнала, первый импульсно-фазовый 20 Выходные парафазные напряжения детектор (ИФД ), первый элемент памя- триггера 10 показаны (,эпюры 26 и 2 в ). ти, первый согласующий элемент и вы- Формирователи коротких импульсов 8 и 9 ходной фильтр, последовательно соеди- дифференцируют передние фронты параненные второй ИФД, вход которого со- фазных сигналов триггера 10 и Формиединен с выходом источника входного руют парафазные управляющие (стробисигнала, второй элемент памяти и вто- рующие) импульсы для Ифд б и 7 (эпюрой согласующий элемент, последова- Ры 2 г и 2 д). Две импульсные последотельно соединенные Фильтр нижних ча- вательности формирователей 8 и 9 сместот, вход которого подключен к выхо- щены на - , причем частота этих имтду первого согласующего элемента, уп-пульсов - " должна быть кратна промеравляемый генератор и триггер, прямой жуточной частоте Г, а коэффициент30 ти инверсные выходы которого соединены кратности должен быть четным, чтобы соответственно через первый и второйбыла кратна частоте - и сигналыЯ Формирователи коротких импульсов на выходе ИФД 6 и 7 при отсутствии ИИ) с управляющими входами перво- шума отличались на незначительную го и второго ИФД, введен дифференци- З 5 величину, определяемую допустимым альный усилитель, прямой и инверсный изменением фазы за время в , вызвант. входы которого соединены соответствен- ным полезной модуляцией, но с выходами первого и второго согла- Выходные напряжения ИФД б и 7 сующих элементов, между прямым и ин- после стробирования входного сигнала версными выходами триггера и другими 40 в интервалах между импульсами запомивходами перВого и второго элементов наются в элементах 4 и 5 памяти, явпамяти введены соответственно после- ляющихся, например, запоминающими довательно соединенные первый элемент конденсаторами с малым временем на- И и первый ключ, второй элемент И и копления и большой постоянной времени второй ключ, между прямым выходом 45 разряда в паузах между импульсаьи, дифференциального усилителя и други- для обеспечения чего входное сопроми входами первого и второго элемен- тивление последущдих согласующих тов И введены последовательно со- - элементов 2 и 3 должно быть большим. единенные первый компаратор и эле Сигналы с выходов элементов 4 и 5 мент ИЛИ, а между инверсным выхо памяти (эпюры 2 е и 2 ж ) через согладом дифференциального усилителя и " ., сующие элементы 2 и 3 поступают надругим входом элемента ИЛИ введенвходы дифференциального усилителя 13,второй компаратор, при этом выходы где сигналы ИФД б и 7 вычитаются. первого и второго согласующих эле- На эпюрах 2 е и 2 ж пунктиром покаментов соединены соответственно с зано напряжение на выходах элементовсигнальными входами первого и второго памяти при отсутствии элемента ИЛИключей. 14 компараторов 15 и 16, элементовНа фиг. 1 представлена структур- И 17 и 18, ключей 19 и 20, а сплошныная электрическая схема предлагаемо- ми линиями - при их.наличии. Выходноего демодулятора; на фиг. 2 - времен- напряжение усилителя 13 (эпюра 2 з)ные диаграммы. имеет остаток от модулирующего сигСледящий демодулятор с кольцом нала, величина которого не можетимпульсно-Фазовой автоподстройки ча- превысить допустимого изменения настоты содержит выходной фильтр 1, , пряжения на выходах элементов 4 и 5первый и второй согласующие элемен- памяти за время , а также измене-ты 2 и 3, первый и второй элементы 65 ния сигнала, вызываемое шумом. Вкомпараторах 15 и 16 выходные напряжения усилителя 13 сравниваются с порогом О, незначительно превышающим допустимое малое изменение напряжения на выходах элементов 4 и 5 памяти за половину периода стробирующих 5 импульсов из-за модуляции. При этом шумовые выбросы, имеющие высокую крутизну изменения напряжения ( фазовый шум ), вызывают формирование импульсов на выходе того или иного 10 компаратора 15 и 16,Длительность импульсов соответствует превышению входным шумом порогов + О.и -Оп . Они суммируются в элементе ИЛИ 14 и поступают на эле менты И 17 и 18, вторые входы которых соединены с выходами триггера 10 1 эпюры 2 б и 2 в ), Выходные напряжения элементов И 17 и 18 управляют рабо- . той электронных ключей 19 и 20, имею 2 О щих высокое сопротивлечие в закрытом и низкое сопротивление в открытом состояниях. В открытом состоянии эти ключи осуществляют соединение выхода элемента памяти и входа одного согласующего элемента с выходом другого согласующего элемента и привязку в открытом состоянии ключей напряжения на выходе одного элемента памяти к напряжению на выходе согласующего элемента, подключенного к второму элементу памяти. Поэтому в течение каждого последующего интервала длительностью - осуществляется привязкатнапряжения За выходе одного согласующего элемента с точностью +Он к35 напряжению на выходе другого согласующего элемента.Эпюра напряжения на выходе элемента ИЛИ 14 показана на фиг. 2 и. Выходное напряжение демодулятора по казано на эпюре 2 к.Таким образом, за счет безынерционного ограничения малой величины допустимого приращения напряжения на выходе ИФД за полпериода частоты 451 управляемого генератора в петле имнульсно-фазовой автоподстройки частоты обеспечиваетсч увеличение крутизны среза эквивалентной частотной характеристики и повышение помехоус О тойчивости приема аналоговых сигналов с угловой модуляцией. Формула изобретенияСледящий демодулятор с кольцомимпульсно-Фазовой автоподстройкичастоты, содержащий последовательносоединенные источник входного сигнала, первый импульсно-Фазовый детек-.тор, первый элемент памяти, первыйсогласующий элемент и выходной Фильтр,последовательно соединенные второйимпульсно-фазовый детектор, вход которого соединен с выходом источникавходного сигнала, второй элемент памяти и второй согласующий элемент,последовательно соединенные Фильтрнижних частот, вход которого подключен к выходу первого согласующегоэлемента, управляемый генератор итриггер, прямой и инверсные выходыкоторого соединены соответственночерез первый и второй формирователькоротких импульсов с управляющими.входами первого и второго импульснофазовых детекторов, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введен дифференциальный усилитель, прямой и инверсные входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго согласующих элементов,между прямым и инверсным выходамитриггера и другими входами первого и,второго элементов памяти введены соответственно последовательно соединенные первый элемент И и первыйключ, второй элемент И и второй ключ,между прямым выходом дифференциального усилителя и другими входамипервого и второго элементов И введеныпоследовательно соединенные первыйкомпаратор и элемент ИЛИ, а междуинверсным выходом дифференциальногоусилителя и другим входом элементаИЛИ введен второй компаратор, приэтом выходы первого и второго согласующих элементов соединены соответственно с сигнальными входами первого и второго ключей.Источники информации,принятые во внимание пои экспертийе.1. Патент Англии В 951230,кл, НЗА, 1964.2. Авторское свидетельство СССРР 684705, кл. Н 04 В 1/18, 1979.