Частотный детектор

(53)М. Кл. Н 0427/ рисоединением заявки ЭЙ ударствееый клмкте СССР(54) ЧАСТОТНЫЙ ДЕТЕКТОР Изобретение относится к радио,связи и может быть использовано в устройствах демодуляции частотно-манипулированных сигналов.Известно устройство для приема сигналов частотной телеграфии реализующее принцип сравнения полупериодов с эталонным временным интервалом, формируемым путем подсчета соответствующего количества импульсов тактовой частоты1 1.Недостатком этого устройства яв-ляется сложность конструкции.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее формирователь опорного сигнала, выход которого соединен с входом первого Фазовращателя и с первым входом первого преобразователя частоты, выход которого соединен с входом первого дискретного Фильтра, первый выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И и с входом первого Формирователя импульсов, выход ко-торого соединен с первым входом третьего элемента И и с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с первым входом пятого элемента И, с входом второго фор-, мирователя импульсов и с первым выходом второго дискретного фильтра, второй выход которого соединен с вторым ,о входом третьего элемента И и с первымвходом шестого элемента И и с входом третьего формирователя импульсов, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И и с первым входом седьмого элемента И, второй вход которого соединен с вторым выходом первого дискретного фильтра, с первым входом восьмого элемента И и с входом четвертого формирователя им 2 о пульсов, выход которого соединен свтрыми входами пятого и шестого элементов И, выход второго формирователя импульсов соединен с вторыми входа" ми второго и восьмого элементов И, 3 1001 Й вход второго дискретного фильтра соединен с выходом второго преобразователя частоты, первый вход которого соединен с выходом первого фазовращателя, второй вход первого преобразователя частоты соединен с вторым входом второго преобразователя частоты, а также триггер2 3.Однако это устройство обладает низкой помехоустойчивостью1 ОЦель изобретения - повышение помехоустойчивости.Для достижения указанной цели в частотный детектор введены первый и второй элементы ИЛИ, третий и чет вертый преобразователи частоты, третий и четвертый дискретные фильтры, пятый, шестой, седьмой и восьмой формирователи импульсов, девятый, десятый, одиннадцатый, двенадцатый, тринад цатый, четырнадцатый, пятнадцатый и шестнадцатый элементы И, второй и третий фазовращатели, причем вы. ход второго фазовращателя соединен с первым .-:входом третьего преобра зователя частоты, выход которого соединен с входом третьего дискретного фильтра, первый выход которого соединен с,лервыми входами девятого и десятого элементов И и с входом пято- Зо го формирователя импульсов, выход которого соединен с первым входом одиннадцатого элемента И и с первым входом двенадцатого элемента И, второй вход которого соединен с первым35 входом тринадцатого элемента И, с первым выходом четвертого дискретного фильтра и с входом шестого формирователя импульсов, выход которого соединен с вторым входом девятого элемента И и с первым входом четырнадцатого элемента И, второй вход которого соединен с первым входом пятнадцатого элемента И, с вторым выходом третьего дискретного фильтра45 и с входом седьмого формирователя импульсов, выход которого соединен с вторым входом тринадцатого элемента И и с первым входом шестнад-, цатого элемента И, второй вход ко - торого соединен с вторым входом одинЯ надцатого элемента И, с вторым выходом четвертого дискретного фильтра и с входом восьмого формирователя импульсов, выход которого соединен с вторым входом десятого элемента И и с вторым входом пятнадцатого элемента И, вход четвертого дискретного фильтра подключен к выходу четверто го преобразователя частоты, первыйвход которого соединен с выходомтретьего фазовращателя, вход которого соединен с входом второго фазовращателя и с первым входом первогопреобразователя частоты, второй входкоторого соединен с вторыми входамитретьего и четвертого преобразователей частоты, а выходы второго, третьего, пятого, седьмого, девятого, одиннадцатого, тринадцатого и пятнадцатого элементов И соединены с входамипервого элемента ИЛИ, выход которогосоединен с первым, входом триггера,второй вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами первого,четвертого, шестого , восьмого, десятого, двенадцатого, четырнадцатого ишестнадцатого элементов И. На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.Частотный детектор содержит формирователь 1 опорного сигнала, преобразователи 2-5 частоты, фазовращатели 6-8, дискретные фильтры 9-12, формирователи 13-20 импульсов, элементы И 21-36, элементы ИЛИ 37 и 38,триггер 39.Детектор работает следующим образом.Опорный сигнал с выхода формирователя 1 опорного сигнала, средняя частота которого равна средней частоте входного сигнала, поступает на входы фазовращателей 6-8 и на первый вход преобразователя 2 частоты. С выхода фазовращателя 6 опорный сигнал, сдвинутый на 90 , поступает на первый вход преобразователя 3 частоты, с выхода фазовращателя 7 опорный сигнал, сдвинутый на 45 поступает на первый вход преобразователя 4 частоты, а с вы - хода фазовращателя 8 опорный сигнал, сдвинутый на 135 О поступает на первый вход преобразователя 5 частоты, На вторые входы преобразователей 2-5 частоты поступает входной сигнал. Сигналы на выходах преобразователей 2-5 частот определяются значением входного сигнала в момент переднего фронта импульса опорного сигнала. Так как частоты входного и опорного сигналов не равны, положение фронта опорного сигнала во времени смещается относительно входного сиг6 97 5 10014 нала со скоростью, определяемой разностью частот.Сдвиг по фазе на 90 опорных сигоналов на первых входах преобразователей 2 и 3 частоты определяемый фазовращателем 6, вызывает фазовый сдвиг раэностной частоты на их выходах также на 90 О фазы сигналов на выходах преобразователей 4 и 5 частоты отстают на 450 по отношению. 1 о к соответствующим выходам преобразователей 2 и 3 частоты, вследствие сдвига опорного сигнала на входах преобразователей 4 и 5 частоты фазовращателями 7 и 8 соответствен 15 но на 45 ои 135 Полоса пропускания дискретных фильтров 9-12 определяется шириной спектра входного сигнала и с использованием дискретной техники при необходимости выполняет О ся сколь угодно малой.Фазы сигналов на выходах дискрето ного фильтра 9 равны 0 и 180 , диск- ретного. фильтра 10-90 и 270 , дискретного фильтра 11-45 и 225 , а дискретного фильтра 12-135 и 315 О Каждый из выходов дискретных Фильтров 9-12 непосредственно и через соответствующие формирователи 13-20 импульсов подаются на входы элементов И 21-36. зо Формирователи 13-20 импульсов производят выделение передних фронтов сигнала, причем за период разностной частоты на выходе каждого формирователя импульсов появляется один импульс. Решение о знаке разностной частоты .определяется на основе анализа направления вращения вектора раэностной частоты, которым, в свою оче-редь, однозначно определяется полярность сигналов на выходах дискретных Фильтров 9-12 в моменты появления импульсов на выходах формирователей 13-20.При положительном знаке разностной частоты сигналы с выходов дискретных фильтров 10 и 12 отстают по фазе от сигналов на одноименных выходах дискретных фильтров 9 и 11 на 90 О При этом, если принять, что при голожительном знаке частоты вращение вектора происходит по часовой стрелке, появлснию импульсов на выходах формирователей 13 и 17 импульсов соответствует наличие логичес 55 кой единицы на первых выходах, а появлению импульсов на выходах формирователей 14 и 18 импульсов - наличие логической единицы на вторых выходах дискретных Фильтров 10 и 12. Аналогично появление импульсов на выходах Формирователей 15 и 19 импульсов происходит при присутствии логической единицы на вторых выходах, а появление импульсов на выходах формирователей 16 и 20 импульсов при присутствии логической единицы на первых выходах дискретных фильтровНа выходах элементов И 21-32 импульсы появляются в моменты времени, соответствующие четырем перечисленным ситуациям, и через элемент ИЛИ 37 проходят на первый вход триггера 39.При отрицательном знаке разностной частоты сигнала с выходов . дискретных фильтров 10 и 12 опережают по фазе сигналы с одноименных выходов дискретных фильтров 9 и 11 на 90 Вэтом случае импульсы на выходах Формирователей 13 и 17 импульсов появляются при наличии логической единицы на вторых выходах, а импульоы на выходах формирователей 14 и 18 импульсов - при наличии логической еди" ницы на первых выходах дискретных фильтров 10 и 12. Аналогично в момент появления импульсов на выходах формирователей 15 и 19 импульсов присутствует логическая единица на первых выходах, а в момент появления импуль" сов на выходах формирователей 16 и 20 импульсов - логическая единица нб вторых выходах дискретных фильтров 9 и 11. Эти четыре ситуации вызывают появление импульса на выходе соответствующего элемента И 25-28 и 33- 36, который через элемент ИЛИ 38 проходит на второй вход триггера 39 и меняет полярность сигнала на его выходе.Использование предлагаемого детектора приводит к снижению вдвое величины вносимых частотным детектором краевых телеграфных искажений и повышению помехоустойчивости.Применение устройства в качестве дискриминатора в системах автоматической подстройки частоты повышает точность и быстродействие. Формула изобретения Частотный детектор, содержащий формирователь опорного сигнала, вы. ход которого соединен с входом первого фазовращателя и с первым входом первого преобразователя частоты,97 шестого, восьмого, десятого, двенадцатого, четырнадцатого и шестнадцатого элементов И. 7 10014 выход которого соединен с входом пер вого дискретного фильтра, первый выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И и с входом первого формирова- ь. теля импульсов, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И и с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с первым, входом пятого 6 элемента И, с входом второго формирователя импульсов и с первым выходом второго дискретного фильтра, второй выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И, с первым 5 входом шестого элемента И и с входом третьего формирователя импульсов, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И и с первым входом седьмого элемента И, второй вход ко - 2 о торого соединен с вторым выходом первого дискретного фильтра, с первым входом восьмого элемента И и с входом четвертого формирователя импульсов,вы" ход которого соединен с вторыми вхо" 25 дами пятого и шестого элементов И, выход второ(о формирователя импуль-. сов соЕдинен с вторыми входами второго и восьмого элементов И, вход второго дискретного фильтра соединен ЗО с выходом второго преобразователя частоты, первый вход которого соединен с выходом первого фазовращателя , второй вход первого преобразователя частоты соединен с вторым входом второго преобразователя частоты, а также триггер, о т л и ч а ю щ,и й с я тем, что, с целью повышения помехо-. устойчивости, введены первый и второй элементы ИЛИ, .третий и четвертый преобразователи частоты, третий и четвертый дискретные фильтры, пятый,шестой , седьмой и восьмой Формирователи импульсов, девятый, десятый, одиннадцатый, двенадцатый, тринадцатый, четырнадцатый, пятнадцатый и шестнадцатый элементы И, второй и третий Фазовращатели, причем выход второго Фазовращателя соединен с первым входом третьего преобразователя частоты, выхо, которого соединен с входом третьего дискретного фильтра, первый выход которого соединен с первыми входами девятого и десятого элементов И и с входом пятого формирователя импульсов, выход которого соединен с первым входом одиннадцатого элементаИ и с первым входом двенадцатого элемента И, второй вход которого соединенс первыМ входом тринадцатого элемента И, с первым выходом четвертого дискретного фильтра и с входом шестогоформирователя импульсов, выход которого соединен с вторым входом девятого элемента И, с первым входом четырнадцатого элемента И, второй вход которого соединен с первым входом пят-.надцатого элемента И, с вторым выходом третьего дискретного фильтра и с входом седьмого формирователя импульсов, выход которого соединен с вторым входом тринадцатого элемента И и спервым входом шестнадцатого элементаИ, второй вход которого соединен свторым входом одиннадцатого элемента И, с вторым выходом четвертого дискретного фильтра и с входом восьмого формирователя импульсов, выход которого соединен с вторым входом десятого элемента И и,с вторым входом пятнадцатого элемента И, вход четвертого дискретного фильтра псдключен к выходу четвертого преобразвоателя частоты, первый вход которого соединен с выходом третьего Фазовращателя, вход которого соединен с входом второго Фазовращателя и с первым входом первого преобразователя частоты, второй вход которого соединен с вторыми входами третьего и четвертого преобразователей частоты, а выходы второго, третьего, пятого, седьмого, девятого, одиннадцатого, тринадцатого и пятнадцатого элементов И соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами первого, четвертого Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Машбиц Л, М, Цифровая обработка сигналов в радиотелеграфной связи, М., ",Связь", 1974. с. 50.2, Авторское свидетельство СССР Ч 399998, кл, Н 03 О 3/02, 1971 (прототип)..Кин д. 4/5 илиал ППП "Пате Ужгород, ул. Проектн Заказ 1453/76ВНИИПИ ГосУд по делам 113035, МоскТираж 675 ственного зобретениЖ, Р Подпиоктета СССРи открытийшская наб,