Цифровой частотный дискриминатор

СОЮЗ СОВЕТСКИХРЕСПУБЛИК Язр Н 03 К 5 19ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯВУИЕЛ ВУ 1 1,4; 0 "." ф" 1 .Щр аЯЯ. дКЬЛИЗЫА(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 516187, кл. Н 03 К 5/19, 21.03 74.2. Авторское свидетельство СССР Р 790235, кл. Н 03 К 5/19, 14;09.78 (прототнй ).(54(57 ) ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТНЫЙ ДИСКРИМИНАТОР, содержащий цифровой измеритель длительности импульсов, выполненный в виде соединенных последо-. вательно генератора опорных импульсов, ключа и реверсивного счетчика ю- пульсов, выходы которого подключены к входам элемента сравнения, формирователь ююпульсов, Формирователь входного сигнала, выход которого подключен к первому входу, делителя частоты, второй вход которого соеди-нен с выходом генератора опорных импульсов, расширитель импульсов,вход которого соединен с выходомФормирователя импульсов; а выходс вторым входом ключа и первымвходом логического блока, второйвход которого соединен с выходомэлемента сравнения, первый выход -с вторын входом реверсивного счетчика импульсов, второй выход - свыходной шиной, а третий вход - стретьим входом реверсивногр счетчика импульсов, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью повьааенияпомехоустойчивости, в него введеныдешифратор и выделитель фронтовимпульсов, вход которого. соединенс выходом формирователя входногосигнала, первый выход - с первьмвходом формирователя импульсов,а второй выход - с третьим входомделителя чбстоты, первый выходкоторого соединен с вторым входоыформирователя импульсов, а дешифратор включен .между вторым выходоми четвертым входом делителя часто 1 ыИзобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в с .темах передачи дискретнойинформации.Известно устройство для измерения длительности импульсов, содержащее Формирователь входного сигнала и соединенные последовательноцифровой измеритель длительностиимпульсов, элемент памяти и индикатор, а также триггер, два ждущих 10мультивибратора, делитель частоты,сумматор,и элемент сравнения двухчисел, причем вход триггера соединен с основным входом цифровогоизмерителя длительности импульсови с входом первого мультивибраторавыход которого соединен с входомвторого мультивибратора, входомделителя частоты и управляющимвходом элемента сравнения, выходвторого мультивибратора соединенс входом сброса цифрового измерителядлительности импульсов, выход делителя частоты соединен с первым входомсумматоРа, выход элемента сРавнения -с вторым входом сумматора, выходсумматора . - с входом записи элементапамяти и входом сброса делителя частоты, причем к суммирующим входамэлемента сравнения подключены выходы цифрового измерителя длительности импульсов, а к вычитающим входамэлемента сравнения подключены выходыэлемента памяти 1 ,Недостатком данного устройства является недостаточная чувствительность 35не позволяющая определить разностьпериодов меньше периода тактовогоимпульса.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результату 40к предлагаемому является цифровойчастотный дискриминатор, содержащий цифровой измеритель длительностиимпульсов, выполненный,в виде соединенных последовательно генератора 45опорных импульсов, ключа и реверсивного счетчика импульсов, выходы ко"торого подключены к входам элементасравнения, формирователь импульсов,формирователь входного сигнала, выходкоторого подключен к первому входуделителя частоты, второй вход которого соединен с выходом генератораопорных импульсов, расширитель импульсов, вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а выход - с вторым входом ключа и первымвходом логического блока, второй. вход которого соединен с выходомэлемента сравнения, первый выходс вторым входом реверсивного счетчика60импульсов, второй выход - с выходной шиной, а третий вход - с тре: тьим входом реверсивного счетчика импульсов и делителя частоты и выходомтриггера, вход которого соединен 5 с выходом формирователя входного сигнала и входом Формирователя импульсов Г 2 .Недостатком этого устройст,"а является низкая точность демодуляции передаваемых импульсов, что снижает помехоустойчивость передачи информации.Цель изобретения - повышение помехоустойчивости, достигаемое путем повышения точности демодуляции передаваемых импульсов.Для достижения этой цели в устройство, содержащее цифровой измеритель длительности импульсов, выполненный в виде соединенных последовательно генератора опорных импульсов, ключа и реверсивного счетчика импульсов, выходы которого подключены к входам элемента сравнения, формирователь импульсов, формирователь входного сигнала, выход которого подключен к первому входу делителя частоты, второй вход которого соединен с выходом генератора опорных импульсов, расширитель импульсов, вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а выход - с вторым входом ключа и первым входом логического блока, второй вход которого соединен с выходом элемента сравнения, первый выход - с вторым входом реверсивного счетчика импульсов, второй выход - с выходной шиной, а третий вход - с третьим входом реверсивного счетчика импульсов, введены дешифратор и выделитель фронтов импульсов, вход которого соединен с выходом формирователя входного сигнала, первый выход - с первым входом формирователя. импульсов, а второй выход - с третьим входом делителя частоты, первый выход которого соединен с вторым входом формирователя импульсов, а дешифратор включен между вторым выходом и четвертым входом делителя частоты.На фиг,1 приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства, на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.Цифровой частотный дискриминатор содержит цифровой измеритель 1 длительности импульсов, выполненный в виде соединенных последовательно генератора 2 опорных импульсов, ключа 3 и реверсивного счетчика 4 импульсбв, выходы которого подключены к входам элемента 5 сравнения, формирователь б входного сигнала, который через выделитель 7 фронтов импульсов, формирователь 8 импульсов подключен к входу расширителя 9 импульсов, выход которого соединен с вторым входом ключа 3 и первым входом логического блока 10, вто рой вход которого подключен к выходу элемента 5 сравнения, первый выход3 .1037422 4;логического блока 10 соединен с вто (фиг.2 и ) вход делителя 11 закрырым входом реверсивного счетчика 4, вается и делитель 11 находитсявторой - с выходной шиной, а третий в таком состоянии до прихода сигна- вход логического блока 10 - с выхо- ла установки н исходное состояниедом формирователя б, с первым входом (фиг.2 е ).делителя 11 частоты и третьим вхо На другом выходе выделителя 7дом Реверсивного счетчика 4, второй . Формируются короткие отрицательныевход делителя 11 соединен с выходом импульсы (фиг.2 е ) только в моментыгенератора 2, третий вход - с вторым прихода положительного перепадавыходом выделителя 7, первый выход напряжения с Формирбвателя б. Этиделителя 11 соединен с вторым входом я импульсы служат для установки вформирователя 8, а второй выход - исходное состояние делителя 11, Одчерез дешифратор 12 соединен с четвер- новременно в момент прихода полотым входом делителя 11. жительного перепада напряжения сформирователя 6 (фиг.2 в) разрешаетУстройство работает следующим об ся деление опорной частоты делитеразом.лем 11 (фиг. 2 ж ).Пусть на передающей стороне систе- Выходной сигнал формирователямы связи импульсч от источника инфор управляет направлением сци (Ф . а ) Управляют работой час- версивного счетчика 4, Если выходчета ре- .тотного модУлятора. На приемной сто" формирователя 6 находится в сост яроне системы связи на входную шину 2 нии "1", то реверсивный счетчик 420оустройства поступает частотно-манипу" работает в режиме сложения, еслилированное колебание (фиг.2 б), ното- в состоянии "О" - в режиме вычита.Рое преобразуется формирователем ния. Делитель 11 вырабатывает импуль 6 в прямоугольные импульсы, следую- сы отрицательной полярности (Фиг.2 з),щие с частотой входного сигнала2 поступающие на вход сброса Формиро( фиг.2 в ). В момент прихода положитель- вателя 8.ного перепада напряжения входного Таким образом, на выходе формиросигнала выделитель 7 формирует на вателя 8 каждые полпериода входногопервом выходе короткие отрицательные колебания появляется импульс полоуимпульсы (фиг,2 г), которые управ жительный фронт которого совпадаетляют работой Формирователя 8 (фиг.2 д), с перепадом напряжения входного; устанавливая его в состояние м 1". частотно-манипулированного колебаЭти импульсы имеют частоту и Е , ния, а отрицательный фронт - с пергде и - целое число, а Е ту- средняя вым импульсом на выходе делителя 11,частота манипуляции; и сдвинуты 35 частота на выходе которого пропорциоотносительно положительного фронта нальна средней частоте манипуляциизапуска делителя 11 (фиг.2 ж ) на вре- Сформированные таким образом иммя Ч; . Величина "ь выбирается из пульсы (фиг.2 д ) поступают на входрасширителя 9, где их длительностьусловияф ф где Т -макси,"щк 40 увеличивается в ьч раз (фиг.2 к ),мальный период частотно-манипулиро- Выходной импульс расширителя 9 пованного колебания;Т- минимальный дается на управляющий вход ключа 3период частотно-манипулированного для пропуска на вход реверсивногоколебания, а величина п выбирается ,счетчика 4 серии импульсов генерас таким расчетом, чтобы, с одной 45 тора 2, частота которого много больстороны, делитель 11 получился "ше и кратна средней частоте входминимальных, размеров, и, с другой ного частотно манипулированногостороны, чтобы период, получившийся колебания.на выходе частоты, был больше вели-.Серию импульсов, сформированнуючины иене еннт. с учетом ЧО в состоянии фткр формирователя б несинхронности входной частоты и час- (фиг.2 в 2, реверсивный счетчик 4 считоты генератора 2.тает в прямом направлении, а сериюВ момент прихода отрицательного импульсов, сформированную в состоя ПЕРепада входного напряжения фиг,2 в) нии "О" - в Обратном направлении. меняется направление счета в ревер- Б В слУчае равенства входной частои сивном счетчике 4, на выходе в ели частотно-манипулированного колебателя 7 появляется отрицательный ив- ния средней частоте оба импульса пУльс, по которому формирователь 8 :на выходе ФоРмиРователя 8 (Фиг,2 д) снова устанавливается в состояние . Равны по длительности и по оконча", а первым импульсом с делителяЩ нии счета в обратном направлении 11 (Фиг.2 д )возвращается в состоя- на выходе Реверсивного счетчика 4 ние "Отт.устанавливается исходное значение.ПРи совпадении отРицательного Если входнаЯ частота Равна У,ч ,вто-. импульса с выхода Формирователя 6 рой импУльс на выходе формироватет- ( ФНГ.2 В ) И ИМПУЛЬСа С дЕШИфратОра д ЛЯ 8 КОРОЧЕ ПЕРВОГО На ВЕЛИЧИНу чФв10374 а на выходе расширителя 9- 1,на вели".ину о, мис 1 и число2 2(на выходе реверсивного счетчика 4 по окончании счета больше йсходного значения. Если входная частота равнаУмото второй импульс расширителя 9 больше первого на величинувТсй.г - -- )и число на выходе реверсив"минного счетчика 4 меньше исходного значения.По окончании счета в обратном направлении в блоке 10 происходит Формирование импульса записи (фиг.2 л который разрешает запись полученной с выхода элемента 5 сравнения информации (фиг.2 м ) на выход логического блока 10 и устанавливает на реверсивном счетчике 4 исходное значение. Элемент 5 сравнения производит поп тоянное сравнение полученного числа с исходным значением на выходах реверсивного счетчика 4, и на выходе появляется либо "0" либо "1", в зависимости от того больше или мень 22ше э аписан ного ч исла текущее э начение.ъСледовательно, импульс записи в логическом блоке 10 (Фиг.2 л)и результат сравнения чисел на выходе элемента 5 появляются в конце каждо го периода входного частотно"манипулированного колебания (Фиг.2 б, а не в конце двух периодов, как в известном устройстве. Поэтому аппаратурные искажения длительности демодулированных импульсов в предлагаемом устройокс вин стве не лревнваюх велечннн: "Щ ) в то время как в известном эта величина составляет Т ,-Тм).Использование предлагаемого устройства уменьшает аппаратурную погрешность при цифровой обработке сигналов в системах передачи дискретной инФормации и повышает точность демодуляции, что повышает их помехоустойчивость. При равных несущих частотах и требованиях к искажениям импульсов использование устройства позволяет увеличить скорость передачи инфор- . мации,