Частотный дискриминатор

СОЮЗ СОВЕТСНИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ СПУБЛИК зЮ Н 030 3 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ вто час рог ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТКОЙ(56) 1, Авторское свидетельство СССРпо заявке 93605995/24-09,кл. Н 03 Э 3/00, Н 03 3,20.09.832. Авторское свидетельство СССР1980247, кл. Н 03 Э 3/00,Н 03 Э 13/00, 10,06.81 (прототип).(54)(57).ЧАСтОтНЫЙ ДИСКРИМИНАтоР,содержащий последовательно соединенные гиромагнитный фильтр, амплитудный детектор, пороговый блоки Э -триггер, а также последовательно соединенные генератор опорныхимпульсов и блок быстрой перестройки, выход которого подсоединен к.первому входу перестройки гиромагнитного фильтра, к второму входуперестройки которого подключен блокмедленной перестройки, и последовательно соединенные выходной дифференциальный усилитель и выходнойфильтр нижних частот, о т л и -ч а ю щ и й ся тем, что, с цельюповышения быстродействия, в неговведены два идентичных дтильтрующихканала, каждый из которых состоитиэ счетного триггера, первого и вто"рого элементов И, первые входы кото-.рыхподключены соответственно к прямому и инверсному выходам счетноготриггера, а вторые входы объединены, при этом выход первого элемента И подсоединен к неинвертирующемувходу первого дидиЪеренциальногоусилителя непосредственно, а к инверЯО, 112442 А тирующему в .через первьй инвертор, .выход второго элемента И подсоединен к инвертирующему входу второго дифференциального усилителя непосредственно, а к неинвертирующему - через второй инвертор, между выходами первого и второго дифференциальных усилителей включены параллельно и согласно две цепи, каждая из кото- рых содержит два соединенных последовательно и согласно диода, к точке соединения диодов в каждой из цепей подключены соответственно первьй и второй фильтры нижних частот, парал лельно выходу первого фильтра нижних частот включен первый фиксирующий диод, катод которого соединен с общей шиной, параллельно выходу второ- го фильтра нижних частот включен второй фиксирующий диод, анод которого соединен с общей шиной, входы счетных триггеров в первом и второмфильтрующих каналах соединены соот-. ветственно с прямым и инверсным ьыходами 2 -триггера и с объединенными между собой вторыми входами первого и второго элементов И состветственно второго и первого фильтрующего канала, выходы первого и второго фильтров нижних частот со- ответственно первого и второго Фильтрующего канала через соответствующие резисторы подсоединены н инвертирующему входу выходного дидюЬеренциального усилителя, к неинвертирующему входу которого через соответствующие резисторы подключены выходырого и первого фильтров нижнихтот соответственно пеувого и втоо фильтрующих каналов30 Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для применения в различных автоматизированныхрадиотехнических устройствах.Известен частотный дисйриминатор, содержащий последовательно соединенные гиромагнитный Аильтр, амплитудный детектор и пороговый блок, а также последовательно соединенные генератор опорных импульсов и блок 10 быстрой перестройки, выход которого подсоединен к первому входу перестройки гиромагнитного фильтра, к второму входу перестройки которого подключен блок медленной перестрой ки и последовательно соеДиненные выходной диАференциальный усилитель и выходной Аильтр нижних частот, при этом в состав частотного дискриминатора входят генератор счетных импуль сов, основной и дополнительный 0 триггеры, инвертор, элемент ИЛИ, реверсивный счетчик, расширитель импульсов и три элемента И, Я .Однако такой частотный.дискрими натор обладает малым быстродействием. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности являетсячастотный дискриминатор, содержащий последовательно соединенные гиромагнитный Аильтр, амплитудный детектор, пороговый блок и ,Э -триггер, а также последовательно соеди" ненные генератор опорных импульсов З 5 и блок быстрой перестройки, выход которого подсоединен к первому входу перестройки гиромагнитного Аильт-, ра, к второму входу перестройки которого подключен блок медленной ф ;перестройки, и последовательно соединенные выходной диААеренциальный усилитель и выходной Аильтр нижних частот, при этом прямой и инверсный выходы 3 -триггера подключены к входам диААеренциального усилителя и к первым входам первого и второго элемента И, вторые входы которых объединены между собой и подключены к выходу генератора 50 счетных импульсов, а выходы обоих элементов И соединены с входами реверсивного счетчика 2 . Известный частотный дискримина тор обладает высокой точностью измерения, однако быстродействие его невелико. Пель изобретения - повышение быстродействия.Поставленная цель достигается тем, что в известный частотный дискриминатор, содержащий последовательно соединенные гиромагнитный фильтр, амплитудный детектор, пороговый блок и 3 -триггер, а также последовательно соединенйые генератор опорных импульсов и блок быстрой перестройки, выход которого подсоединен к первому входу перестройки гиромагнитного фильтра, к второму входу перестройки которого подключен блок медленной перестройки, и последовательно соединенные выходной дифАеренциальный усилитель и выходной Аильтр нижних частот, введены два идентичных Аильтрующих канала, каждый из которых состоит из счетного триггера, первого и второго элементов И, первые входы которых подключены соответственно к прямому и инверсному выходам счетного триггера, а вторые входы объединеныпри этом выход первого элемента И подсоединен к неинвертирующему входу первого дифференциального усилителя непосредственио, а к инвертирующему - через первый инвертор, выход второго элемента И подсоединен к инвертирующему входу второго дифференциального усилителя непосредственно, а к неинвертирующему - через второй инвертор, между выходами первого и второго дифАеренциальных усилителей включены параллельно и согласно две цепи, каждая из которых содержит два соединенных последовательно и согласно диода, к точке соединения диодов в каждой из цепей подключены соответственно первый и второй фильтры нижних частот, параллельно выходу первого фильтра нижних частот включен первый Аиксирующий диод, катод которого соединен с общей шиной, па-. раллельно выходу второго фильтра нижних частот включен второй Аиксирующий диод, анод которого соединен с общей шиной, входы счетных триггеров в первом и втором Аильтрующих каналах соединены соответственно с прямым и инверсным выходами 3 -триггера .и с объединенными Между собой вторыми входами первого и второго элементов И соответственно второго и первого Аильтрующего канала, выходы первого и второго Аильтров нижних частотсоответственно первого и второгоАильтрующего канала через соответствующие резисторы подсоединены к. инвер.тирующему входу выходного диААеренциального усилителя, к неинвертирующему входу которого через соответствующие резисторы подключены выходывторого и первого Аильтров нижнихчастот соответственно первого и второго Аильтрующих каналов,На чертеже представлена. структурная электрическая схема частотногодискриминатораПредлагаемый частотный дискрими-,натор содержит последовательно соединенные гиромагнитный Аильтр 1,амплитудный детектор 2, пороговыйблок 3 и 3 -триггер 4, а такжепоследовательно соединенные генератор5 опорных импульсов и блок б быстрой 20перестройки, блок 7 медленной перестройки, выходной диФАеренциальньгйусилитель 8, выходной Ьильтр 9 нижнихчастот, два идентичных Фильтрующихканала 10 и 11, каждый из которыхсостоит из счетного триггера 12 ( 13),первого и второго элементов И 14(15)и 16(17) соответственно первогодиААеренциального усилителя 18(19),первого инвертора 20(21), второго 30диААеренциального усилителя 22(23),и второго инвертора 24(25), между выходами диААеренциальных усилителей18 и 22 (19 и 23) включены параллельно и согласно две цепи, каждая изкоторых содержит два соединенныхпоследовательно и согласно диода26 и 27 (28 и 29) и 30 и 3 1(32 и 33)к точке соединения диодов в каждойиз цепей подключены соответственно 40первый и второй Аильтры 34(35) и 36(37) нижних частот, первый Аиксирующий диод 38(39) и второй Аиксирующий диод 40(41).Частотный дискриминатор работает 45следующим образом.Генератор 5 опорных импульсоввыдает сигнал в виде меандра и синхронизирует блок б быстрой перестройки. Блок б быстрой перестройки 50двуполярными импульсами тока треуголь..ной формы обеспечивает свипированиепо линейному закону гиромагнитногоАильтра 1. Свипирование происходитв обе стороны от центральной частоты 55дискриминатора, двойная амплитудасвипирования равна полосе захватадискриминатора. Интервалы вхождения входной частоты в полосу пропускания гиромагнитного Аильтра 1.вццеляются амплитудным детектором 2,Сигнал с амплитудного детектора 2 поступает на пороговьй блок 3, Образующиеся прямоугольные импульсы, передний Ьронт которых Аиксирует моменты попадания частоты в полосу пропускания, поступают на синхровход 3 -триггера 4 и устанавливают его своим передним Фронтом в то сос тояние, которое определяется сигналом на 2 -входе, т.е. опорными импульсами. Длительность импульсов на прямом выходе Р -триггера 4 пропорциональна частотному смещению входной частоты относительно верхней границы полосы захвата, на инверсном выходе 2 -триггера 4 - частотному смещению входной частоты относительно нижней границы полосы захвата. Разность длительностей этих импульсов пропорциональна сдвигу входной частотй относительно центральной частоты, т.е. выходному сигналу дискриминатораДальнейшее преобразование сигналов состоит в раздельном преобразовании выходных. импульсов РО -триггера 4 в амплитуду двумя идентичными Аильтрующими каналами 10 и 11.Работа каждого канала (например, канала 10) осуществляется следующим образом.Счетный триггер 12 Функционирует как делитель частоты выходных импульсов Р -триггера 4 и совместно с элементами И 14 и 16 поочередно переключает.импульсы с инверсного Выхода 2 -триггера 4 то на вход диФАеренциального усилителя 18, то на вход второго дифференциального усилителя 22, На вторые входы диААеренциальных усилителей 18 и 22 поступают те же им. пульсы, что и на первые, но инвертированные инверторами 20 и 24. ДиААеренциайьные усилители 18 и 22 Аормируют на своих выходах двуполярные импульсы с периодом, в два раза большим периода опорных импульсов. На выходе первого диАФеренциального усилителя 18 положительная часть периода равна длительности импульсов с.инверсного выхода 3 -триггера 4, а на выходе второго диААеренциального усилителя 22 отрицательная часть периода равна этой, длительности, Положительная часть двуполярных импульсов с выхода первого дифференциаль 5 1124423 6ного усилителя 18 заряжает в сторону положительных значений напряжения конденсатор второго фильтра 36 нижних частот через диод 30 и разряжает в сторону положительных значений напря жения конденсатор первого фильтра 34 нижних частот через диод 26. Напряжение на выходе второго фильтра 36 нижних частот в результате дейст. вия фиксирующего диода 40 не может отклониться в отрицательную область более чем на 9 ф (прямое падение напряжения на фиксирующем диоде 40). Напряжение на выходе первого фильтра 34 нижних частот по аналогичной причийе не может отклониться в положительную область более чем на 1 (прямое падение напряжения на диоде 38) .Отрицательная часть двуполярных импульсов с выхода второго дийференциального усилителя 22 разряжает в сторону отрицательных значений напряжения конденсатор второго фильтра 36 нижних частот через диод 29 и заряжает в сторону отрицательных значений конденсатор первого дильтра 34 нижних частот через диод 27. Таким образом, на выходах .порогового 34 и второго 36 Фильтров нижних час- ЗО тот формируются импульсы в Жорме трапеций с амплитудой А 1, которая пропорциональна длительности импульсов с инверсного выхода Р -триггера 4. Эти импульсы вычитаются выходным . 35 диеренциальным усилителем Я, и происходит компенсация провалов одних импульсов вершинами других. Таким образом, образуется выходной сигнал Аильтрующего канала 10, почти не содержащий пульсаций и равный А=2Другой Аильтрующий канал 11 аналогично образует сигнал, равный А= =2, Разность этих сигналов А - Аг формируется выходным дифференциальным усилителем Я и представляет собой выходной сигнал частотного% дискриминатора, пропорциональной разности длительностей импульсов с выходов 2 -триггера 4, т.е, пропорциональный частотному смещению входной частоты относительно центральной частоты дискриминатора. Пульсации выходного напряжения дидйеренциального усилителя 8, определяемые в основном разбросом параметров фильтров нижних частот, получаются малыми даже без применения высокоточных резисторов и конденсаторов, поэтому для их дальнейшего подавления достаточно применять выходной фильтр 9 нижних частот с постоянной времени по крайней мере на порядок меньшей, чем у прототипа, Дальнейшее уменьшение пульсаций можно осуществить применяя высокоточные резисторы и конденсаторы и используя в фильтре нижних частот вместо одного два резистора; зарядный и разрядный. При высоком быстродействии можно получить пульсации порядка 50 МВ в диапазоне изменения выходного сигнала дискриминатора 30 В,Технико-экономическое преимущество предлагаемого частотного дискриминатора по,сравнению с известным состоит,в повышении быстродействия при одновременном снижении уровня пульсаций выходного сигнала.1124423 Составитель В. ЦвВеселовская Техред Т.Маточка етк Корректор С. Черни1 т аз 8297/44 Тираж 861 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.Подписно Филиал ЛПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная