Демодулятор частотно-манипулированных сигналов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) (И) 4(51) Н 04 1. 27/22 ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ М АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ЮСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(56) 1. Авторское свидетельство СССР У 391699, кл. Н 03 0 3/02, 19722. Авторское свидетельство СССР В 154898, кл, Н 03 Р 3/02, 1962 (прототип).(54)(57) ДЕМОДУЛЯТОР ЧАСТОТНО-ИАНИПУЛИРОВАННИХ СИГНАЛОВ, содержащий линию задержки и последовательно соединенные первые сумматор, амплитудный детектор и компаратор, последовательно соединенные первый фазовращатель, ,второй сумматор и второй амплитудный детектор, выход которого соединен с другим входом первого компаратора,причем вход линии задержки и первый вход первого сумматора объединены и являются входом демодулятора, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона рабочих частот, :введены второй и третий Фазовращатели, третий и четвертый сумматоры и третий и четвертый амплитудные детекторы, второй компаратор, два формирователя коротких импульсов, элемент ИЛИ, два регистраи шифратор,причем входы всех фаэовращателейобъединены и соединены с входом линии задержки, выходкоторой соединенс объединенными вторыми входами первого и второго сумматоров, первымивходами третьего и четвертого сумматоров, вторые входы третьего и четвертого сумматоров соединены с выходамивторого и третьего Фаэовращателейсоответственно, выходы третьего ичетвертого сумматоров через третийи четвертый амплитудные детекторысоединены с соответствукюцими входамивторого компаратора, выход первогокомпаратора соединен с одним входомпервого регистра и через первый формирователь коротких импульсов с первым входом элемента ИЛИ, выход второго компаратора соединен с однимвходом второго регистра и через второй формирователь коротких импульсовс вторым входом элемента ИЛИ, выходкоторого соединен с другими входамирегистров, выходы которых соединеныс соответствующими входами шифратора,выход которого является выходом устройства.Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано врадиоприемниках частотно-манипулированных сигналов.Известен частотный детектор, содержащий первый и второй сумматоры, первые входы которых подключены к источнику входного сигнала через линию задержки, а вторые - через фазовращатели, выходы обоих сумматоров соединены через регулирующие усилители и амплитудные детекторы с входами блока вычитания и третьего сумматора, выход которого соединен с управляющими входами регулируемых усилителей 1,5Однако в известном детекторе необходима предварительная настройка.Наиболее близким по техническому решению к предложенному является демодулятор частотно-манипулированных 20 сигналов, содержащий линию задержки и последовательно соединенные первые сумматор, амплитудный детектор и компаратор, последовательно соединенные первый фазовращатель, второй сумматор 25 и второй амплитудный детектор, выход которого соединен с другим входом первого компаратора, причем вход линии задержки и первый вход первого сумматора объединены и являются входом 30 демодулятора 2.Однако известный демодулятор характеризуется незначительным диапазоном рабочих частот.Цель изобретения - расширение диа-З 5 пазона рабочих частот.Поставленная цель достигается тем, что в демодулятор частотно-манипулированных сигналов, содержащий линию задержки и последовательно соединен ные первые сумматор, амплитудный детектор и компаратор, последовательно соединенные первый фазовращатель, второй сумматор и второй амплитудный детектор, выход которого соединен с 45 другим входом первого компаратора, причем вход линии задержки и первый вход первого сумматора объединены и являются входом демодулятора, введены второй и третий фазовращатели,третий, 50 и четвертый сумматоры и третий и чет- . вертый амплитудные детекторы, второй компаратор, два формирователя коротких импульсов, элемент ИЛИ, два регистра и шифратор, причем входы всех фазовращателей объединены и соединены с входом линии задержки, выход которой соединен с объединенными вторыми входами первого и второго сумматоров,первыми входами третьего и четвертого,сумматоров, вторые входы третьего ичетвертого сумматоров соединены свыходами второго и третьего фазовращаталей соответственно, выходы третьего и четвертого сумматоров через третий и четвертый амплитудные детекторысоединены с соответствующими входамивторого компаратора, выход первогокомпаратора соединен с одним входомпервого регистра и через первый формирователь коротких импульсов с первым входом элемента ИЛИ, выход второго комнаратора соединен с однимвходом второго регистра и через второй формирователь коротких импульсовс вторым входом элемента ИЛИ, выходкоторого соединен с другими входамирегистров, выходы которых соединеныс соответствующими входами шифратора,выход которого является выходом устройства.На фиг. 1 изображена структурнаяэлектрическая схема предложенногодемодулятора, на фиг. 2 - детекторные характеристики, на фиг, 3 - временные диаграммы, поясняющие работу.Демодулятор частотно-манипулированных сигналов содержит первый-четвертый сумматоры 1-4, линию задержки 5, первый-третий фазовращатели6-8, первый 9, второй 10 амплитудные детекторы, первый компаратор 11,третий 12, четвертый 13 амплитудныедетекторы, второй компаратор 14, пер"вый регистр 15, первый формирователь16 коротких импульсов, элемент ИЛИ 17,второй регистр 18, второй формирователь 19 коротких импульсов, шифратор20Демодулятор работает следующим образом.Сигнал от источника входного сигнала поступает на четыре широкополосных частотных детектора,Первый частотный детектор образован сумматором 1, линией задержки 5и амплитудным детектором 9, Его детекторная характеристика приведенана фиг. 2 а (кривая 1),Второй частотный детектор образован сумматором 2, линией задержки 5,фазовращателем 6, амплитудным детектором 10. Фазовращатель 6 вносит всигнал, поступающий на один из входовсумматора 2, фазовый сдвиг в 180вблагодаря чему детекторная характери, стика этого частотного детектора сдвинута на 180 относительно детектор 0ной характеристики первого частотногодетектора (фиг. 2 а, кривая 2),Третий частотный детектор образован сумматором 3, линией задержки 5,фазовращателем 7, амплитудным детектором 12. Фазовращатель 7 вносит в сигнал, поступающий на один из входов сумматора 3, фазовый сдвиг в 90 , поэтому детекторная характеристика этогочастотного детектора сдвинута на 90оотносительно детекторной характеристики первого частотного детектора(фиг. 2 а, кривая 3). 15Четвертый частотный детектор обра"зован сумматором 4, линией задержки 5,фазовращателем 8, амплитудным детектором 13. Фазовращатель 8 вносит в сигнал, поступающий на один из входовсумматора 4, Фазовый сдвиг в 270поэтому детекторная характеристикаэтого частотного детектора сдвинутана 270 относительно детекторной хаюрактеристики первого частотного детектора (фиг. 2 а, кривая 4),Напряжение с выходов амплитудных детекторов 9 и 10 поступает на входы компаратора 11 и на его выходе прини-,. мает значение "1", если напряжение на выходе амплитудного детектора 9 больше напряжения на выходе амплитудного детектора 10, и значение "0" в противном случае (фиг. 26). Аналогично работает компаратор 14, на входы35 которого поступает напряжение с выходов амплитудных детекторов 12 и 13 (фиг. 2 в). Из фиг. 2 б,в видно, что весь рабочий диапазон частот устройства может быть разбит на четыре периодически повторяющихся зоны, соответствующих различным комбинациям на выходах компаратора 11 и 14. На фиг. 2 эти зоны условно обозначены цифрами 1-4, так, например, комбинация "1" на выходе компаратора 11 и "1" на выходе компаратора 14 соответствует первой зоне (фиг. 2). Таким образом, любому значению частоты входного сигнала соответствует вполне определенная условная зона частотной характеристики, так, например, частотам 11 и 12 (фиг. 2 а) входного частотно-манипулированного сигнала соответствуют зо 55 ны 1 и 4 соответственно.Рассмотрим процесс детектирования частотно-манипулированных сигналов. Пусть на вход устройства поступает частотно-манипулированный сигнал с частотами манипуляции 1, и 1(фиг.2 а) и законом манипуляции, приведенным на фигЗа. Манипуляция частоты входного сигнала приводит к возникновению пере-. ходного процесса на выходе всех четырех частотных детекторов (фиг. Зб-д) в течение времени 7 задержки сиг-. нала. линией задержкй 5, так как в течение этого времени на входы соответствующих сумматоров воздействуют две различные частоты 11 и 1 биениягмежду которыми и приводят к возникновению переходного процесса. Переходный процесс на выходах амплитудных детекторов при этом совпадает с зависимостью их выходного напряжения от частоты, при плавном изменении частоты входного сигнала, например, от 1, до 1 (фиг. 2 а) . На фиг. Зе, ж приведены эгюры напряжений на выходах компараторов 11 и 14 соответственно, из которых видно, что при изменении частоты входного сигнала с более низкой ( 1 ) на бо 1лее высокую ( 1) в течение времени переходного процесса ТЗ номера зон, определяемых напряжением на выходе компараторов 11 и 14, чередуются в порядке возрастания: 1-2-3-4 (в общем случае, если за время переходного процесса укладывается большее число4 зон, то эта последовательность имеет вид 1-2-3-4-1-2-3) .В случае изменения частоты входного сигнала с более высокой 1 на2 более низкую , эта последовательность имеет обратный порядок: 4-3-2-1 (в общем случае 4-3-2-1-4-3-2), В дальнейшем при демодуляции частотно-манипулированных сигналов изменение номера зоны во время переходного процесса используется для регистрации факта изменения частоты входного сигнала (для нормальной работы устройства его параметры должны быть выбраны таким образом, чтобы разность частот 11 и 1 превышала ширину одной зоны), а порядок чередования зон позволяет определить знак изменения частоты, Осуществляется это следующимобразом.формирователи 16 и 19 по перепадам выходного напряжения компараторов 11 и 14 (как по положительному так и по отрицательному фронту) формируют ко. роткие импульсы (фиг. Зз, и соответ1137 3ственно). Элемент ИЛИ 17 осуществляет суммирование этих импульсов (фиг. Зк), каждый из которых соответствует переходу от предыдущей зоны к последующей. Эти импульсы используют ся в качестве тактирующих (сдвигающих) для записи очередного состояния в.регистры 15 и 18. Таким образом, напря- . жение на выходе первого разряда реги-стров 15 и 18 соответствует новому состоянию компараторов 11 и 14 (зоне, соответствующей приходу последнего тактирующего импульса), а во втором разряде регистров 15 н 18 записано предццущее состояние компараторов 11 и 14. Сравнение кода предыдущей эоны с последующей осуществляется шифратором 20, на входы которого с выходов регистров 15 и 18 поступают коды, соответствующие двум соседним .зонам. При этом, если коды следующих друг за другом соседних зон соответ 586ствуют ряду1-2-3-.4"1-2, то на выходе шифратора "1", в случае обратного чередования "0" (фиг. Зл). Выходное напряжение шифратора 20 является выходным напряжением устройства, соответствует закону манипуляции частоты входного сигнала (фиг.За). Предложенный демодулятор частотноманипулированных сигналов по сравнению с базовым объектом позволяет осуществлять детектирование частотноманипулированных сигналов в широком диапазоне рабочих частот без необходимости какой-либо его предварительной настройки на частоту входного сигнала, и исключает возможность негативного детектирования. При использовании его в различных радиотехнических устройствах, повышается надежность их работы и существенно упрощается управление1137586 Составитель Н. Техред З.Палий актор Л. Веселовская Тираж 658 Подписноударственного комитета СССРиэобретений и открытийва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 каз 30541/4 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная ВНИИПИ Гос по делам 3035, Моск