Цифровой частотный детектор

(51 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ текущее значениеэто время демодуся каналами Э и 4 альГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРУ 1307534, кл. Н 03 0 Э/00, 1984.(54) ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТНЫЙ ДЕТЕКТОР(57) Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение чувствительности цифрового частотного детектора. Устр-во содержитвходной формирователь (Ф) 1, Э-триггер 2, первый канал 3, второй канал4, входной элемент ИЛИ 7, фильтрынижних частот 8 и 9, дифференциный усилитель 10, Для достиженияцели в устройство введены два дополнительных канала (ДК) 5 и 6. Каждый ДК содержит элемент ИЛИ 11, ключ 12, счетчик 13, регистры 14 и 15, цифровой компаратор 16, элемент И 17, Ф 18 импульсов сброса, элемент задержки 19. При линейном законе модуляции и при постоянном отношении девиации несущей частоты (НЧ) к ее среднему значению на выходе ДК возникают импульсы постоянной длительности, но переменной частоты следования, равной половине текущего значения НЧ. При отсутствии девиации НЧ импульсы на выходе ДК 5 не воз" никаютАналогичные импульсы, но сдвинутые по фазе на период текущего значения НЧ, возникают на выходе ДК 6. ДК 5 и ДК 6 не осуществляют процесс демодуляции в те интервалы времени, когда НЧ уменьшается. В ляция осуществляет 2 ил.ааИзобретение относится к радио" технике, может использоваться в радиоприемных устройствах для частотного детектирования и является, усо" вершенствованием изобретения по авт. св. У 307534.Цель изобретения - повышение чув" . ствительности цифрового частотного детектора.На фиг1 приведена электрическая функциональная схема цифрового частотного детектора; на фиг, 2 - эпюры напряжений, поясняющие работы детектора (а - напряжение на входе циф" ,рового частотного детектора; б - напряжение на выходе входного формирователя; в " напряжение на прямом выходе 0-триггера; г - найряжение на инверсном выходе В-триггера; д - напряжение на выходе первого формирователя импульсов записи первого до" полнительного канала; е - напряжение на выходе второго формирователя импульсов записи первого дополнительного канала; ж - напряжение на выходе ключа первого дополнительного канала; з - напряжение на выходе "А" В" цифрового компаратора первого дополнительного канала; и - напряжение на выходе первого дополнительного канала; к - напряжение на выходе формирователя импульсов сброса первого дополнительного канала; лнапряжение на выходе второго дополнительного канала; м - напряжение на выходе выходного элемента ИЛИ в течение времени, соответствующего возрастанию текущего значения несущей частоты; н - напряжение на выходе цифрового частотного детектора) . Цифровой частотный детектор содержит входной формирователь 1,Р-триггер 2, первый 3 и второй 4каналы, первый 5 и второй 6 дополнительны анапы, выходной элементИЛИ 7, п; алый 8 и второй 9 фильтрынижних ча"тот (фНЧ), дифференциальный усилитель 10, каждый дополни"тельный канал содержит элементИЛИ 11, ключ 12, счетчик 13, первый14 и второй 15 регистры, цифровойкомпаратор 16, элемент И 17, формирователь 18 импульсов сброса, элемент 19 задержки, первый 20 и второй21 формирователи импульсов записии тактовый генератор 22,Цифровой частотный детектор работает следующим образом.Рассмотрим работу цифрового час"тотного детектора в интервале времени, соответствующем возрастанию те"кущего значения несущей частоты. Вмоменты перехода входного сигналаиз "плюса" в "минус" (фиг. 2 а) навыходе входного формирователя 1 образуются короткие импульсы положительной полярности (фиг. 2 б), частота следования которых делится надва с помощью П"триггера 2. На выходах этого тригера образуются противофазные импульсы, длительностькоторых равна периоду несущей частоты (фиг, 2 в, г 1.Рассмотрим далее работу первогодополнительного канала 5. Второй дополнительный канал 6 работает аналогичным образом, но со сдвигом вовремени на период несущей частоты.Под действием импульса, поступающего с прямого выхода 0-триггера 2через элемент ИЛИ 11, на выходе ключа 12 образуется последовательностьпрямоугольных импульсов тактовойчастоты (фиг. 2 ж). Длительность этойпоследовательности равна периоду несущей частоты. Число импульсов впоследовательности равно отношениютактовой частоты к текущему значению несущей частоты. Счетчик 13 осуществляет счет импульсов в последовательности, например в и-й последовательности (число А). В это времяв память первого 14 и второго 15 регистров хранится число, соответству" 40 ющее числу импульсов, подсчитанныхсчетчиком 13 во время поступленияипоследовательности импульсов(число В). Так как текущее значениенесущей частоты возрастает, тодлительность и-й последовательностименьше длительности ипоследовательности. Следовательно, во времяработы счетчика 13 число В большечисла А. Поэтому на выходе "А с В"цифрового компаратора 16 возникаетпотенциал логической "1" (фиг. 2 з).Но на выходе элемента И 17 по прежне"му сохраняется состояние логического"0", так как на одном из входов элемента И 17 присутствует потенциаллогического "0", поступающий с инверсного выхода Э-триггера 2 (рассматривается интервал времени О+с,),В момент времени г., счетчик 13 за10 версному выходу, вследствие чего на выходе элемента И 17 возникает такой же потенциал, устанавливающий ключ 12 в проводящее состояние, На счетный вход счетчика 13 от тактового ге" нератора 22 вновь начинают поступать импульсы, Счетчик 13 продолжает счет до тех пор, пока число А, сформированное счетчиком 13, не становится равным числу В, которое по прежнему хранится во втором регистре 15. В момент времени Тэ число А равно числу В. На выходе "А ( В" возникает потенциал логического "О" запрещающий счетчику 13 дальнейший счет,Таким образом, в течение интервала времени Т(1 ецио, ) счетчик 13 досчитывает импульсы, число которых равно разности чисел импульсов, содержащихся в ии и-й последовательностях импульсов. В течение этого же интервала времени на выходе элемента И 17, т.е. на выходе первого работающего дополнительного канала 5, формируется импульс положительной полярности (фиг, 2 и). Длительность этого импульса равна разности длительностей ии и-й периодов текущей частоты. Следовательно, при линейном законе модуляции и при постоянном отношении девиации несущей частоты к ее среднему значению на выходе первого дополнительного канала 5 возникают импул" сы постоянной длительности, но переменной частоты следования, равной половине текущего значения несущей частоты, При изменении отношения девиации частоты к несущей соответствующим образом изменяется длительность импульсов на выходе первого дополнительного канала 5. При отсутствии девиации несущей частоты импульсы на выходе первого дополнительного канала 5 не. возникают. Аналогичные импульсы, но сдвинутые по фазе на период текущего значения несущей частоты, возникают на выходе 20 канчивает счет, с выхода первогоформирователя 20 импульсов записи(фиг. 2 д) через время задержкипоступает импульс "Запись 1", раз"решающий первому регистру 14 в момент времени С принять информациюсо счетчика 13 (фиг, 2 б). В моментвремениП-тригер 2 переключаетсяв состояние логической "1" по ин,25 30 40 45 5055 второго дополнительного канала Ь(фиг, 2 л). В итоге на выходе выходного элемента ИЛИ 7 возникают им"пульсы первого 5 и второго 6 дополнительных каналов, частота следования которых равна текущему значению несущей частоты (фиг2 м). Информация заключена в изменении скважности этих импульсов.В момент временипод действиемимпульса "Сброс", поступающего с выхода формирователя 18 импульсовсброса (фиг, 2 к), через время задержки Сэ по отношению к заднему фронту импульса, возникающего навыходе элемента И 17, осуществляется установка в нулевое состояние второго регистра 15 и счетчика 13. Наустановочный вход счетчика 13 импульсы "Сброс" поступают с задержкой,вносимой элементом 19 задержки, Этовыполнено с целью недопущения возникновения ситуации во время обнуления счетчика 13 и второго регистра 15, когда число А вновь меньшечисла В. При включении элемента 19задержки может возникнуть ситуация,когда число А больше нуля, т.е.АВ, что не вызывает сбоя в работе устройства,В момент временипод действиемочередного импульса, поступающегос выхода входного формирователя 1,осуществляется переключение Р-триг 11гера в состояние логического О поинверсному выходу , С выхода второгоформирователя 2 1 импульсов записи(фиг , 2 е ) через время задержкиотносительно заднего фронтаимпульсов , поступающих с инверсноговыхода П-триг гер а 2, и о ступае т импульс " Запись 2" на вход разрешениязаписи второго регистра 1 5 , В моментвремени й второй регистр 1 5 заканйчивает прием информации от первогорегистра 14 (фиг. 2 е). В тот же момент времени на выходе "А ( В" цифрового компаратора 16 вновь возникает потенциал логической "1", который,однако, не в состоянии переключитьэлемент И 17 в состояние логической"1", так как на другом входе этогоэлемента присутствует потенциал логического "0",.поступающий с инверсного выхода П-триггера 2, Далее процесс повторяется.Последовательность импульсов положительной полярности с выхода вы 1376226ходного элемента ИЛИ 1 поступает на входы ФНЧ 8 и 9. После выделения сигналов моделирующих частот на выходе дифференциального усилителя 105 возникает сигнал передаваемой информации (фиг, 2 н).Первый 5 и второй 6 дополнительные каналы не осуществляют процесс демодуляции в те интервалы времени, 10 когда текущее значение несущей частоты уменьшается, В это время демодуляция осуществляется первым 3 и вторым 4 каналами.15Формула изобретения Цифровой частотный детектор по авт. св. У 1307534, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повыше ния чувствительности цифрового частотного детектора, в него введены пер - вый и второй дополнительные каналы, выходы которых подключены к дополнительным входам выходного элемента ИЛИ первый и второй входы первого дополнительного канала подключены к инверсному и неинверсному выходам 0"триггера, а первый и второй входы второго дополнительного канала - к 30 неинверсному и инверсному выходам Р-триггера, каждый дополнительный канал выполнен в виде последовательно соединенных элемента ИЛИ ,первыйвход которого является первым входомдополнительного канала, ключа, счетчика, первого регистра, второго регистра, цифрового компаратора, другие входы которого подключены к вы"ходам счетчика, и элемента И, выходкоторого подключен к другому входуэлемента ИЛИ и является выходом дополнительного канала, а другой входвторым входом дополнительного канала,между выходом цифрового компаратораи входами обнуления счетчика вклю"чены последовательно соединенныеформирователь импульсов сброса, иэлемент задержки, между первым входом элемента ИЛИ и входом записипервого регистра включен первый формирователь импульсов записи, междувторым входом дополнительного канала и входом записи второго регистравключен второй формирователь импульсов записи, при этом другие входы первого и второго формирователейимпульсов записи, формирователя им"пульсов сброса и ключа подключенык выходу тактового генератора, авход сброса второго регистра подклю"чен к выходу формирователя импульсовсброса.376226 аа г Составитель Г. КаракоРедактор О. Головач Техред Л.Олийнык Корректо няк Тираж 928твенного комитета СССРобретений и открытий