Синхронный демодулятор

с напряжением ца опорном Входе демодулятора, На выходе первого интегратора 2 формируется синусоидальцое напряжение, сдвинутое по Фазе на четверть периода относительно напряжения на выходе первого алгебраического сумматора 1. Цепь местной отрицательной обратной связи, состоящая из второго интегратора 3 и сумматора 1, стабилизирует минимальное значение напряжения смещения на выходах сумматора 1 и интегратора 2. На выходе компаратора 9 напряжения формируется прямоугольное напряжение со скважностью, близкой к двум, в моменты перехода сицусоидальцого напряжения с выхода первого интегратора 2 через нуль - напряжение, управляющее работой коммутатора 6. Нцформациоц О цый сигнсл поступает ца цер 11 ый Вход алгебраического сумматора 4 и ца вход выпрямителя 11. На выходе выпрямител 51 1Форми 1 у 10 тся положительные полуволцы цацрякения, амплитуда ко торых зависит От величиц 11 напряжения ца сигнальном входе демодулятора.Второй Фильтр 12 нижних частот выделяет огибающую напряжения на сигнальном входе демодулятора, управ 3 О ляющую работой второго перемножителя13. Алгебраический сумматор 4, инведртор 5, коммутатор 6, интегратор 7 и первый перемцоките 1 ь 8 предназначены для компенсации квадратурной составля 1 ощей напряжения на сигнальном входе демодулятора. При отсутствии квадратурной составляющей напряжения на сигнальном входе демодулятора на выходе второго алгебраического сумма О тора 4 формируется цапрякение, равное входному напряжению, При этом на выходе коммутатора 6 формируется напряжение, в котором отсутствует постоянная составляющая, На выходах 45 третьего интегратора 7 и перемножителя 8 напряжение при этом равно нулю. При подаче на сигнальный вход демодулятора квадратурной составляющей входного сигнала на выходе коммута 50 тора 6 появляедтся постоянная составляющая напряжения, которая, поступая на вход третьего интегратора 7, приводит к увеличению или уменьшению (в зависимости от знака постоянной55 составляющей) напряжения на его выходе до значения, пока синусоидальное напряжениед ца выходе первого перемножителя 8 не скомпенсирует по знаку и значению входное квадратурное напряжение.Таким образом, при подаче на сигнальный вход демодулятора квадратурной составляющей входного сигнала вустановившемся режиме на выходах алгебраического сумматора 4 и инвертора 5 устанавливается напряжения,близкие к нулю.При подаче на сигнальный вход демодулятора напряжения,сицфазного или противофазного напряжению на опорном входе демодулятора,на выходах алгебраического сумматора4 и инвертора 5 устанавливаются напряжения, равные по эначеник напряжению на сигнальном входе демодуляторасинфазное с ним на выходе сумматора4 и противофазное на выходе инвертора 5. При подаче на вход демодуляторанапряжения, сдвинутого на произвольный угол относительно напряжения наопорном входе демодулятора, на выходах сумматора 4 и ицвертора 5 сформируется только составляющая входного сигнального напряжения, совпадающая по фазе (или противофазная) снапряжением на опорном входе демодулятора.На первом выходе блока 14 преобразования напряжения формируется напряжение, пропорциональное сумме напряжений на выходах второго перемножителя 13 и второго алгебраического сумматора 4. На первом выходе второго блока 16 преобразования напряжения формируется синусоидальное напряжение,пропорциональное сумме напряжений,поступающих с выходов второго перемножителя 13 и инвертора 5На второми третьем выходах первого 14 и вт 1 рого 16 блоков преобразования напряжения формируются соответственно отрицательные и положительные полуволныукаэанных напряжений,После алгебраического суммирования полуволн напряжений, поступающихна входы третьего алгебраическогосумматора 18, на его выходе формируется двухполупериодное напряжение,значение которого зависит от значенийнапряжений, поступающих с выходоввторого перемножителя 13, второгоалгебраического сумматора 4 и инвертора 5. Если напряжение, поступающее с выхода перемножителя 3, большепо абсолютной величине значения напряжения на выходе алгебраического сумма-.тора 4 (нормальный режим работы), 1478286то значение напряжения на выходетретьего алгебраического сумматора 18определяется значением напряжений навыходах сумматора 4 и ицвертора 5. Впротивном случае значение напряженияна выходе третьего алгебраическогосумматора 18 определяется значениемнапряжения на выходе второго перемножителя 13. Сумма синусоидальцогонапряжения и остаточного напряженияс каждого первого выхода блоков 14и 16 поступает на вход соответственна четвертого 15 и пятого 17 интеграторов. С выходов этих интеграторовнапряжения рассогласования поступаютна третьи входы блоков 14 и 16 преобразования напряжения. При этом постоянная составляющая напряжения на первых выходах блоков 14 и 16 равнанапряжению смещения интеграторов 15и 17 соответственно, При малых значениях сигналов на выходе перемножителя 13, сумматора 4 и инвертара 5наличие интеграторов 15 и 17 позволяет симметрировать цепи смещения диодов 21 и 22 каждого блока преобразования напряжения, что повышает точность и уменьшает нелинейность характеристики демодулятора. Первый фильтр10 нижних частот выделяет огибающуюнапряжения, снимаемого с выхода третьего алгебраического сумматора 18,При малых, близких к нулю, значенияхнапряжений на сигнальном входе демодулятора наличие напряжения смещенияна выходах инвертора 5, третьего интегратора 7 и первого перемножителя8 приводит к тому, что напряжение навыходе второго алгебраического сумматора 4 и инвертора 5 будет превышатьпо своему значению напряжение на выходе второго перемножителя 13. Вэтом случае на выходе демодулятораформируется напряжение, величина которого зависит только от уровня напряжения на сигнальном входе демодулятора,В предлагаемом синхронном демодуляторе обеспечиваются подавлениеквадратурнаго сигнала и повышениеточности за счет уменьшения остаточного напряжения на выходе демодулятора при сохранении его частотныхсвойств и компенсации квадратурнойсоставляющей ошибки. При применениипрецизионных операционных усилителейс малым напряжением смещения (десяткимикравольт) можно обеспечить выходноемножителя, а выход - с управляющимвходом коммутатора, и первый фильтрнижних частот, выход которого является выходам синхронного демадулятора, при этом второй вход коммутатора 35соединен с выходом второго алгебраического сумматора, а первые входыпервого и второго алгебраическихсумматоров являются соответственно 40 опорным и сигнальным входами синхронного демодулятора, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, чта, с целью повышения точности детектирования в области малых входных сигналов, введены 45последовательно соединенные выпрямитель, второй фильтр нижних частот,второй перемножитель, первый блокпреобразования напряжения и четвертый интегратор, выход которого соединен с третьим входом первого блокапреобразования напряжения, последовательно соединенные второй блок преобразования напряжения и пятый интегратор, выход которого соединен с 55третьим входом второго блока преобразования напряжения, и третий алгебраический сумматор, выход которого соединен с входом первого фильтра нижних частот, при этом вход выпрямителя 5 10 15 20 25 30 напряжение демодулятора 50 - 200 мкВ, что более чем на три парялка мецьше, чем в известном устройстве.для данного режима работы. Указанный режим работы синхронного демодулятора особенно важен при его использовании в качестве фазочувствительцого выпрямителя в следящих преобразователях угол - код, где в зависимости от угла поворота датчика характерна работа синхронного демодулятора, как и в режиме квадратурных входных сигналов.Ф о р и у л а и з о б р е т е и и я1, Синхронный демодулятор, содержащий последовательна соединенные первый алгебраический сумматор, первый интегратор и второй ицтегратор, Выход каторага соединен с вторым входом первого алгебраического сумматора, последовательно соединенные второй алгебраический сумматор, инвертар, коммутатор, третий интегратор и первый перемножитель, выход которого соединен с вторым Входом второго алгебраического сумматора, компаратор напряжения, вход которого соединен с выходом первого интегратора и с вторым входом первого пере 1478286соединен с первым входом второго алгебраического сумматора, второй вход второго перемножителя соединен с выходом первого алгебраического сумматора, первый вход второго блока преобразования напряжения соединен с выходом второго перемножителя, вторые входы первого и второго блоков преобразования, напряжений соединены соответственно с входом и выходом инвертора, второй и,третий выходы первого блока преобразования напряжения соединены соответственно с первыми инвертирующим и неинвертирующим входами третьего алгебраического сумматора, второй и третий выходы второго блока преобразования напряжения соединены соответственно с вторыми неинвертирующим и инвертирующим входами третьего алгебраического сумматора,2. Демодулятор по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что первый и второй блок преобразования напряжениясодержит операционный усилитель,между инвертирующим входом и выходомкоторого включены последовательносоединенные первые резистор и диод ипоследовательно соединенные вторыерезистор и диод, первые выводы третьего и четвертого резисторов подсоеди иены к инвертирующему входу операционного усилителя, а вторые выводыявляются соответственно первым и вторым входами блока преобразования напряжения, первый вывод пятого резис тора соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя, а второй вывод является третьим входомблока преобразования напряжения, выход операционного усилителя являетсяпервым выходом блока преобразованиянапряжения, а анод первого и катод .второго диодов являются соответственно вторым и третьим выходами блокапреобразования напряжения.1478286 Составитель В,ЦветкТехред Л,Сердюкова Корректор Т,М едактор А,Мотыль раж 88 аказ 2370/52 писное изводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород,арина,ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5