Демодулятор частотно-манипулированных сигналов

(51) 5 ЗОБРЕТЕН НИ ОПИ ИДЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСКО(56) Авторское свидетельство СССРМ 1145488, кл, Н 04 1 27/14, 1983.(57) Демодничитель 13,4, триггедетекторсмесительтор 15, иключ 17.1-7 - 4, 1 - ,13 ил. Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемных устройствах.В качестве прототипа выбран демодулятор частотно-манипулированных сигналов по авт,св. М 1145488, содержащий усилитель-ограничитель, одновибратор, два элемента И, частотный дискриминатор, фильтр нижних частот, усилитель, триггер, входы которого подключены к выходам элементов И, инвертор, включенный между выходов одновибратора и первым входом первого элемента И, при этом второй вход первого элемента И подключен к выходу усилителя-ограничителя, а первый вход второго элемента И соединен с выходом одновибратора, вход одновибратора подключен к выходу усилителя-ограничителя, между выходом усилителя-ограничителя и вторым входом второго элемента И включен дополнительный инвертор, а также последовательно соединенные частотный дискриминатор, фильтр нижних частот и усилитель постоянного тока, причем вход частотного дискриминатора соединен с выходом усилителя-ограничителя, выход усилителя постоянного тока соединен с другим входом одновибратора.К недостаткам этого устройства-прототипа относится низкая помехоустойчивость при воздействии селективных и импульсных помех.Цель изобретения - повышение помехоустойчивости при воздействии селективных и импульсных помех.Поставленная цель достигается благо-. даря тому, что в демодулятор частотно-манипулированных сигналов, содержащий усилитель-ограничитель, одновибратор, два элемента И, триггер, входы которого подключены к выходам элементов И, инвертор, включенный между выходом одновибратора и первым входом первого элемента И, при этом второй вход первого элемента И подключен к выходу усилителя-ограничителя, апервый вход второго элемента И соединен ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР улятор содержит усилитель-огра, одновибратор 2, два элемента И р 5, два инвертора 6, 7, частотный 8, блок 12 задержки, балансный13, полосовой фильтр 14, детекороговый блок 16, электронный 1-3 - 5, 1 - 8 - 2 - 6 - 3; 1 - 2 - 6, 2 - 4 - 5, 2-13, 1-13-14-15-16-17-4, 17-3.с выходом одновибратора, вход одновибратора подключен к выходу усилителя-ограничителя, между выходом усилителяограничителя и вторым входом второгоэлемента И включен дополнительный инвертор, а также последовательно соединенные частотный дискриминатор, фильтрнижних частот и усилитель постоянного тока, причем вход частотного дискриминаторасоединен с выходом усилителя-ограничителя, выход усилителя постоянного тока соединен с другим входом одновибратора,введены последовательно соединенныеблок задержки, балансный смеситель, полосовой фильтр, детектор, пороговый блок иэлектронный ключ, причем вход блока задержки и второй вход балансного смесителяявляются входом демодулятора, выход электронного ключа соединен с третьими входами элементов И,На фиг,1 представлена структурнаяэлектрическая схема демодулятора частотно-манипулированных сигналов,Демодулятор содержит усилитель-ограничитель 1, одновибратор 2, элементы И 3,4, триггер 5, инверторы 6, 7, частотный детектор 8, состоящий из частотного дискриминатора 9, фильтра 10 нижних частот,усилителя 11 постоянного тока, блок 12 задержки, .балансный смеситель 13, полосовой фильтр 14, детектор 15, пороговый блок16, электронный ключ 17.На фиг.2.представлены временные диаграммы сигналов, поясняющие работу демодулятора частотно-манипулированныхсигналов.О 1 - сигнал на входе усилителя-ограничителя 1, в момент времени т = 0 происходитпереход от частоты тБ, соответствующей посылке "0", к частоту 1 д, соответствующейпосылке "1", а в момент времени 1 = 11 -переход от Гд к 1 в, что соответствует передаче посылки "0";О 2, Оз - сигналы на выходе усилителяограничителя 1 и инвертора 7 соответственно:О 4, О 5 - сигналы на выходе одновибратора 2 и инвертора 6 соответственно;О 6, 07, Ов - сигналы на выходе схем И 3,4 и триггера 5 соответственно при условии,что выход электронного ключа 17 не соединен с входами схем И, т,е. таким образомработает демодулятор без введения блоказадержки, смесителя, полосового фильтра,детектора, порогового блока и электронного ключа.На эпюрах 11 и 12 показано изменениечастоты на входах балансного смесителя 13.В течение времени тз, определяемого блоком 12 задержки, на выходе полосовогофильтра, настроенного на разностную частоту Л 1 = 1 д - 1 ь, присутствует сигнал счастотой Л, который детектируется и пода 5 ется на пороговый блок.Оя - сигнал на выходе электронногоключа 17,1О 6, От, Ов - сигналы на выходах схемИ 3, 4 и триггера 5 соответственно, при10 условии, что выход электронного ключа 17соединен с входами схем И.На фиг.3 представлены временные диаграммы сигналов для случая работы демодулятора при наличии помех.15 В момент времени 12 при передаче "1"под воздействием помехи частота кратковременно изменяется в сторону уменьшения, а в момент времени тз при передаче "0"- в сторону увеличения. Если выход элект 20 ронного ключа 17 не подсоединен к входамсхем И 3, 4, выходной сигнал Оа триггера 5содержит ошибки, При подключении введенных в устройство блоков эти ошибки исключаются, что показано на эпюре Ов.25 Изобретение иллюстрируется следующим примером описания работы.Выходной частотно-манипуляционныйсигнал с помощью усилителя-ограничителя1 преобразуется в прямоугольные импуль 30 сы, Каждый импульс полученной последовательности своим передним фронтомзапускает одновибратор 2, Длительностьимпульса одновибратора 2 равна полупериоду центральной частоты, Импульсы одно 35 вибратора 2 и усилителя-ограничителя 1переменной длительности разделяютсяэлементом И 3 с инвертором 6 с однойстороны и элементом И 4 с инвертором 7 сдругой Стороны по знаку разности дли 40 тельностей и преобразуются в импульсы сдлительностью, зависящей от частоты именяющейся в течение периода модуляции, Разделенные импульсы поступают навходы триггера 5 и управляют его работой,45 Разрешение на прохождение разделенных импульсов через элементы И 3, 4 осуществляется логической единицей свыхода электронного ключа 17, котораяформируется только при смене знака ма 50 нипуляций в течение времени равного 2-3периодам частотного сдвига,Для формирования сигнала, управляющего работой электронного ключа17, к входу демодулятора подключен55 один из входов балансного смесителя13. На второй вход балансного смесителя 13 подается тот же сигнал, что и напервый, но с задержкой, определяемойблоком 12 временной задержки. В тече 1774515ние времени тз, котороевыбирают равным 2 - 3 периодам частотного сдвига, на выходе полосового фильтра 14 с частотой настройки, равной частоте частотного сдвига, появляется сигнал, поступающий через детектор 15 и пороговый блок 16 на вход электронного ключа 17. Роль порогового блока 16 может играть, например, туннельный диод, который при отсутствии сигнала на выходе детектора 15 находится в низковольтном состоянии, а при наличии сигнала на выходе детектора переходит в высоковольтное состояние. Электронным ключом является транзистор, к базе которого подключен туннельный диод. Рабочая точка транзистора выбрана таким образом, что он открыт, если туннельный диод находится в низковольтном состоянии. Коллектор транзистора соединен с входами схем И 3 и 4, и на этих входах присутствует логическая "1" только тогда, когда транзистор-электронный ключ 17 закрыт, и только в этом случае триггер 5 изменяет свое состояние.При уходе центральной частоты, вызванной нестабильностью радиолинии, частотный детектор 8 выделяет напряжение, пропорциональное уходу центральной частоты, длительность импульсов одновибратора 2 отслеживает половину периода центральной частоты. При изменении частоты входного сигнала под воздействием импульсных и селективных помех напряжение на выходе фильтра 14 недостаточно для сра батывания порогового устройства 16, ключ17 выдает логический нуль, и триггер 5 сохраняет свое предыдущее состояние.Таким образом, изменение состояниявыходного триггера 5 происходит при изме нении частоты входного сигнала только навеличину, равную частоте частотного сдвига, т.е. периодичность изменения состояния триггера соответствует периоду манипуляции и не зависит от наличия помех.15Формула изобретения Демодулятор частотно-манипулированных сигналов по авт.св. М 1145488. о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения 20 помехоустойчивости при воздействии селективных и импульсных помех, введены последовательно соединенные блок задержки, балансный смеситель, полосовой , фильтр, детектор, пороговый блок и элект ронный ключ, причем вход блока задержкии второй вход балансного смесителя являются входом демодулятора. выход электронного ключа соединен с третьими входами элементов И.177 П 515 Составитель 8. РоманькоТехред М.Моргентал Корректор Е, Пап едак Производств дательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10 Заказ 3936 ТиражВНИИПИ Гос а ственПодписноеосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5