Устройство различения частотных сигналов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) Н 11/12 1)5 ИСАНИ ОБРЕТЕНИЯ ТВУ У СВ ЕЛЬС Т Р(71) Научно-исследовательский институт радиотехнической аппаратуры(56) Авторское свидетельство СССРМ 491193, Н 03 Н 7./02, 1973,Слока В.К. Вопросы обработки радикационных сигналов. М.: Советское ра(57) Изобретение относится к радиотехникеи может быть использовано в устройствахчастотной селекции, Целью изобретения является повышение быстродействия различения частоты входного сигнала иопределения знака изменения частоты олодио,г ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) входного сигнала. Устройство различения частотных сигналов содержит усилитель 1 с автоматической регулировкой усиления, Й полосовых фильтров 21 - 2 й,й амплитудных детекторов 31-3 ч, блок регулировки порога состоит из амплитудного детектора 4 и четырех резисторов 5, 6; 7, 8, ч пороговых блоков, каждый из которых состоит из трех двухпороговых компараторов 101-10 й, 111-11 ч, 121-12 й, М элементов ИЛИ 131 - 13 ч, й элементов И - НЕ 141 - 14 й, два ч-входовых элемента И - НЕ 15, 16. В режиме большого сигнала в полосовых фильтрах 2, выполненных на активных В-фильтрах, АЧХ неодинакова при изменении частоты входного сигнала от более низких частот в сторону более высоких и изменении частоты входного сигнала от более высоких частот к более низким, 1 э.п. ф-лы, 4 ил.Изобретение относится к радиотехникеи может быть использовано в устройствахчастотной селекции радиоприемнцх устройств,Цель изобретения - повышение быстродействия различения частоты входного сигнала и определения знака изменениячастоты входного сигнала,На фиг, 1 приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства;на фиг, 2 - принципиальная схема В-фильт. ра; на фиг. 3 - АЧХ в зависимости от амплитуды входного сигнала; на фиг. 4- АЧХ всегоустройства в целом.Устройство различения частотных сигналов содержит усилитель 1 с автоматической регулировкой усиления, Й каналов,каждый из которых содержит полосовойфильтр 2 и амплитудный детектор 3, дополнительный детектор 4, блок 5 регулировкипорога, пороговый блок 6, содержащий Мканалов, каждый из которых состоит из первого 7, второго 8 й третьего двухпороговыхкомпаратороа, элемента ИЛИ 10 и элементаИ - НЕ 11, первый М-входоацй элемент ИНЕ 12 и второй И-входоаый элемент И - НЕ13. Активный В-фильтр содержит первый 14и второй 15 операционные усилители, первый 16, второй 17, третий 18, четвертый 19,пятый 20 и шестой 21 резисторы.Устройство различения частотных сиг-налов работает следующим образом.Входной сигнал, имеющий частоту, попадающую в один из И каналов частотнойфильтрации, поступает на вход усилителя 1,где он усиливается и стабилизируется егоамплитуда, далее сигнал с изменяющейсячастотой поступает на входы Й полосовыхфильтров 2, где.в зависимости от частотывходного сигнала и направления измененияего частоты, амплитуда выходного сигналаможет принимать строго определенное значение (фиг, 4), сигнал с выходов полосовыхфильтров 2 поступает на соответствующиевходы амплитудных детекторов 3, а с ихвыходов поступает на соответствующиевходы М-канального порогового блока 6, гдеи определяется, а каком найравлении перестраивается частота входного сигнала. Получение информации о направленииперестройки сигнала по частоте возможноблагодаря работе полосового активного йфильтра 2 в режиме большого сигнала, Известно, что активным фильтрам и, вчастности, активным В-фильтрам присущинелинейные эффекты, в том числе искажение амплитудно-частотной характеристики,выражающиеся в том, что с ростом амплитуды входного сигнала центральная частотаактивного В-фильтра начинает смещаться в10 ки В, затем С, в которой происходит скачок .в точку О, и затем проходится точка Е (фиг. . 3). Вобратном направлении изменения часО, А, из точки А происходит скачок в точку15 В. То есть, если амплитуда входного сигнала для полосового активного й-фильтра 2 до 20 35 45 компаратора 7 поступает и на первый вход 50 входного сигнала от нуля в сторону более 55"этом напряжение на выходе 1-го амплитудного детектора 3 должно быть меньше напряжения на выходе (1-1)-го амплитудного 25 30 сторону более низких частот, одновременно деформируется и форма АЧХ, Начиная с не которого уровня входного напряжения, форма АЧХ становится различной при прохождении по частоте входного сигнала от более низких частот к более высоким и обратно. Так, если частота входного сигнала изменяется от нуля в сторону более высоких частот, то последовательно проходятся точтоты последовательно проходятся точки Е,статочно велика, (для К-фильтров зто сотни МВ), то АЧХ из симметричной (фиг. 3, кривая 1) становится несимметричной с точками разрыва непрерывности (фиг. Й, кривая 2), Данное явление, безусловно вредное для линейной фильтрации, позволяет определить направление изменения частоты входного сигнала при нахождении его только в полосе пропускания одного канала, без . затрат времени на ожидание его появления в соседнем канале, Это достигается расположением всех АЧХ полосовцх активных В- фильтров 2 как показано на фиг. 4. Из рассмотрения фиг, 4 видно, что при прохождении частоты входного сигнала со стороны верхних частот в сторону более низких частот, напряжение на выходе того канала, а котором находится частота сигнала, принимает значение большее, чем второе пороговое напряжение Ог, но меньшее, чем первое пороговое напряжение О 1, наличие этого условия, а именно; 0201О 1(1) определяет-. ся первым двухпороговым компаратором 7,выходной сигнал которого поступает на 1-й вход первого М-входового элемента И-НЕ 12, на выходе которого появляется сигнал"Частота уменьшается".Одновременйо сигйал с выхода первого элемента И-НЕ 11 1-го канала, выходной сигнал лог."1" на вйходе которого говорит О том, что частота входного сигнала находится а 1-м канале. При изменении частоты высоких частот, как видно из фиг, 4, напряжение на выходе 1-го канала, при попадании в егополосу пропускания частотц входного сигнала; изменяется от величины четаертого порогоаого напряжения 04 до величины третьего порогового напряжения Оз, и при детектора 3, и больше, чем на выходе (1+1) 1788571го амплитудного детектора 3. т.е, условиемнахождения частоты входного сигнала в 1-мканале при одновременном увеличении частоты входного сигнала является;ОзО Ь,Оь 1 ООм. (1)Это условие определяется вторым компаратором 8 и третьим компаратором 9, ипри его выполнении на выходе элементаИЛИ 10, а затем и элемента И - НЕ 11 появляется сигнал, говорящий о нахождении частоты входного сигнала в 1-м канале, иодновременно через 1-й вход второго М-входового элемента И-НЕ 13 появляется сигнал "Частота увеличивается"При выполнении условия (1) на выходахвторого и третьего компараторов 8, 9 одновременно присутствуют сигналы лог,"0", поступив на первый и второй входы элементаИЛИ 10, на его выходе будет также нулевойсигнал, дающий на выходе второго й-входового элемента И-НЕ 13 сигнал лог."1", а навыходе элемента И - НЕ 11 также сигналлог."1". Одновременное появление сигналов на выходе первого, второго и третьегокомпараторов 7, 8,9 невозможно, При появлении на одном из входов элемента ИЛИ 10лог,"1" вызовет на его выходе сигнал такжелог."1",В конкретных случаях примененияпредлагаемого гребенчатого фильтра пороговые напряжения О 1, О 2, Оз, Оа могут принимать и другие значения, например, еслинеобходимо исключить срабатывание от каких-либо частот, то в соответствующем канале надо ввести добавку к пороговомунапряжению, чтобы его увеличить, либоуменьшить (имеется в виду добавка со знаком)Сравнение заявляемого устройства гребенчатого фильтра с базовым объектом, вкачестве которого принят прототип, показало, что заявляемое устройство имеет болеевысокое быстродействие определения частоты входного сигнала и направления ееперестройки,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Формула изобретения 1. Устройство различения частотных сигналов, содержащее К каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных полосового фильтра и амплитудного детектора, а также пороговый блок и блок регулировки порога, вход которого обьединен с входами полосовых фильтров, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия различения ча. стоты входного сигнала и определения знака изменения частоты входного сигнала, в него введены усилитель с автоматической регулировкой усиления, вход которого является входом устройства, а выход подключен к входам полосовых фильтров, Ипороговых блоков, И элементов ИЛИ, й элементов И-НЕ и два И-входовых элемента И-НЕ, при этом каждый пороговый блок выполнен в виде трех двухпороговых компараторов, блок регулировки порога - в виде последовательно соединенных амплитудного детектора, вход которого является входом блока регулировки порога, а выход - его первым выходом, и первого, второго, третьего и четвертого резисторов, вторые отводы первого, второго и третьего из которых являются соответственно вторым, третьим и четвер-тым выходами блока регулировки порога, причем в 1-м канале (где = 1 й) выход амплитудного детектора подключен к первым входам первого, второго и третьего двухпороговых компараторов, выход первого компаратора подключен к первому входу элемента И - НЕ, выходы второго и третьего двухпороговых компараторов через элемент ИЛИ соединены с вторым входом элемента И - НЕ, выход которого является 1-м выходом устройства, первый выход блока регулировки порога соединен с вторыми входами первых двухпороговых компараторов всех каналов, второй выход - с третьими входами первых двухпороговых компараторов всех каналов, третий выход - с вторыми входами второго и третьего каналов, третий выход - с вторыми входами второго и третьего двухпороговых компараторов первого канала и с вторыми входами вторых двухпороговых компараторов остальных каналов, четвертый выход - с третьими входами вторых двухпороговых компараторов всех каналов и с вторым входом третьего двухпорогового компаратора М-го канала, выход амплитудного детектора Й-го канала подключен к второму входу третьего двухпо- рогового компаратора (-1)-го канала, выход амплитудного детектора -го канала - к третьему входу третьего двухвходового компаратора (+1)-го канала, выход первого компаратора 1-го канала - к 1-му входу первого М-входового элемента И - НЕ, выход которого является выходом сигнала "Частота уменьшается", а выход элемента ИЛИ 1-го канала подключен к 1-му входу второго И- входового элемента И - НЕ, выход которого является выходом сигнала "Частота увеличивается",2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что полосовой фильтр каждого канала выполнен в виде полосового активного й-фильтра, 17885711788571 л орректор В,Петраш едакт роизво Заказ 76ВНИИ Составитель Ю,Черны. Техред ММоргентал Тираж Подписноеосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб;, 4/5 венно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101