Цифровой частотный детектор

(51)М. Кд. Н 04 Ь 27/14 с присоединением заявки М 3 Ьвударстввный квмнтет СССР во делам язабретеннй и отнрцтнй,5 (088,8) Дата опубликования описания 25.11.82(54) ЦИфРОВОИ ЧАСТОТНЫЙ ДЕТЕКТОР Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах передачи данных. По основному авт, св. % 720779 известен пифровой частотный детектор, содержащий ограничитель, выход которого соединен с входами триггера, выход которого подключен к первому входу регистра, второй вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, прн этом выходы регистра подключены к входам мажоритарного блока, выход иввертора подключен к первому дополнительному входу триггера, второй и третий дополнительные входы которого соединены с выходом первого ждущего мультивибратора, вход которого соединен с входом инвертора, четвертым дополнительным входом триггера и выходом второго ждущего мультивибратора, к входу которого подключен выход ограничитеы. ля 11. Однако в известном детекторе недостаточная помехоустойчивость.Цель изобретения - повышение дом хоустойчивости. Для ог в пифровой сточный дефтектор введены последовательно соединенные блок счета импульсов входного сигнала и формирователь импульсов сбро са, причем первый, второй и третий вхо ды блока счета импульсов входного сигнала соединены соответственно е входом одного и выходом другого ждущих мультФ внбраторов и выходом формирователя импульсов сброса, а выходы соответствен но с дополнительными входами триггера,и первым входом формирователя импульсов сброса, второй вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты а третий вход - с выходом мажора тарного блока,Блок счета импульсов входного сигнала состоит из последовательно соединееных инвертора, первых элемента И, счеп Й,460 бчика и триггера н вторых элемента И, счетчика й триггера,.выход последнего является выходом блока счета импульсов входного сигнала, первый выход первого триггера соединен с вторам входом 5 второго элемента И и является первым выходом блока счета импульсов вторые входы первых и вторых счетчиков и триг геров объединены, третий вход второго элемента И и второй вход первого эле ф мента И,объединены и являются вторым входом блока счега-импульсов входного сигнала, третьим входом которого являются объединенныевход инвертора итретий вход второго элемента И, первый выход первого триггера является вторым выходом блока счета импульсов входного сигнала, формирователь импульсов сброса состоит из регистра сдвига и элемента 2 ИИИЛИ-НБ, причем первый вход 20 регистра сдвига является первым входом формирователя импульсов сброса, вторым входом которого является тактовый вход регистра сброса, второй вход которого является третьим входом формирователя И импульсов сброса, выходы регистра сдвига соединены с соответствующими входами элемента 2 ИИИЛИ-НЕ, выход которого является выходом формирователялульсов сброса. ЗО- входного сигнала, формирователь 3.0 ггл. ов сброса, блок 9 состоит из ,-;лен:,1.:-;в И 11,12, счетчиков 3.3,14, 4 о тр.ггеров 15,18 и инвертора 17, формирователь 1 О состоит из регистра 18 сдвига и элемента 2 ИИИЛИ-НЕ 19,."ройство работает следующим образом. 45Входной сигнал поступает на ограничитель 1, который формирует прямоугольные .".к;пульсы, следующие с частотой полтаве;п.ч равной частоте входного сигнала,;одной сигнал ограничители 3. посту,ует на счетный вход триггера 2 на вход ждущего мулы ивибратора 6, включая его, и на третьи входы элементов И 11,12.Длительность выходного импульса ждуще-. го м.льтивибратора 8переменная, ве-55 личина. которая определяется частотой входного сигнала. При поступлении на вход детектора сигнала с нижней характеристической частотой хдлительностьвыходных импульсов ждущего мультивибратора 6 равна Г, -1/1 . При поступлении на вход детектора сигнала сверхней характеристической частотойдлительность Г выходных импульсовждущего мультивибратора 6 равна бесконечности. Выходные импульсы ждущегомультивибратора 6 задним фронтом включают ждущий мультивибратор 7, выходные импульсы которого имеют отрицательную полярность и постоянную дли-тельность равную б .Пусть на вход детектора поступаетсигнал с верхней характеристическойчастотой , тогда на выходе ждущего мультивибратора 6 поддерживаетсяпостоянный уровень выходного напряжения(логическая 1 ), т.е. длительность выходного импульса равна бесконечности, При этомтриггер 2 находится в единичном состоянии,триггеры 15 и 16 в нулевом состоянии и навыходах ждущего мультивибратора 7 имажоритарного блока 5 уровень логичеокой 3.,Пусть частота сигнала на входе детектора изменяется отдо 1 Н, В диапазоне изменения частоты сигнала от 1дотриггеры 2,15,16, ждущие мультивибраторы 6, 7 сохраняют предыдущеесостояние, На выходе мажоритарногоблока 5 также сохраняется уровень логической 1. При достижении частотой сигнала величины 1 на выходе ждущего мультивибратора 6 сформируется импульс, который задним фронтом включает ждушиймультивибратор 7, формирующий первыйсигнал блокировки, который формируетсяво время изменения частоты входного ситнала отдо . Таким образом навремя изменения частоты входного сигнала отдотриггс, 2 заблокирован и сохраняет предыдущее состояние.Кроме того, триггер 2 заблокирован вторым сигналом блокировки, формируемымтриггером сигнала отдо , Длительность егор определяется емкостьюК 1 счетчика 1 3 импульсов, причемГС;и П КК, где П - порог сраба,тывания мажоритарного блока 5. Такимобразом, второй сигнал блокировки блокирует триггер 2 до тех пор, пока вовремя изменения частоты входного сигнала от х 2 до К+ (Ц текущее значение частоты) на счетчик 13 импульсовне поступит К импульсов входного сигнала. Наличие второго сигнала блокировки позволяет уменьшить искажения выходного.сигнала (преобладания,дробления),что объясняется следующим образом.5 974600 ЬПусть в момент времени 1 частота ходной сигнал которого поступает на втовходного сигнала достигла значениярой информационный вход регистра 18причем следующее ее значение Х в мо- сдвига, на первый информационный и тек-мент времени 1 должно быть-товый входы которого поступают сигналы+ 2т.е. находиться в диапазоне частот от 5 с выхода мажоритарного блока 5 и с додо(в зоне действия первого сиг полнительного выхода генератора 4 опорнала блокировки, формируемого ждущим ной частоты,мультивибратором 7), Пусть при этом в Выходной сигнал триггера 16 даетмомент времени 1 частота входного разрешение на формирование импульсасигнала под действием помех приняла 16 сброса, который вырабатывается формизначение 1+ с х, т.е, за зоной дей- рователем 10 импульсов сброса в моментствия первого импульса блокировки. Од- изменения полярности выходного напринако триггер 2 не изменит своего со- жения мажоритарного блока 5. Импульсстояния, так как он заблокирован вторым сброса устанавливает в нулевое" (иосигналом блокировки, который формирует 1 З ходное) положение счетчики 13 и 14ся триггером 15. После окончания дей импульсов и триггеры 15 и 16. Выходнойствия помехи частота входного сигнала в сигнал триггера 15 блокирует триггер 2момент времени Е примет значение и закрывает элемент И 12,.гЪХх,2 и чалее последовательно будет Таким образом, триггер 2 сохраняетпринимать значения, которые удовлетворяь 29 свое состояние до момента обратногоют условию хс Х+ с Хдо момента перехода частоты входного сигнала отвремени когда значение 1 равнодо 1, когда частота входного сит 1, В интервале времени от Ь до 14 нала достигнет значения 1 7Припервый сигнал блокировки, поступает че-. этом исключаются искажения выходногорез инвертор 17 на элементы И 11 и И сигнала частотного детектора, которыедает разрешение на прохождение импуль- возникают из-за воздействия помех насов с выхода ограничителя 1 на счетчик входной сигнал.13 импульсов. Импульс переполнения счет- В момент времени, когда с триггераП т.чика 13 импульсов включает триггер 15. 2 сняты сигналы блокировок под воз й Э дери этом элемент И 11 закрыт и снят ЗО ствием на входной сигнал импульсных ивторой сигнал блокировки с триггера 2 и других видов помех, нарушающих рабатуэлемента И 12. В момент времени Ь, детектора, в выходном сигнале триггеракогда частота входного сигнала достиг. 2 постуйающем в регистр 3 (сдвига),нет значенияс триггер 2 под дей- могут появиться дробления. Исключениествием выходных импульсов ограничителя З дроблений происходит следующим обра 1 переключается в противоположное со- зом.Выходной сигнал триггера 2 постуТаким образом, триггер 2 сработает пает на информационный вход регистра 3только в момент времени, когда частота сдвига и каждым импульсом генератора7входного сигнала достигнет значения ф 4 опорной частоты продвигается на ин,од7 . При отсутствии второго сигнала разряд. Выход каждого разряда регистраблокировки триггер 2 изменит свое состо сдвига подключен к соответствующем У.яние в момент. времени ; (время дей- входу мажоритарного блока 5, Пусть рествия помехи) и сохранит его до момен- гистр 3 сдвига имеет М разрядов, тогдата обратного перехода частоты входногобаза анализа равна м, а решение о знасигнала от н до Х, когда частотасигнала от Хчении выходного детектора принимаетсявходного сигнала достигнет значения по И разрядам (где М и и - целые числХ . Следовательно, в этом случае ла, Ь - нечетное и И) - ). Если вы 171длительность телеграфной посылки увели- ходной сигнал триггера 2 имеет уровеньчнтся на величину приблизительно равную логической 1, но из-за воздействия пок Тор. мех появляются дробления (логическиеПри дальнейшем изменении частоты О), а выходной сигнал триггера 2 не.входного сигнала от значения 1 (прерывно записывается и продвигаетсядо значения 1 = И (с момента времени по разрядам в регистре 3 сдвига, то в1 ) импульсы с выхода ограничителя 1 данный момент времени каждый разрядЯчерез элемент И 12 поступают на счет- регистра 3 сдвига примет какое-либочик 14 импульссв, емкость которого определенное значение (логический 0КП. Импульс переполнения счетчика или логическая 1). Если число разрядов14 импульсов включает триггер 16, вы- регистра 3 сдвига, в данный моментвремени находящихся в нии логйческий О, удоийетворяет соотношениюЙ 7 уее-и, то на выходе частотного, детектора состояние логической 1 . Такимобразом исключены дробления выходного зсигнала. Смена полярности выходногосигнала детектора происходит только тоеъ.да, когда число разрядов регистра 3сдвига, находящихся в состоянии лож-ческой О, равно 8 7 уп -и, Это справед-16ливо и при обратном переходе из состояния логической 0 в состояние логической 1.Таким образом использование новыхэлементов (блока 9 счета импульсов вход ного сигнала и формирователя 10 импульсов сброса) устраняет искажения выходного сигнала детектора (преобладания,дробления) из-за действия помех в момент изменения частоты входного сигнала и при длительном поступлении на входдетектора сигнала с верхней или нижнейхарактеристическими частотами. И предложенном устройстве при введении новыхэлементов повышается помехоустойчьвость по отношению к импульсным помехам, что повышает помехоустойчивостьприемного тракта линии связи, и в результате достоверность принимаемых телеграфных сообщений (один Бз Осееовкых ЗОкритериев при опенке качеству линии свяЗИ,е:.мула изобретения1, ееифровой частотный детектор по авт., св,720779, О г л и ч а ю щ и й:.:., что, с целью повышения поеехд:, с г.,:;чавостее, введены последователь- щ "т" согч 1 иенные блок счета еемееуяьсов входееого сигнала и формирователь иипульсов сброса, причем ееррвьей, второй и тре-, и;у блоеа счета импульсов входного ,д"нала соединены соотВе"ГстВенноВХОДОл РЧОЕ О И ВЫХОДМ ДРУГО О ЖДЯфф неих ъ.",кл.-тивибоаторов и вьцюдомформеещовгг:т к,щульсов сбросаа выходы со ответственно с дополнительными входами триггера и первым входом формирователя импульсов сброса,второй вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, а третий вход - с выходом мажоритарного блока.2. Детектор по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что блок счета импульсов ВходнОГО сиГнала состоит из после довательно соединенных инвертора, первых элемента И, счетчика и триггера,и вторых элемента И, счетчика и триггера, выход последнего является выходом блока счета импульсов входного сигнала, первый выход первого триггера соединен с вторым входом второго элемента И и является первым выходом блока счета импульсов, вторые входы первых и вторых счетчиков и триггеров объединены, третий вход второго элемента И и второй вход первого элемента И объединены и являются вторым входом блока счета импульсов входного сигнала, третьим входом которого являются объединенные вход инвертора и третий вход второго элемента И, первый выход первого триггера является вторым выходом блока счета импульсов входного сигнала.3, Детектор по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что формирователь импульсов сброса состоит из регистра сдвига и элемента 2 ИИИЛИ-НЕ, причем первый вход регистра сдвига является первым входом формирователя импульсов сброса, вторым входом которого является тактовый вход регистра сброса, второй вход которого является третьим входом формирователя импульсов сброса, выходы регистра сдвига соединены с соответствуеощими входами элемента 2 И 2 ИИЛИ-НЕ, выход которого является выходом формирователя импульсов сброса Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР720779, кл. Н 045 27/14 1978Составитель Н. ЛазареваРедактор О. Колесникова Техред М. Тепер КЗаказ 8736/78ВНИИПИ рректор В. Прокненк Подписное илиал ППП фПатент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 688Государственного коо делам изобретенийМосква, Ж, Ра ета СССР открытий кая наб., д 4/б