Частотный детектор

) Н 03 1) 3/02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(53) 621.376.33(088.8 Бюл. У. 47ев, А.Н.Дебальч и тельно соемежду выходиненнымиблока вычи е объе- го четвертогофильтр нижнтель, послеи включенныбъ ключа и овходами чтретьего фильтр ни е,усилител входы ко одсоединены к торые входы -ретьего и ыходу первого, а выходу второго а вых входом которог выходнии чен к вход адержк тОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИ(54)(57) ЧАСТОТНЫЙ ДЕТЕКТОР, содержащий последовательно соединенныефазоинвертор, первыйсумматор и первый амплитудный детектор, последовательно соединенные второй сумматори второй амплитудный детектор, формирователь импульсов стробирования,линию задержки, вход которой подключенк входу фазоинвертора, к входуформирователя импульсов стробировании к первому входу второго сумматоравторой вход которого соединен свторым входом первого сумматора ивыходом линии задержки, а такжепервый и второй усилители, первыйи второй ключи, управляющие входыкоторых подключены к выходу формирователя импульсов стробирования,третий сумматор и первый блоквычитания, первые входы которых люча соответственно, при этом . ежду выходами первого и второго лючей и общей шиной включены соот ветственно первыи и второи конденсаторы, а выход первого блока вычитания является, выходом частотногодетектора, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точности детектирования радиоимпульсныхчастотно-модулированных колебаний,в него введены входной аттенюатор,четвертый сумматор, второй и третийблоки вычитания, включенные соответственно между выходом первогоамплитудного детектора и входомпервого усилителя и между выходомвторого амплитудного детектора ивходом второго усилителя, первый ивторой ограничители, включенныемежду выходами первого и второго услителей и входами первого и второгоключей соответственно, последоваиненные и включенныом первого ключа иторым входомвтороания и первым входомсумматора. первыйих частот и третий усилидовательно соединенныее между выходом второгоединенными вторымитвертого сумматора иока вычитания второйих частот и четвертыйа также пятый сумматор,ого подключены к выходамчетвертого сумматоров,единен с управляющимного аттенюатора,1310 Изобретение .относится к радиотехнике и может быть использовано для контроля многоканальных систем связи.известен частотный детектор (4 Д), содержащий последовательно соединенные первый фазовращатель, первый сумматор, первый усилитель и первый амплитудный детектор, последовательно соединенные второй фазовращатель, второй сумматор, второй усилитель 10 и второй амплитудный детектор, а также линию задержки, вход которой подключен к входам первого и второго фазовращателей и является входом 4 Д, выход линии задержки соединен с вторыми входами первого и второго сум. маторов, блок вычитания и третий сумматор, входы которых подключены соответственно к выходу первого и второго амплитудных детекторов, при этом выход третьего сумматора соединен с управляющими входами первого и второго усилителей, а выход блока вычитания является выходом 4 Д 111.Недостатком данного устройства является низкая точность детектирования импульсных ЧМ-сигналов. Низкая точность детектирования объясняется возникновением переходных процессов при поступлении на вход очередного радиоимпульса. При этом происходит изменение коэффициента передачи регулируемых усилителей отмаксимальнаго значения до значения, соответствующего уровню входного сигнала.,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому являетсячастотный детектор, содержащийпоследовательно соединенные фазоинвертор, первый сумматор, первыйамплитуцный детектор, первый усилитель и первый ключ; последовательно соединенные второй сумматор,второй амплитудный детектор, второй:усилитель и второй ключ, а такжеформирователь импульсов стробирования, линию задержки, вход которойподключен к входу фазоинвертора, "к входу формирователя импульсовстробирования, к первому входувторого сумматора и является входом 50частотного детектора, выход линиизадержки соединен с вторыми входамипервого и второго сумматоров, а также третий сумматор и первый блоквычитания, первые входы которых 55подключены к выходу первого, а вторыевходы - к выходу второго ключа соответственно, при этом между выходом 20первого и второго ключей и общей шиной включены соответственно первый и второй конденсаторы, управляющие входы ключей соединены с выходом формирователя импульсов стробирова-. ния, выход третьего сумматора подключен к управляющим входам первого и второго усилителей, а выход блока вычитания является выходом частотного детектора 2.Известный частотный детектор Обладает более высокой точностью детектирования импульсных частотно- модулированных сигналов, благодаря тому, что управляющее напряжение регулируемых усилителей в паузе между радиоимпульсами входного сигнала запоминается с помощью конденсаторов, вследствие чего отсутствуют переходные процессы в его выходном напряжении.Однако эта точность детектирования в ряде случаев может оказаться недостаточной, что объясняется просачиванием на выход ключей, вследствие их неидеальности, входных"и управляющих импульсов, что приводит к наличию в выходном сигнале частотного детектора выбросов напряжения; При этом влияние этих выбросов напряжения на точность детектирования возрастает при уменьшении девиации частоты входного сигнала. Цель изобретения - повышение точности детектирования радиоимпульсных частотно-модулированных колебаний. Цель достигается тем, что в частотный детектор, содержащий последовательно соединенные фазоинвертор, первый сумматор и первый амплитудный детектор, последовательно соединенные второй сумматор и второй амплитудный детектор, формирователь импульсов стробирования, линию задержки, вход которой подключен к входу фазоинвертора, к входу формирователя импульсов стробирования и к первому входу второго сумматора, второй вход которого соединен с вторым входом первого сумматора и выходом линии задержки, а также первый и второй усилители, первый и второй ключи, управляющие входы которых подключены к выходу формирователя импульсов стробирования, третий сумматор и первый блок вычитания, первые входь которых подЭ , 1131соединены к выходу первого, а вторыевходы - к выходу второго ключа соот ветственно, при этом между выходамипервого и второго ключей и общей.шиной включены соответственно первыйи второй конденсаторы, а выходпервого блока вычитания являетсявыходом частотного детектора, введены входной аттенюатор, четвертыйсумматор, второй и третий блокивычитания, включенные соответственномежду выходом первого амплитудногодетектора и входом первого усилителяи между выходом второго амплитудногодетектора и входом второго усилителя,первый и второй ограничители,включенные между выходами первого ивторого усилителей и входами первогои второго ключей, соответственнопоследовательно соединенные и включен 20ные между выходом первого ключа иобъединенными вторым входом второгоблока вычитания и первым входом четвертого сумматора первый фильтрнижних частот и третий усилитель,25последовательно соединенные и включенные между выходом второго ключаи объединенными вторыми входами четвертого сумматора и третьего блокавычитания второй фильтр нижних частот и четвертый усилитель, а такжепятый сумматор, входы которого подключены к выходам третьего и .четвертого сумматоров соответственно, авыход :сдединен с управляющим входомвходного аттенюатора, выход которого 35подключен к входу линии задержки.ЙНа фиг. 1 приведена структурнаяэлектрическая схема частотногодетектора на фиг. 2 - диаграммы его340работы. Частотный детектор содержит входной аттенюатор 1, фазоинвертор 2, линию 3 задержки, первый, второй 1 третий, четвертый и пятый сумматоры 45 4 - 8, первый и второй амплитудные детекторы 9 и 10, первый, второй и третий блоки 11 - 13 вычитания, первый, второй, третий и четвертый усилители 14 - 17, первый и второй ограничители 18 и 19, первый и второй фильтры 20 и 21 нижних частот(Ф 11 Ч), первый и второй ключи 22 и 23, первый и второй конденсаторы 24 и 25 и формирователь 26 импульсов строби- И рования.Частотный детектор работает следующим образом. 020 аЛиния 3 задержки, фазоинвертор 2, первый сумматор 4 и первый ампли- тудный детектор 9 образуют первый канал частотного детектора. Зависймость напряжения на выходе первого амплитудного детектора 9 от частоты входного сигнала приведена на фиг. 2 а (кривая 1) и описывается выра 1 жением) =1 9 югде А - амплитудный множитель;- время задержки сигналалинией 3 задержки.Второи канал 41) образован линией3 задержки, вторым сумматором 5 ивторым амплитудным детектором 10,, Зависимость напряжения на выходе1второго амплитудного детектора 10приведена на фиг. 2 акривая 2)и описывается выражениемО,р=й соБПусть на вход частотного детекто ра поступает импульсный частотно- модулированный сигнал(фиг, 26), с девиацией частоты 4 ц и средней частотой Иср определяемой выражениемсоответствует настройкечастотногр,детектора на среднюю частоту сигналагде =0,1,2,В соответствии с фиг. 2 а на выхо дах первого и второго амплитудных детекторов 9 и 10 по каждому радио- импульсу будут формироваться видеоимпульсыфиг. 2 в и 2.г), амплитуда которых пропорциональна отклонению частоты входного сигнала от среднего значения Р . Девиация частоты входного сигнала ЬИ соответствует девиации амплитуды этих импульсов на величину0 . Импульсы с выходов первого и второго амплитудных детекторов 9 и 10 через второй и третий блоки 12 и 13 вычитания поступают на входы первого и второго усилителей 14 и 15 с коэффициентом усиления К . С усилением этих импульсов в М раз также в К раз1 О увеличивается девиация амплитудыэтих импульсов.Первый и второй ограничители18 и 19 ограничивают импульсыснизу, при этом порог ограничения 5выбирается таким образом, чтобыне наступало ограничения полезнойдевиацин амплитуды этих импульсов.Таким образом, на входы первого и.второго ключей 22 и 23 поступаютимпульсы с девиацией амплитуды 1 ЬЦно амплитуда этих импульсов вследствие ограничения значительно меньше,чем на выходе первого и второгоусилителей 14 и 15. Одновременно с 5приходом каждого радиоимпульсаформирователь 26 импульсов стробирования формирует стробыфиг. 2 ддлительностью ь Т, на время которыхоткрываются ключи 22 и 23, конденсаторы 24 и 25 при этом заряжаютсядо входного напряжения этих ключей,и после окончания стробов запоминают это напряжение,Сигнал с выхода первого блока1 вычитания, на входы которогопоступает напряжение с первого ивторого конденсаторов 24 и 25,является вьходным напряжением частот.ного детектора, Одновременно сЗОпомощью первого и второго ФНЧ 20 и21 выделяется постоянная составляющая напряжения на выходе первого ивторого ключей 22 и 23, котораяпосле усиления третьим и четвертымусилителями 16 и 17 поступает на 35вторые входы второго и третьего.блоков 12 и 13 вычитания соответственно, Благодаря этому осуществляется центрирование девиацииамплитуды импульсов, поступающих навходы первого и второго ключей 22и 23 относительно нуля(фиг, 2 е иж соответственно), а наличие первогои второго огранинителей 18 и 19 спорогом ограничения бога позволяет45значительно уменьшить амплитудуимпульсов на входе первого и второгоключей, что в сочетании с одновременным увеличением полезной девиации амплитуды на их входе в М разснижает относительную величину выбросов за счет прохождения фронтовимпульсов на их выАод вследствиеих неидеальности(наличие проходной емкости и конечной величины сопротивления закрытого ключа), чтопозволяет повысить точность детектирования. На фиг. 2 з приведенсигнал на выходе первого блока 11вычитания, являющегося выходнымсигналом частотного детектора, Навыходе четвертого сумматора 7 формируется напряжение, равное сумменапряжений постоянных составляющихсигналов в обоих каналах частотногодетектора. Это напряжение зависиттолько от амплитуды сигнала на входечастотного детектора, но не зависитот его полезной частотной модуляции,что позволяет использовать его вцепи автоматической регулировкикоэффициента передачи входного аттенюатора 1 для устранения влиянияпаразитной амплитудной модуляциивходного сигнала. Однако это напряжение изменяется только при очень медленных изменениях амплитуды входного сигнала(вследствие наличия первого и второй ФНЧ 20 и 21) . Для повышения коэффициента подавления паразитной амплитудной модуляции входного сигнала при быстрых изменениях его уровня к выходному сигналу четвертого сумматора 7 с помощью пятого сумматора 8 добавля ется сигнал с выхода третьего сумматора 6, который реагирует на быстрые изменения амплитуды входного сигнала. Выходной сигнал пятого сумматора 8 является управляющим сигналом для входного аттенюатора 1. Так, при увеличении амплитуды сигнала на входе частотного детектора увеличивается напряжение на выходе пятого сумматора 8, котороевоздействует на управляющий входвходного аттенюатора 1 таким образом,что изменение его коэффициентапередачи компенсирует влияние изменения уровня входного сигнала наработу частотного детектора, Впредлагаемом частотном детекторетакже снижается влияние просачиванияна выход ключей управляющих импульсовза счет паразитных внутренних связей в ключе), что также достигаетсяза счет увеличения девиации входныхимйульсов в 1 раз,