Дискриминатор

 

ДИСКРИМИНАТОР, содержащий первый и второй каналы, каждый из которых содержит последовательно соединенные регулируемый усилитель, фильтр, взаимно ортогональный с фильтром другого канала, и согласующий каскад, причем выходы каналов подключены соответственно к первому и второму входам первого перемножителя , выход которого соединен с входом первого интегратора, выход кото .рого соединен с выходной шиной, последовательно соединенные третий фильтр, вход которого подключен к выходу регулируемого усилителя первого канала, третий согласующий каскад и второй перемножитель, второй вход которого подключен к выходу второго канала, и второй интегратор, выход которого подключен к управляющим входам регулируемых усилителей первого и второго каналов, входы которых соединены соответственно с первой и второй входными шинами, отличающийся тем, что, с делью расширения полосы захвата путем увеличения диапазона определяемых дискриминатором временных сдвигов, в него введены блок выделения модуля сигнала, ел нелинейныйпреобразователь и сумматор , при этом входы блока выделения модуля и нелинейного преобразователя подключены соответственно к выходам первого и второго перемножителей, а выходы подключены соответственно к первому и второму входам сумматора, | третий вход которого соединен с исч точником эталонного напряжения, а выч ход - с входом второго интегратора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ И4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ/

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3675046/24 — 21 (22) 13. 12.83 (46) 07.09.85. Бюл. У 33 (72) Ф.А.Кашин, В.П.Кубенин, Г.П.Садовников, А.М.Столяров, А.В.Подольский и Ю.Б.Кузнецов (53) 621.317.77(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

256865, кл. G 01 R 25/00, 08.07.68.

Авторское свидетельство СССР

Ф 885918, кл. G 01 R 25/00, Н 03 К 5/22, 26.02.79. (54)(57) ДИСКРИМИНАТОР, содержащий первый и второй каналы, каждый из которых содержит последовательно соединенные регулируемый усилитель, фильтр, взаимно ортогональный с фильтром другого канала, и согласующий каскад, причем выходы каналов подключены соответственно к первому и второму входам первого перемножителя, выход которого соединен с входом первого интегратора, выход кото.рого соединен с выходной шиной, последовательно соединенные третий (5!)4 G 01 R 25/00, Н 03 D 3/02 фильтр, вход которого подключен к выходу регулируемого усилителя первого . канала, третий согласующий каскад и второй перемножитель, второй вход которого подключен к выходу второго канала, и второй интегратор, выход которого подключен к управляющим входам регулируемых усилителей первого и второго каналов, входы которых соединены соответственно с первой и второй входными шинами, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью расши рения полосы захвата путем увеличения диапазона определяемых дискриминатором временных сдвигов, в него введены блок выделения модуля сигнала, нелинейный преобразователь и сумматор, при этом входы блока выделения модуля и нелинейного преобразователя подключены соответственно к выходам первого и второго перемножителей, а выходы подключены соответственно к первому и второму входам сумматора, третий вход которого соединен с источником эталонного напряжения, а выход — с входом второго интегратора.

1 11777

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах автоматического сопровождения для измерения относительных временных сдвигов двух сигналов произвольной 5 формы.

Целью изобретения является расширение полосы захвата -дискриминатора путем увеличения диапазона определяемых устройством временных сдвигов 10 входных сигналов.

На фиг. 1 приведена структурная схема дискриминатора, на фиг. 2 форма дискриминационных характеристик. 15

Дискриминатор содержит первый и второй каналы 1 и 2, каждый из которых содержит последовательно соединенные регулируемые усилители 3 и 4, линейные взаимно ортогональные фильт-20 ры 5 и 6 и согласующие каскады 7 и 8 соответственно. Кроме того, дискриминатор содержит первый перемножитель

9, первый интегратор 10, выход которого соединен с выходной шиной 11, 25 третий линейный фильтр 12, третий согласующий каскад 13, второй перемножитель 14, второй интегратор 15, первую и вторую входные шины 16 и 17, соединенные с входами, соответственно, регулируемых усилителей 3 и 4, блок

-18 выделения модуля сигнала, нелинейный преобразователь 19, сумматор 20 и источник 21 эталонного напряжения.

Выходы первого и второго согласующих каскадов 7и 8 соединенысоответ35 ственно с первым и вторьм входамй первого перемножителя 9, выход кото-. рого соединен с входом первого интегратора 10 и через блок 18 с первым

40 входом сумматора 20. Выход первого регулируемого усилителя 3 через последовательно соединенные третий линейный фильтр 12 и согласующий каскап

13 соединен с первым входом второго

45 перемножителя, 14, второй вход которого соединен с выходом второго согласующего каскада 8, а выход через нелинейный преобразователь 19 - с вторым входом сумматора 20, третий вход

50 которого соединен с источником 21, а выход через второй интегратор 15 с управляющими входами регулируемых усилителей 3 и 4.

Коэффициент усиления регулируемых 55 усилите ей 3 и 4 пропорционален величине нап яжения Ьрр на их управляющих входах. Фильтры 5 и 6 взаимно ор66 г тогональны. Фильтр 12 аналогичен фильтру 6. Нелинейный преобразователь

19 имеет коэффициент передачи p= 1 для U О и б = 0,5 для Б (О, где U — выходной сигнал второго пе1Ф ремножителя 14.

Дискриминатор работает следующим образом.

Пусть на входные шины 16 и 17 дискриминатора поступают эталонный и. текущий Ч сигналы с взаимным относительным сдвигом

9 з= А с- > 4т= А созо (1 + t,), где А и А — амплитуды текущего т э и эталонного сигналов соответственно; à — временной сдвиг между текущим и эталонным сигналами.

После прохождения через усилители

3 и 4 и взаимно ортогональные фильтры 5 и 6, имеющие передаточные функ1 . ТР ции — — -- и — — —,сигналы поступа1+т 1+т ют на входы первого перемножителя 9.

Выходной сигнал перемножителя 9 U> сглаживается первым интегратором 10.

На выходе интегратора 10 формируется сигнал, пропорциональный сдвигу межV VT.

Этот сйгнал определяет дискриминационную характеристику (ДХ) дискриминатора. Одновременно сигналы с выходов усилителей 3 и 4 через фильтры

12 и 6, имеющие передаточные функции поступают на входы второго

Тр

1+ тр перемножителя 14. При этом на выходе интегратора 15 формируется сигнал, пропорциональный производной по сдвигу от ДХ дискриминатора. Значение этого сигнала пропорционально крутизне ДХ. При подаче этого сигнала на

1 управляющий вход регулируемого усилителя 4 выходное напряжение второго перемножителя 14 стабилизируется благодаря схвату его цепью АРУ. Это обеспечивает стабилизацию ДХ по крутизне.

Определим ДХ по сдвигу с учетом стабилизирующего действия АРУ по кру4 тизне. Сигналы на выходах перемножителей 9 и .14 могут быть представлены следующими математическими выражениями: 2 т2

U . = A. A 7U pq y icos (At + н = з т Рег1+1„1 тх

arctg — )сов(уй + N i + arctg--)

ыт Й

1177766

= А А U — — — — (сов шСв сов(2ыв

Гт э т реГ 1 + г.т

+ и7 + 2atctg — ));

1 (1) г ()Т 5

U = А А U †--- †-cos(wt +

9 э т РРГ1 + 2Т1

+ arctg--)cos(tot +(А) (, — arctgvt)=

I (ФФ (А)Т

Аз Ат 2 (дт — --U сов(() ( ре 1 + „2 т

1 — arctg(2)t — arctg †) + cos(2(ut + .

o)T

+ td (,+ arctg — — arctg(t)T)$ (2) в\

T и)т

2 где Uper — величина напряжения на 15 выходе интегратора ls.

Действие АРУ по крутизне сводится к тому, что напряжение на выходе интегратора 15 в установившемся режиме, в среднем за время обработки Т 20 о ът (Т, »;), должно быть равно нулю, т.е. должно быть справедилво выражение ())U @4 + в())) в/ E) dt = О, (3) о где. ф — коэффициент передачи нелинейного преобразователя (Р= 1 при U 11 Э 0 и -3=

0,5 при Ugg О);

Ы вЂ” весовой коэффициент сигна-30 ла блока 18 выделения модуля.

После интегрирования по времени t выражения (3) с учетом подстановки в него U и U> из выражений (1) и (2) З5 получаеИ зависимость между эталонным напряжением Е и выходными сигналами перемножЬтелей в следующем виде

МЭ А гП е Г (А т ,о 1 +ы Т - 40 Т соз 10 1+

AeA;yU ðâã ют

1 +() Т ,+g; то )sinw7L (4)

Интегрирование IIQ BppMPEIH t выражения (2) для Бз приводит к выражению для дискриминационной характеристики

Р(Й) в нестабилизированном дискриминаторе

2:

AyAvU p«LoT

П(-) — — —.— --- --- — — -Т- sinatra

2 1 + битти 0 (s)

Подставив в i(5) значение И « из (4), находим дискриминационную характеристику в стабилизированном дискримпнаторе в зависииости от параметров контура АРУ по крутизне в следующем виде

ЕТ s in м (.

Р(Г) б()ФТ gos ы v+--M(sin(d ) (6) Выражение для крутизны дискриминационной характеристики может быть получено как .производная по от выражения (6) .

При Т= 0 имеем D (0)

Ето Т

js

Вблизи нулевых рассогласований ДХ не зависит от амплитуды и от частоты входного гармонического сигнала.

Дискриминационная характеристика для известного дискриминатора получается из выражения (6) при o(,= 0 и j3= 1

Ето и) i в(Д (7) (.А) Т

По выражениям (6) и (7) на фиг.2 представлены характеристики, сравнительный анализ которых позволяет сделать вывод, что введение в цепь АРУ по крутизне дополнительных блоков (нелинейного преобразователя 19, блока 18 выделения модуля и сумматора

20) примерно в два раза расширяет полосу захвата, так как увеличивается диапазон измеряемых временных сдвигов, кроме того, улучшается линейность дискриминационной характеристики. Онтимальные значения коэффициента жл" в точки зрения линейности наход3г1 ся в диапазоне 1 — 2,0.

1177766

1177766

Составитель А.Смирнов

Редактор 0.Юрковецкая Техред И.Асталош

Корректор M.Äåì÷èê

Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4

Заказ 5550/46 Тираж 748

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5