Синхронный детектор

 

СИНХРОННЫЙ ДЕТЕКТОР, содержащий дифференциальный усилитель, параллельно соединенные две идентичные ветви, каждая из которых содержит последовательно соединенные ключ и реактивный элемент, опорный генератор, прямой выход которого подключен к управляющему входу ключа первой ветви, а инверсный - к управляющему входу ключа второй ветви , при этом одна общая точка двух идентичных ветвей через входной резистор подключена к источнику входного сигнала, а другая соединена с общей шиной, отличающи йс я тем, что, с целью увеличения отношения сигнал/шум, в него введены пиковый детектор положительных импульсов и пиковый детектор отрицательных импульсов, входы которых объединены и подключены к выходу дифференциального усилителя, выходы пиковых детекторов положительных и отрицательных импульсов подсоединены к входам введенного алгебраического сумматора, выход которого является выходом синхронного детектора , а также первый и второй до (Л полнительные ключи, включенные соответственно между точкой соединения ключа и реактивного элемента каждой ветви и одним из входов дифференциального усилителя, при этом управляющие входы первого и второго дополнительных ключей соединены соответственно с инверсным и пря мым выходами опорного генератора, 00 а реактивные элементы выполнены в виде катушек индуктивностей. а Од

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)Ф Н 03 D 3/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 6 С,—, 1

Мф, " "«t 1Я ф07, (21) 3707068/24-09 (22) 02.03.84 (46) 23.11.85. Бюл. У 43 (71) Ордена Трудового Красного

Знамени институт радиотехники и электроники АН СССР и Специальное конструкторское бюро Ордена Трудового Красного Знамени института радиотехники и электроники АН СССР (72) В.В. Акиндинов, Е.М. Базарный, Б.Г. Игнатов, И.В. Лишни и В.Г. Макисменко (53) 621.376.239 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 720682, кл. Н 03 D 3/18, 25.07.77.

Авторское свидетельство СССР

М 326702, кл. Н 03 D 3/18, 04.05.70,. (54)(57) СИНХРОННЫЙ ДЕТЕКТОР, содержащий дифференциальный усилитель, параллельно соединенные две идентичные ветви, каждая из которых содержит последовательно соединенные ключ и реактивный элемент, опорный генератор, прямой выход которого подключен к управляющему входу ключа первой ветви, а инверсный — к управляющему входу ключа второй ветви, при этом одна общая точка двух

„„SU„„)l 193766 A идентичных ветвей через входной резистор подключена к источнику входного сигнала, а другая соединена с общей шиной, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения отношения сигнал/шум, в него введены пиковый детектор положительных импульсов и пиковый детектор отрицательных импульсов, входы которых объединены и подключены к выходу дифференциального усилителя, выходы пиковых детекторов положительных и отрицательных импульсов подсоединены к входам введенного алгебраического сумматора, выход которого является выходом синхронного детектора, а также первый и второй дополнительные ключи, включенные соответственно между точкой соединения ключа и реактивного элемента каждой ветви и одним из входов дифференциального усилителя, при этом управляющие входы первого и второго дополнительных ключей соединены соответственно с инверсным и прямым выходами опорного генератора, а реактивные элементы выполнены в виде катушек индуктивностей.

1193766

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для выделения слабых периодических сигналов на фоне помех.

Цель изобретения — увеличение отношения сигнал/шум.

На чертеже представлена функциональная электрическая схема предлагаемого синхронного детектора.

Устройство содержит дифференциальный усилитель 1, параллельно соединенные две идентичные ветви 2 и 3, каждая из которых содержит ключ 4 и реактивный элемент — катушку индуктивности 5, опорный генератор 6, входной резистор 7, пиковый детектор

8 положительных импульсов, пиковый детектор 9 отрицательных импульсов, алгебраический сумматор 10, первый 11 и второй 12 дополнительные ключи.

Устройство работает следующим образом.

Опорный генератор 6 вырабатывает напряжение, по частоте и фазе совпадающее с выделяемым сигналом.

Пусть в положительную полуволну сигнала ключ 4 ветви 2 и ключ 12 зам кнуты, а ключ 4 ветви 3 и ключ 11 разомкнуты. При этом катушка 5 ин дуктивности накапливает входной сигнал, а катушка индуктивности ветви 3 отдает накопленную во время предыдущего полуперкода энергию на один из входов дифференциального усилителя 1.

Постоянная времени разряда катушки 5 индуктивности выбирается короткой по сравнению с полупериодом сигТ нала вЂ, вследствие чего на входах дифференциального усилителя 1 при замыкании дополнительных ключей 11 или 12 поочередно формируются остроконечные импульсы напряжения боль— шой амплитуды с экспоненциальньи спадом. Причем, на одном из входов импульсы постоянно положительные, а на втором — отрицательные, поэтому выходные импульсы дифференциального усилителА 1, поступающие на пиковые детекторы 8 и 9, имеют одну полярность, например положительную. При этом на выходе пикового детектора 8 положительных импульсов устанавливается постоянное напряжение, близкое по величине к амплитуде его входных импульсов. На выходе пикового детектора 9 отрицательных импульсов напряжение равно нулю . Напряжение на вы5 !

О

f5

4S

55 ходе алгебраического сумматора 10 равно выходному напряжению пикового детектора 8 положительных импульсов.

При несовпадении частот опорного генератора 6 и входного сигнала импульсы на выходе дифференциального усилителя 1 становятся разнополярными.

На выходе пикового детектора 9 отрицательных импульсов появляется отрицательное напряжение, которое вычитается в алгебраическом сумматоре 10 из положительного выходного напряжения пикового детектора 8 положительных импульсов, в результате чего выходное напряжение синхронного детектора уменьшается. При больших постоянных времени пиковых детекторов 8 и 9 уже небольшое несовпадение частот приводит.к уменьшению.выходного напряжения почти до нуля ° Увеличение отношения сигнал/шум достигается уменьшением собственного шума синхронного детектора. А уменьшение собственного шума синхронного детектора достигается с одной стороны увеличением коэффициента передачи, с другой стороны — уменьшением напряжения дрейфа нуля на выходе синхронного детектора. Увеличение коэффициента передачи достигают сжатием входного сигнала в короткие импульсы большой амплитуды. Ток в катушке 5 индуктивности в момент переключения ее на большое входное сопротивление дифференциального усилителя 1 не может изменить свое значение, поэтому амплитуда импульсов на входах дифференциального усилителя значительно превосходит амплитуду исходного сигнала. Ограничение величины входного сопротивления дифференциального усилителя 1 сверху связано с необходимостью иметь апериодический разряд индуктивности, который при черезмерном увеличении входного сопротивления дифференциального усилителя 1 превращается в затухающий колебательный. Напряжение дрейфа нуля на выходе синхронного детектора определяется дрейфом нуля алгебраического сумматора

10. Дрейф нуля алгебраического сумматора определяется коэффициентом усиления, который равен единице.

Дрейф нуля дифференциального усилителя 1 не попадает на выход синхронного детектора, так как пиковые детекторы 8 и 9 не реаСоставитель В. Цветков

Техред С.Мигунова Корректор М. Макснмишинец

Редактор В. Иванова

Заказ 7323/57

Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д . 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4 гируют на медленно меняющееся напряжение.

Усиление коротких импульсов требует от дифференциального усилителя

1 широкой полосы, что приводит к появлению на его выходе высокочастотных шумов. Икея близкий к нормаль ному закон распределения с нулевыми средним значением, они одинаково детектируются обоими пиковыми детекторамн 8 и 9 и вычитаются в алгебраическом сумматоре 10. Однако

193766 4 вследствие неизбежных погрешностей при детектировании и суммировании на выходе синхронного детектора появляется некоторое напряжение, вызванное наличием собственного шума дифференциального усилителя 1, которое тем меньше, чем меньше отличаются между собой коэффициенты передачи пиковых детекторов 8 и 9

10 и коэффициенты передачи алгебраического сумматора 10 по разньи входам.