Адаптивный частотный детектор

 

АДАПТИВНЫЙ ЧАСТОТНЫЙ ДЕТЕКТОР , содержащий последовательно соединенные первый фазовращатель, первый сумматор, первый амплитудный детектор и выходной блок вычитания, последовательно соединенные и включенные между выходом первого фазовращателя и вторым входом выходного блока вычитания фазоинвертор, второй сумматор и второй амплитудный детектор, последовательно соединенные и включенные между выходом выходного блока вычитания и входом управления первого фазовращателя, фильтр нижних частот, усилитель и интегратор, между вьпсодом и входом сброса которого включены последовательно соединенные пороговый элемент и формирователь импульсов, линия задержки, вход которой объединен с входом первого фазовращателя и является входом адаптивного частотного детектора, а вторые входы первого и второго сумматора объединены между собой, о тлич ающийс я тем, что, с целью повьшгения точности детектирования,в него введены второй фазовращатель,включенный i между выходам линии задержки и вторысл ми входами первого и второго сумматоров , инвертор напряжения, включенный Между выходом интегратора и входом управления второго фазовращателя, пороговый элемент выполнен двухпороговым и его второй вход соединен с выходом инвертора напряжения.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

018 A (19) (И) (51)4 Н 03 D 3/02 зс -ю

И,,;,.Л

ВВВжотаКА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

f10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3727016/24-09 (22) 12.,04.84 (46) 30,12.85. Бюл, Р 48 (72) С,А.Косарев и А.Н.дебальчук (53) 621.376.33(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 154898, кл. Н 03 D 3/02, 1962.

Авторское свидетельство СССР

9 1113875, кл. Н 03 D 3/02, 1982. (54) (57) АЦАПТИВНЫЙ ЧАСТОТНЫЙ ДЕТЕКТОР, содержащий последовательно соединенные первый фазовращатель, первый сумматор, первый амплитудный детектор и выходной блок вычитания, последовательно соединенные и включенные между выходом первого фазовращателя и вторым входом выходного блока вычитания фаэоинвертор, вто.рой сумматор и второй амплитудный детектор, последовательно соединенные и включенные между выходом выходного блока вычитания и входом управления первого фазовращателя, фильтр нижних частот, усилитель и интегратор, между выходом и входом сброса которого включены последовательно соединенные пороговый элемент и формирователь импульсов, линия задержки, вход которой объединен с входом первого фаэовращателя и является входом адаптивного частотного детектора, а вторые входы первого и второго сумматора объединены между собой, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьш ения .1 точности детектирования,в него введены второй фаэовращатель,включенный между выходом линии задержки и вторыми входами первого и второго сумматоров,инвертор напряжения, включенный между выходом интегратора и входом управления второго фазовращателя, пороговый элемент выполнен двухпороговым и его второй вход соединен с выходом инвертора напряжения.

1202018

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для демодуляции ЧМ-сигналов с нестабильной несущей частотой.

Цель изобретения — повышение точности детектирования.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема адаптивного частотного детектора; на фиг. 2диаграммы его работы.

Адаптивный частотный детектор содержит линию 1 задержки, первый и второй фазовращатели 2 и 3, фазоинвертор 4, первый и второй сумма- . торы 5 и 6, первый и второй амплитудные детекторы 7 и 8, выходной блок 9 вычитания, фильтр 10 нижних частот, усилитель 11 интегратор

12, инвертор 13 напряжения, двухпороговый элемент 14 и формирователь 15 импульсов.

Адаптивный частотный детектор работает следующим образом.

Линия 1 задержки, первый и второй фазовращатели 2 и 3, фазоинвертор 4, первый н второй сумматоры

5 и 6, первый и второй амплитудные детекторы 7 и 8 и выходной блок 9 вычитания образуют широкополосный частотный детектор, детекторная характеристика которого является периодической и содержит большое число чередующихся линейных участков с положительной и отрицательной к рутизной

0(ы) A «6 5)q — + — ——

I где А — амплитудный множитель; — время задержки сигнала линией 1 задержки

g,и д — фазовые сдвиги, вносимые первым и вторым фазовращателями 2 и 3.

Зависимость 11(G)}приведена на фиг. 2, кривая 1 (для ф =p =О).

В исходном состоянии напряжение на выходе интегратора 12, а следовательно, и на входах управления первого и второго фазовращателей 2 и 3 равно нулю, равны нулю и вносимые ими фазовые сдвиги Ч, и ч"

При поступлении на вход адаптивного частотного детектора ЧМ-сигнала с несущей частотой 4) на выходе выходного блока 9 вычитания формируется продетектированный сигнал

Допустимые пределы изменения не55 сущей частоты Яс входного сигнала определяются диапазоном перестройки первого и второго фазовращателей

2 и 3, который реально ограничен, 10

ЧМ с напряжением постоянной состав. ляющей 0О (фиг. 2). Напряжение Оо, определяющее расстройку точек перехода через нуль-детекторной характеристики относительно частоты сд, Сy выделяется фильтром 10 нижних частот, усиливается усилителем ll u поступает на вход интегратора 12, Напряжение на его выходе начинает увеличиваться, а следовательно, увеличивается напряжение на входе управления первого фазовращателя 2, а на входе управления второго фазовращателя 3 — уменьшается по абсолютной величине, так как он соединен с выходом интегратора !2 через инвертор 13 напряжения. Первый и второй фазовращатели 2 и 3 начинают вносить разные по знаку фазовые сдвиги, абсолютное значение которых возрастает по мере увеличения напряжения на выходе интегратора 12. В результате детекторная характеристика начинает смещаться влево до совпадения частоты сд, т.е, с ближайшей точкой перехода через ноль линейного участка детекторной характеристики, с крутизной определенного знака (положительной или отрицательной — определяется знаком крутизны управления фазовращателей управляющим напряженнем}, в данном случае — с отрицательной (фиг. 2) . При этом напряжение 0 на выходе выходного блока 9 вычитания, а следовательно, и на входе интегратора 12 становится равным нулю, процесс интегрирова" ния прекращается, а устройство оказывается точно настроенным на несущую частоту входного сигнала (фиг.2, кривая П). Так как частота с! совС падает с центром линейного участка детекторной характеристики, то осуществляется линейное детектирование входного ЧМ-сигнала. В дальнейшем при изменении несущей частоты входного сигнала в широких пределах предлагаемое устройство автоматически подстраивается под новое значение частоты входного сигнала и осуществляется его линейное детектирование.

018

Щит. Я

ВНИИПИ Заказ 8103/58 Тираж 871 Подписное

Филиал ППП "Патент" ° r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4

3 1202

При достижении границ перестройки напряжение на входах управления первого и второго фазовращателей 2 и 3 достигает своего экстремального значения (при этом управляющие напряжения на входах управления первого и второго фазовращателей 2 и 3 имеют разные знаки), срабатывает двухпороговый элемент 14, запускается формирователь 15 импульсов, который 1О формирует импульс определенной длительности. Импульсом с выхода формирователя 15 импульсов сбрасывается в ноль интегратор !2, напряжение на его выходе становится равным нулю, !5 и далее осуществляется описанный процесс автоматической настройки на несущую частоту входного сигнала с той лишь разницей, что настройка при этом осуществляется уже на дру- 20 гой, соседний участок детекторной характеристики. Для нормальной работы устройства диапазон перестройки первого и второго фазовращателей 2 и 3 должен быть не менее !80 .Пороги 25 срабатывания двухпорогового элемента

14 выбираются равными максимальным положительному и отрицательному значениям управляющего напряжения первого и второго фазовращателей 2 и 3.

В предлагаемом адаптивном частотном детекторе используются фазовращатели с требуемым диапазоном перестройки не менее 180 т.е. в два раза меньше, чем в прототипе. Практически невозможно создать регулируемый фазовращатель с независимым от управляющего напряжения коэффициентом передачи по напряжению, который реально изменя- 40 ется от К до К, при изменении мин макс управляющего напряжения .от максимального до минимального значения. о

Учитывая, что 360 -регулируемый фазовращатель эквивалентен двум послео довательно включенным 180 -регулируемым фазовращателем, а общий коэффициент передачи равен произведению их коэффициентов передачи, то разбаланс напряжений в обоих каналах частотного детектора в предлагаемом устройстве будет значительно меньше, что уменьшает смещение точек перехода через нуль-детекторной характеристики относительно цен:тра ее линейных участков. При этом вследствие более точной настройки центра линейного участка детекторной характеристики на несущую часто1 ту будет осуществляться более точное детектирование входного ЧМ-сигнала.

Повышение точности детектирования достигается также благодаря устранению зависимости вносимого регулируемым фазовращателем фазового сдвига от частоты входного сигнала, которая имеет место вследствие его ограниченной полосы пропускания и приводит к нелинейным искажениям, возрастающим при увеличении девиации частоты входного сигнала. Устранение этого влияния достигается вследствие того, что одинаковые регулируемые фазовращатели включены в оба канала частотного детектора и происходит компенсация влияния зависимости вносимого фазового сдвига от частоты входного сигнала.