Частотный дискриминатор

 

Изобретение относится к электроизмерениям . Может использоваться при построении номехозащищенных дискриминаторов частоты и указателей частотных поддиапазонов измерителей параметров сигналов при наличии шума. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости частотного дискриминатора , достигается за счет того, что анализ текущего кода периода производится в течение определенного времени , превьшающего период самого низкочастотного сигнала и задаваемого частотой импульсов, подаваемых на шину считывания. Переключение устройства будет в том случае, когда в этом интервале текущий код периода хотя бы один раз превысит пороговое значение. При этом обеспечивается гистерезисная дискриминационная характеристика устройства, что повьш1Ает его .помехоустойчивость и снижает чувствител ьность к нестабильностям частоты сигнала. Устройство содержит генератор 1 эталонной частоты, формирователь 2 входного сигнала, счетчик импульсов 3, узел 4 сравнения кодов, RS -триггер 5, D-триггер 6, элемент задержки 7. 2 ил. 5 (Л с ГчЭ со mni ел СО (35 cpus.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU,» 1231596 А1 (SD 4 Н 03 К 5/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3678846/24-21 (22) 22. 12.83 (46) 15.05.86, Ьюл. Ф 18 (71) Красноярский политехнический институт (72) А.С.Глинченко, С.В.Чепурных и П.В.Якушин (53) 621.317(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 645257; кл. H 03 К 5/26, 1977.

Авторское свидетельство СССР

N- 551798, кл. Н 03 К 5/26, 1976 ° (54) ЧАСТОТНЬЙ ДИСКРИМИНАТОР (57) Изобретение относится к электроизмерениям. Может использоваться при построении помехозащищенных дискриминаторов частоты и указателей частотных поддиапазонов измерителей параметров сигналов при наличии шума.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости частотного дискримина1

Г тора, достигается за счет того, что анализ текущего кода периода производится в течение определенного времени, превышающего период самого низкочастотного сигнала и задаваемого частотой импульсов, подаваемых на шину считывания, Переключение устройства будет в том случае, когда в этом интервале текущий код периода хотя бы один раз превысит пороговое значение. IIpn этом обеспечивается гистерезисная дискриминационная характеристика устройства, что повышает его .помехоустойчивость и снижает чувствительность к нестабильностям частоты сигнала. Устройство содержит генератор 1 эталонной частоты, Аормирователь 2 входного сигнала, счетчик импульсов 3, узел

4 сравнения кодов, RS -триггер .5, D -триггер 6, элемент задержки 7. 2 ил.

1231596

Изобретение относится к электроизмерениям и может быть использовано для построения помехозащищенных дискриминаторов частоты и указателей частотных поддиапазонов измерителей параметров сигналов при наличии шума.

Цель изобретения — повышение помехозащищенности частотного дискриминатора.

Цель достигается за счет того, что анализ текущего кода. периода производится здесь в течение определенного времени, превышающего период самого низкочастотного сигнала и задаваемого частотой импульсов, подаваемых на шину счи гывания. Переключение устройства имеет место, если на этом интервале текущий код перио— да хотя бы один раз превысит пороговое значение. При наличии флуктуаций и дробления периода сигнала за счет шумов, отсутствие срабатываний узла сравнения кодов в отдельных периодах сигнала в течение интервала акали.за, когда частота сигнала ниже частоты дискриминации, не приводит к ложным переключениям устройства, что соответствует повышению его помехоустойчивости.

Кроме того, обеспечена гистерезисная дискриминационная характеристика устройства, также повышающая

его помехоустойчивость и снижающая чувствительность к нестабильностям частоты сигнала, На фиг. 1 приведена структурная схема частотного дискриминатора, на фиг. 2 — временные диаграммы его работы.

Частотный дискриминатор (фиг, 1) содержит генератор 1 эталонной частоты, формирователь 2 входного сигнала и соединенный с ними счетчик импульсов 3, последовательно включенные узел 4 сравнения кодов, P,S -триггер 5 и D -триггер 6 и элемент 7 задержки, вход которого соединен с входной шиной импульсов считывания и С-входом триггера 6, выход которого соединен с выходной шиной устройства и входом управления узла 4, вы-! ход которого соединен с S -входом— триггера 5, R -вход которого соединен с выходом элемента 7. Разрядные выходы счетчика 3 соединены с входами узла 4 сравнения кодов, Устройство рабэтает следующим образом.

1$

Входной сигнал с помощью формирователя 2 преобразуется в последовательнэсть коротких импульсов, интерk вал между которыми равен полупериоду сигнала, поступающих на вход сброса счетчика 3. На его счетный вход подаются импульсы частоты, от генератора 1. При этом в счетчике 3 формируется код полупериода сигнала ((1 )/2, который сравнивается в узле 4 с некоторым пороговым значением К,„,, соответствующим частоте дискриминации Г.. . Если частота сигнала t- FÄ,, то узел 4 не срабатывает и триггеры 5 и 6 остаются в некотором исходном состоянии. Импульсы с шины считьпзания, частота которых выбирается меньше минимально возможной частоты сигнала F „, триггер 6 устанавливается в состояние, соответствующее предыдущему состоянию триггера 5, который с некоторой за— держкой устанавливается в нуль. В это же состояние затем устанавливается и 3 -триггер 6.

При. понижении частоты сигнала код периода возрастает и в некоторый момент достигает значения М „,, при котором узел 4 сравнения кодов устанавливает триггер 5 в единицу. Ближайшим импульсом с шины считывания это состояние переписывается в триггер 6, который изменяет пороговое значение кода на величину N, Г „„

Коду N соответству-ет пороговая

Ï9 частота F,„ Г,, а разность ЛГ, = Р,, — I-, определяет величину гистерезиса устройства. Если за счет флуктуаций частоты сигнала или ее нестабильности код периода сигнала станет больше, чем И,, то это не приведет к ложному срабатыванию дискриминатора, который теперь настроен на пороговую частоту Гп «, При дальнейшем понижении частоты сигнала на выходе триггера 6 периодически подтверждается единичное состояние, соответствующее тому, при котором частота сигнала меньше порогового значения.

При повышении.частоты сигнала, когда код периода становится меньше

М,з, триггер 5 не срабатывает и установлен в нулевое состояние импульсом считывания, которое потом переписывается в триггер 6, Его выходной сигнал переключает порог срабатывания узла 4 сравнения кодов на значе1231596 ние Nn„: "пn, исключающее ложные срабатывания устройства при небольших флуктуациях частоты сигнала.

Гистерезис в предлагаемом устрой— стве можно ввести также путем изменения в небольших пределах частоты генератора 1 по выходному сигналу триггера 6. При этом выход триггера

6 должен быть подключен к управляющему входу генератора 1 эталонной частоты (пунктир на фиг. 1), а связь его с узлом сравнения кодов отсутствует и этот узел представляет либо дешифратор кодов, либо элемент логической равнозначности.

При наличии широкополосных шумов во входном гармоническом сигнале возникают ложные нули в сформированном сигнале. Однако это не приводит к грубым ошибкам дискриминации частоты, поскольку срабатывание устройства имеет место на интервалах максимальной длительности, соответствующих области экстремальных значений входного сигнала, менее подверженных воздействию шума и мало отличающихся по длительности от полупериода сигнала.

На фиг. 2 показаны входной сигнал с наложенным на него шумом (а), сигнал на выходе формирователя (б), изменения текущего кода счетчика 3 (в), выходной сигнал узла 4 (г), триггера 5 (д), импульсов считывания (е) и триггера 6 (ж).

В то же время уменьшение эквивалентной длительности полупериода сигнала за счет шумов приводит к погрешности дискриминации частоты (смещению порога дискриминации в область низких частот). Допустимой погрешностью дискриминации и определяется предельная помехоустойчивость предлагаемого устройства к широкополосным шумам. Произведем ее оценку. Интервал времени t на фиг. 2а, определяющий долю полупериода, подверженный действию шумов, определяется из условия О„, sin .«)1,= 36, где 0

1 — амплитуда и частота сигнала;

36,, — размах шума. Полагая,dt, малой величиной, получаем H„,,J1 ; Зь, . От2ЛФ куда 1, = =, †"-= 3 — . Задаваясь - г допустимым относительным уменьшением эквивалентной длительности периода сигнала за счет шума Р Г„ =(41,)/Т, которому соответствует относительное смещение порога дискриминации Ь F»„, 1р найдем предельное значение соотношения сигнал — шум

Отсюда 1 „, =- 6/П 8Г„, . Так hF„„=

15 = 1 ОО., Я, др = 20 °

Длительность полупериодов сигнала, не содержащих ложных нулей, имеет большой статистический разброс, существенно превышая в отдельных периодах найденное минимальное значение, что при анализе сигнала за достаточно большое время обеспечивает меньшие смещения частоты дискриминации или соответствует уменьшению

25 соотношения сигнал — шум.

Формула изобретения

Частотный дискриминатор, содержащий генератор эталонной частоты, входной формирователь, элемент задержки, RS -триггер и узел сравнения кодов, входы которого соединены с разрядными выходами счетчика, счетный вход которого соединен с выходом

35 генератора эталонной частоты, вход сброса — с выходом входного формиро- вателя, отличающийся тем, что, с целью повьппения помехоустойчивости, в него введен Э -триггер, 9 -вход которого соединен с выходом

RS -триггера, а С -вход — с входом элемента задержки и входной шиной импульсов считывания, выход элемента

45 задержки соединен с К -входом RS— триггера, S -вход которого соединен с выходом узла сравнения кодов, выход 3 -триггера соединен с выходной шиной устройства и управляющим входом узла сравнения.

12315ЧЬ

Редактор Т.Парфенова

Заказ 26бО/57

Производс гвенно †полиграфическ предприятие„ г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Nï б

Составитель В.Латышев

Техред И.Попович Корректор Л. Пилипенко

Тираж 81б Подписное

ВШФП1И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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