Синхронный демодулятор

 

Изобретение относится к радиотехнике . Цель изо бретения - увеличение динамического диапазона амплитуд входного сигнала вверх. Синхронный демодулятор содержит инвертор 1, коммутаторы 2 и 20, блок 3 выборки и хранения, ключи 4 и 6, алгербраические сумматоры 5 и 17, фильтры 7 и 19 нижних частот, компаратор 18 и блок 8 формт рования строб-импульсов, состоящий из узкополосного фильтра 9, фазовращателя 10, компараторов 11 и 14, формирователя 12 импульса записи, источника 13 опорного напряжения и D- триггеров 15 и 16. Цель достигается за счет ликвидации последствий безынерционного симметричного и несимметричного ограничения. Это имеет большое практическое значение, поскольку из-за воздействия дестабилизирующих факторов ограничение сигнала в выходных каскадах усилителя промежуточной частоты чаще всего оказывается несимметричным . 1 ил. S СО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИ 4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИН 5И 4 Н 03 D 3/18

КЫИЗЯ0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H A BT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (61) 138 1684 (21) 4266116/24-09 (22) 23.06,87 (46) 07.01.89. Бюл. № 1 (71) Омский политехнический институт (72) Е.С.Побережский, Б.Д.Женатов и М.В.Зарубинский (53) 621.376.55 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1381684, кл. Н 03 D 3/18,26.05.86. (54) СИНХРОННЬЙ ДЕМОДУ31ЯТОР (57) Изобретение относится к радиотехнике, Цель изобретения — увеличение динамического диапазона амплитуд входного сигнала вверх. Синхронный демодулятор содержит инвертор 1, коммутаторы 2 и 20, блок 3 выборки и

„,Я0„„1450072 А2 хранения, ключи 4 и 6, алгербраические сумматоры 5 и 17, фильтры 7 и 19 нижних частот, компаратор 18 и блок

8 формирования строб-импульсов, состоящий из узкополосного фильтра 9, фазовращателя 10, компараторов 11 и

14, формирователя 12 импульса записи, источника 13 опорного напряжения и Dтриггеров 15 и 16. Цель достигается за счет ликвидации последствий безынерционного симметричного и несимметричного ограничения. Это имеет большое практическое значение, поскольку из-за воздействия дестабилизирующих факторов ограничение сигнала в выходных каскадах усилителя промежуточной частоты чаще всего оказывается несим- Ж метричным. 1 ил.

1450072

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для демодуляции амплитудно-модулированных сигналов в радиоприемных и радиоизме- 5 рительных устройствах и является усовершенствованием демодулятора по авт.св. 11 1381684.

Цель изобретения — увеличение динамического диапазона амплитуд вход- 10 ного сигнала вверх. !

На чертеже представлена функцио нальная электрическая схема предла гаемого синхронного демодулятора.

Синхронный демодулятор содержит 15 ! . инвертор 1, первый коммутатор 2, блок

; 3 выборки и хранения, первый ключ 4, первый алгерраический сумматор 5„ второй ключ 6, первый фильтр 7 нижних ! частот, блок 8 формирования строб- 20, импульсов, узкополосный фильтр 9, фазовращатель 10, первый компаратор

11, формирователь 12 импульса записи, источник 13 опорного напряжения, второй компаратор 14, первый D-триггер

15, второй D-триггер 16, второй алгебраический сумматор 17,. третий компаратор 18, второй фильтр 19 нижних . частот.и второй коммутатор 20.

Предлагаемый синхронный демодуля- 30 тор работает следующим образом.

Сигнал на вход демодулятора поступает с выхода усилителя промежуточной частдты через разделительный конденсатор. В выходном каскаде усилителя промежуточной частоты при больших уровнях сигнала происходит его ограничение, которое чаще всего .бывает несимметричным. После прохождения сигнала через разделительный конденсатор 40 сигнал поступает на второй алгебраический сумматор 17 и на второй коммутатор 20. На тех интервалах времени, на которых происходит несимметричное ограничение, наблюдается смещение ну- 45 левого уровня сигнала относительно уровня общей шины, На другой вход второго алгебраического сумматора 17 с выхода второго фильтра 19 нижних частот поступает напряжение, компенсиру- 5 ющее смещение нулевого уровня. В результате на выходе второго алгебраического сумматора 17 нулевой уровень сигнала совпадает с уровнем общей шины с точностью до погрешности форми рования компенсирующего напряжения.

Сигнал с выхода второго алгебраического сумматора 17 поступает на второй коммутатор 20, управляемьй напряжением с инверсного выхода второго D-триггера 16. Второй коммутатор 20 в те интервалы времени, когда ограничение отсутствует, пропускает HB свой выход сигнал с входа синхронного демодулятора, а при наличии ограничения — выходной сигнал второго алгебраического сумматора 17. В результате сигнал на выходе второго коммутатора 20 по виду похож на сигнал на выходе второго алгебраического сумматора. Отличие заключается лишь в том, что при отсутствии ограничения на выходной сигнал второго коммутатора 20 не влияет погрешность формирования компенсирующего напряжения, в то время как на .выходной сигнал второго алгебраического сумматора 17 она существенно влияет, При наличии ограничения погрешность формирования компенсирующего напряжения одинаково сказывается на выходных сигналах обоих этих узлов.

Однако поскольку ограничение происходит только при больших уровнях сигнала, погрешность формирования компенсирующего напряжения практически не влияет на качество демодуляции.

С выхода второго коммутатора 20 сигнал через инвертор 1 поступает на первый коммутатор 2, а на другой вход первого коммутатора 2 сигнал поступает с выхода второго коммутатора 20 непосредственно, Выходное напряжение йнвертора i совпадает по абсолютному значению с выходным, но противоположно ему по знаку. Поэтому на входах первого коммутатора 2 присутствуют одинаковые по амплитуде, но противоположные по фазе AN-сигналы, Одновременно с выхода второго коммутатора

20 сигнал поступает на вход узкополосного фильтра 9, который выделяет только гармоническое колебание несущей частоты. Фазовый сдвиг, вносимый в это колебание узкополосным фильтром 9, с точностью до 25 компенсируется фазовращателем 10, с выхода которого колебание частоты Й поступает на первый компаратор 11. На выходе первого компаратора 11 присутствует сигнал логической "1", если входной сигнал положителен, и уровень логического "О, если сигнал отрицателен, причем фронты и срезы выходного напряжения первого компаратора

11 соответствуют моментам перехода входного сигнала через ноль, Однако

1450072 при несимметричном ограничении смещение нулевого уровня относительно уровня общей шины вызывает несоответствие фронтов и срезов выходного сиг5 нала первого компаратора 11 с моментами перехода входного сигнала через ноль, .но компенсация данного смещения позволяет устранить это несоответствие. Сигнал с выхода первого компаратора 11 подается на управляющий вход первого коммутатора 2. При наличии логической "1" на управляющем входе первого коммутатора 2 на, его выход проходит положительная по1 луволна AN-сигнала. При наличии логического "0" на управляющем входе коммутатора 2 на его гыход поступает напряжение положительной полярности, полученное путем инверсии отрицатель- 2р ной полуволны сигнала в инверторе 1.

В результате осуществляется двухполупериодное синхронное выпрямление

AM-сигнала. Полученное напряжение поступает на вход ключа 6 и на вход . ?5 блока 3 выборки и хранения, На управляющий вход блока 3 выборки и хранения подаются стробирующие импульсы, которые формирователь 12 импульса записи вырабатывает по каждому фронту 30 и срезу выходного напряжения первого компаратора 11, Блок 3 выборки и хранения в течение длительности стробирующего импульса отслеживает сигнал на выходе первого коммутатора 2 (ре35 жим слежения). По окончании стробирующего импульса на управляющем входе блока 3 выборки и хранения этот блок переводится в режим хранения.

При этом на его выходе сохраняется мгновенное значение выходного напряжения коммутатора 2, соответствующее моменту окончания стробирующего импульса. Величина длительности стробирующего импульса выбирается такой, 45 что за это время даже при максимально возможной амплитуде сигнала его абсолютное значение еще не достигает уровня ограничения. При несимметричном ограничении под уровнем ограниче- 5р ния понимается минимальное абсолютное значение сигнала, соответствующее началу ограничения. Так как безынерционное ограничение никак не сказывается на форме сигнала на интервале сле- 55 жения, то напряжение, фиксируемое на выходе блока 3 вмомент окончания стробирующего импульса, пропорционально амплитуде ЛМ-сигнала.

Если входной AM-ñèãíàë не подвержен ограничению, то ключ 6 замкнут, а ключ 4 разомкнут и напряжение с выхода коммутатора 2 поступает на алгебраический сумматор 5. С выхода первого алгебраического сумматора 5 напряжение подается на выход синхронного демодулятора через первый фильтр

7 нижних частот, который выделяет модулирующий сигнал и имеет частоту среза, равную верхней частоте этого сигнала.

Если входной AM-сигнал подвергается ограничению, то ключ 6 разомкнут, а ключ 4 замкнут и сигнал .с выхода блока 3 выборки и хранения поступает на первый алгебраический сумматор 5.

Так как зафиксированное в блоке 3 напряжение пропорционально амплитуде входного AM-сигнала, то на выходе первого фильтра 7 нижних частот и в этом случае выделяется модулирующий сигнал, причем безынерционное ограничение исходного сигнала не влияет на форму выходного напряжения демодулятора. Для того, чтобы коэффициент передачи синхронного демодулятора не изменялся при переходе из режима рабо ты с неограниченным сигналом в режим . работы с ограниченньпч сигналом, необходимо, чтобы среднее значение напряжения на выходе первого алгебраического сумматора 5 за интервал времени между двумя переходами сигнала через ноль оставалось неизменным в обоих режимах. Описанный режим работы ключей 4 и 6 обеспечивается источником 13 опорного напряжения, вторым компаратором 14, первым D-триггером

15 и вторым D-триггером 16 так же, как и в известном синхронном демодуляторе.

Компенсирующее напряжение, поступающее на второй алгебраический сум-. матор 17, формируется следующим образом.

Из выходного сигнала алгебраиче» . ского сумматора 17 третий KQMIIBpatop

18 вырабатывает положительное напряжение, если сигнал на его входе положителен, и отрицательное напряжение, если сигнал отрицателен. Используется компаратор с биполярным выходом. Причем, фронты и срезы выходного напряжения третьего компаратора 18 соответствуют моментам перехода через ноль выходного напряжения алгебраического сумматора 17. Амплитуды отриЕсли входной сигнал подвергается 5 Формула из обрек исходит смещение нулевога уровня относительно уровня общей шины и на вы-. ходе третьего компаратора 18 ормируется напряжение, у которого, пительность положительной части ольше

ВО длительности отрицательной час...:. периода при положительном смещенHt .. а при отрицательном напряжении смещения длительность положительной части меньше длительности отрицательной части периода. Следовательно, при 35 смещении нулевого уровня входного сигнала длительности положительной и отрицателькой частей периода на выходе компаратора 18 становятся различными и второй фильтр 19 нижних частот выделяет напряжение, пропорциональное по величине и противоположное по знаку напряжению смещения.

Это напряжение во втором алгебраичеСоставитель В.Цветков

Техред Л.Олейник

Редактор А.Ворович

Корректор Э .Лончакова

Заказ 6974/53 Тираж 929 Подписное

ВНИИПИ Гасударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СГСР

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

Производственно †полиграфическ предприятие, г. Ужгород, ул. Проектк...я, 5 1450 цательной и положительной частей периода выходного сигнала компаратора

18 одинаковы.

Если входной AN-сигнал не ограниБ чивается или подвергается двусторон-. нему симметричному ограничению, та на выходе третьего компаратора 18 оказываются равными не только ампли" туды, но и длительность положительной и отрицательной частей периода:

Второй фильтр 19 нижних частот усредняет выходное напряжение компаратора

18 за несколько периодов несущей частоты. Поэтому при равенстве,цлительности положительных и отрицательных импульсов на выходе компаратора

18 поступающее с выхода второго фильтра 19 нижних частот напряжение равно чулю. Это естественно, "àê как в дан- >0 ном случае смещение нулевого уровня отсутствует.

072

6 ском сумматоре 17 компенсирует смещение нулевого уровня входного AMсигнала. При выборе полосы пропускания второго фильтра нижних частот надо учитывать прохождение напряжения несущей частоты на вход алгебраического сумматора 17, а также задержку, связанную с необходимостью усреднения выходного напряжения компаратора

18..

Предлагаемый синхронный демодулятор позволяет увеличить динамический диапазон амплитуд вхацных сигналов за счет ликвидации послед твий безынерционного симметричного и несимметричного ограничения, что имеет большое практическое значение, поскольку изза воздействия дестабилизирующих факторов ограничение сигнала в выходных каскадах уоилителя промежуточной частоты чаще всего оказывается несимметричным.

Синхронныи демодулятор по авт. св. 381684 0 т 1-; t, ч, ю щ H,(с темр что с целью увели ения динами ческога диапазона амплитуд входного сигнала вверх., введен;.:!. последовательно. соединенные второй апгебраическии сумматор, третий кампаратор и второй фильтр нижних частот, выход которого соединен с вторым входом второго алгебраического сумматора, а также второй коммутатор, первый вход которого соединен с I ервым входом второго алгебраического сумматора, ьторой вход второго коммутатора подсоединeí к выходу второго алгебраического сумматора, а вход управления — к инверсному выходу второго D-триггера, при этом второй вход третьего компаратора соединен с общей шиной.