Дискриминатор нулевых биений

 

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение разрешающей способности в условиях фазовой модуляции несущей частоты входных радиоимпульсов. Дискриминатор содержит фазовые детекторы 1 и 5, селектор 2 амплитуды, логический блок 3 определения знака разности частот, преобразователь 4 время-напряжение, коммутатор 6, селектор 7 полярности, пороговый блок 8, фазовращатель 9 на 90°, ключи 10, 13 и 14, эл-т интегрирования 11, инвертирующий усилитель 12, формирователи 15-18 строб-импульсов и эл-т И 19. Данный дискриминатор нулевых биений выделяет напряжение, величина которого пропорциональна отклонению частоты гетеродина относительно средней несущей частоты, а знак определяется знаком разности этих частот. При этом для определения знака частотного рассогласования используются следующие три признака: 1)на каком фазовом детекторе появляется больший импульс (по амплитуде)

2)полярность большего импульса

3)а вместо характера изменения (нарастание или спад) вершины меньшего импульса введена интегральная оценка (разность площадей первой и второй половины меньшего импульса). 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1!) (5|) 4 Н 03 D 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4314894/24-09 (22) 08.10.87 (46) 23.!1.89,Бюл. Ф 43 (72) А,М.Лейдерман (53) 621.376.332 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 506933, кл. Н 03 D 13/00, 19.07.73. (54) ДИСКРИ||ИНАТОР НУЛЕВЪ|Х БИЕНИЙ (57) Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения — повьппение разрешающей способности в условиях фазовой модуляции несущей частоты входных радиоимпульсов.Дискриминатор содержит фазовые детекторы

1 и 5, селектор 2 амплитуды,логический блок 3 определения знака разности частот, преобразователь 4 время напряжение, коммутатор б, селектор

7 полярности, пороговый блок 8,фазоИзобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в импульсных системах автоподстройки частоты, Цель изобретения — повышение разрешающей способности в условиях фазовой модуляции несущей частоты входных радиоимпульсов, На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого дискриминато1а нулевых биений.

Дискриминатор нулевых биений содержит первый фазовый детектор l,селектор 2 амплитуды, логический блок

3 определения знака разности частот, преобразователь 4 — время — напряже2 вращатель 9 на 90, ключи 10, 13 и

14, эл-т интегрирования 11, инверти-. . рующий ус илитель 12, формирователи

15 — 18 строб-импульсов и эл-т И 19.

Данный дискриминатор нулевых биений выделяет напряжение, величина которого пропорциональна отклонению частоты гетеродина относительно средней несущей частоты, а знак определяется знаком разности этих частот.

При этом для определения знака частотного рассогласования используются следующие три признака: 1) на каком фазовом детекторе появляется больший импульс (по амплитуде); 2) полярность большего импульса; 3) а вместо характера изменения (нарастание или спад) вершины меньшего импульса введена интегральная оценка (разность площадей первой и второй половины меньшего импульса). 1 ил. ние, второй фазовый детектор 5,коммутатор 6 селектор 7 полярности, поро1 о говый блок 8, фаэовращатель 9 на 90 первый ключ 10, элемент ll интегрирования, инвертирующий усилитель 12,второй 13 и третий 14 ключи, первый 15, второй 16, третий 17 и четвертый 18 формирователи строб-импульсов и элемент И 19.

Дискриминатор нулевых биений работает следующим образом.

Входной радиоимпульс поступает одновременно на сигнальные входы фазовых детекторов 1 и 5. Сигнал гетеродина подается на второй вход первого фазового детектора 1 непосредственно, 1524158 на второй вход второго фазового детеко тора 5 — через фаэовращатель 9 на 90 .

На выходах фазовых детекторов 1 и 5 появляется пара видеоимпульсов, амплитуда и полярность которых зависят от разности начальных фаэ сигнала и гетеродина и знака разностной частоты

-Г . Селектор 2 амплитуды сравниьх вает амплитуды видеоимпульсов по моду-10 лю и управляет коммутатором 6 так, что на вход селектора 7 полярности поступает больший по амплитуде иАпульс, а на вход первого ключа 10 и на вход инвертирующего усилителя

12 — меньший импульс °

Определение характера изменения вершины меньшего импульса проводится в следующей последовательности.

В момент времени, когда срабатывает селектор 2 амплитуды, запускается первый формирователь 15 строб-импульсов, который открывает первый ключ

10. Импульс с выхода первого формирователя 15 строб-импульсов своим спадом запускает второй формирователь 16 строб-импульсов, который открывает второй ключ 13. Импульс с выхода второго формирователя 16 стробимпульсов своим спадом запускает третий формирователь 17 строб-импульсов, который своим спадом запускает четвертый формирователь 18 строб-импульсов. Импульс с выхода третьего формирователя 17 строб-импульсов по35 дается на элемент И, а импульс с выхода четвертого формирователя 18 строб-импульсов открывает третий ключ 14. Длительность импульса,формируемого первым 15 и вторым 16 форми- 40 рователями строб-импульсов, должна быть одинакова и равна половине длительности входного радиоимпульса.Длительность импульса, формируемого третьим 17 и четвертым 18 Формиро- 45 вателями строб-импульсов, не имеет существенного значения и выбирается из условий требуемого быстродействия дискриминатора.

Инвертирующий усилитель 12 имеет

50 .коэффициент передачи, равный -1, поэтому на его выходе появляется импульс, повторяющий по форме меньший импульс с выхода коммутатора 6. На вход элемента 11 интегрирования пос55 тупает либо меньший импульс с выхода коммутатора 6, либо импульс с выхода инвертирующего усилителя 12. Так как время, на которое открываются ключи

l0 и 13, одинаково, напряжение на выходе элемента интегрирования принимает знак, зависящий от наклона вершины меньшего импульса. 71ействительно, если Г „ = Г, к интересующему нас моменту времени напряжение на выходе элемента интегрирования будет равно нулю (фаэовая модуляция отсутствует, а вершина меньшего импульса горизонтальна). В случае нарастания вершины меньшего импульса напряжение на выходе элемента интегрирования к тому же моменту времени будет положительно, а в случае спада вершины— отрицательно. После окончания действия управляющих импульсов с выходов первого 15 и второго 16 формирователей строб-импульсов элемент 11 интегрирования переходит в режим "Память". Это необходимо, чтобы снять информацию о знаке напряжения с помощью порогового блока 8 и элемента

И 19. Третий ключ 14 обеспечивает быстрый разряд элемента ll интегрирования, после чего дискриминатор готов к приходу следующего входного р адно импул ьс а, Разрешающая способность D

1 дискриминатора — это велиF »п чина, обратная величине минимальной частоте биений, при которой изменение вершины меньшего импульса за время с„ составляет не меньше зоны нечувствительности Д lJ порогового блока.

Разрешаю ..ая способность известного дискриминатора нулевых биений определяется .зоной нечувствительности

KU порогового блока, которая зависит от точности самого порогового блока, уровня шумов и вида помех на напряжении биений. При прочих равных условиях отношение разрешающих способностей известного и предлагаемого дискриминаторов определяется как л

2 iu

Минимальное значение постоянRC ной времени элемента интегрирования (RC, ) определяется аппаратурными возможностями. Постоянная времени не может быть уменьшена до значения,при котором выходное напряжение элемента интегрирования начинает претерпевать нелинейные искажения. Если RC= ьц /4, разрешающая способность предлагаемого дискриминатора нулевых биений мо жет быть получена в 8 раэ выше, чем у известного дискриминатора.

1524158

В условиях симметричной фаэовой модуляции радиоимпульсов работа дискриминатора не нарушается, так как интегрируемые сигналы симметричны,следовательно, результаты интегрирования равны. В условиях фаэовой модуляции с произвольным законом предлагаемый дискриминатор нулевых биений также вырабатывает напряжение, знак и величина которого зависят от разности частоты гетеродина и несущей частоты радиоимпульса, Пусть g g (t ) — произвольный закон фаэовой модуляции. В соответствии с этим законом мгновенное значение несущей частоты получает приращение

Дà — — aq(t). а

Т P 2 dt

Среднее за время изменение несущей частоты определяется как

6 (/„ c 2,л о

Среднее значение несущей частоты

f = Г + вх ср в о Д фм ср

Если частота гетеродина f к мо Z менту прихода радиоимпульса была равна f< = .Г „,, меньший импульс на входе элемента интегрирования имеет вид

IJ (t) = U 21 b f (t). При этом на выходе элемента интегрирования появится напряжение

1-1 т (J . ага т.е. выходное напряжение элемента 11 интегрирования с точностью до постоянного сомножителя пропорционально среднему приращению несущей частоты

hf», вызванному произвольным законом фазовой модуляции.

Таким образом, предлагаемый дискриминатор нулевых биений выделяет напряжение, величина которого пропорциональна отклонению частоты гетеродина f относительно средней за с .ц несущей частоты f „,, а знак определяется знаком разности f „, и f, т.е. дискриминатор сохраняет свою разрешающую способность при произвольном законе фаэовой модуляции.

Логический блок 3 определения знака разности частот выполняет логические операции:

q = х yv+ х у v+ х у.ч+ х уч, где q, x,ó,v — логические переменные на выходах логического блока 3, селектора 2 амплитуды, селектора 7 полярности и элемента И 19 соответственно, Этот блок может быть реализован на микросхемах серии 133,134 и др.

В известном дискриминаторе для определения знака частотного рассогласования использовались такие три признака: на каком фазовом детекторе появляется больший импульс (по амплитуде); полярность большего импульса; характер изменения (нарастание или спад) вершины меньшего импульса. Прин- "

20 ципиальным отличием предлагаемого дискриминатора является то, что вместо характера изменения вершины меньmего импульса введена интегральная оценка (разность площадей первой и

25 второй половин меньшего импульса).

Преобразователь время — напряжение может быть выполнен на основе

12-разрядного реверсивного счетчика (типа 533ИЕ7) и цифроаналогового

Зр преобразователя.

Фо рм ул а и з о б р е т е н и я

Дискриминатор нулевых биений,содержащий последовательно соединенные первый фазовый детектор, селектор амплитуды, логический блок определения знака разности частот и преобразователь время — напряжение, выход

4р которого является выходом дискриминатора нулевых биений, последовательно соединенные второй фазовый детектор, коммутатор, управляющий вход которого соединен с выходом селекто4S ра амплитуды, а второй вход — с выходом первого фазового детектора, и селектор полярности, выход которого соединен с вторым входом логического блока определения знака,. разности частот, а также пороговый блок, при этом первые входы первого и второго фаэовьж детекторов объединены и являются сигнальным входом дискриминатора нулевых биений, гетеродинным входом которого являются второй вход первого фазового детектора и вход фазовращатео ля на 90, выход которого подключен к второму входу второго фазового детектора, выход которого соединен с

1524158

6ходной сигтл

От г

P00LI

Составитель В.Цветков

Редактор А,Шандор Техред Л.Сердюкова Корректор Л.Патай

Заказ 7053/55 Тираж 884 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент". г.Ужгород, ул. Гагарина,101 вторым входом селектора амплитуды, отличающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности в условиях фазовой модуляции несущей частоты входных радиоимпуль5 сов, в него введены последовательно соединенные первый ключ и элемент интегрирования, выход которого соединен с входом порогового блока, после- 1 довательно соединенные инвертирующий усилитель, второй ключ, выход которого соединен с выходом первого ключа, и третий ключ, выход которого соединен с выходом элемента интегри15 рования, последовательно соединенные первый формирователь строб-импульсов, выход которого соединен с управляющим входом первого ключа, второй формирователь строб-импульсов, выход которого соединен с управляющим входом второго ключа, третий формирователь строб-импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с третьим входом логического блока определения знака разности частот, и четвертый формирователь строб-импульсов, выход которого соединен с управляющим входом третьего ключа, при этом вход первого формирователя строб-импульсов соединен с выходом селектора амплитуды, первый выход коммутатора соединен с входом селектора полярности, второй выход коммутатора — с входом инвертирующего усилителя и входом первого ключа, причем выход порогового блока соединен с вторым входом элемента И.