Устройство различения частотных сигналов

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в устройствах частотной селекции. Целью изобретения является повышение быстродействия различения частоты входного сигнала и определения знака изменения частоты входного сигнала. Устройство различения частотных сигналов содержит усилитель 1 с автоматической регулировкой усиления, N полосовых фильтров 21-2N.N амплитудных детекторов 31-3N, блок регулировки порога состоит из амплитудного детектора 4 и четырех резисторов 5, 6, 7, 8, N пороговых блоков, каждый из которых состоит из трех двухпороговых компараторов 101-10N, 111-11N. 121-12N, N элементов ИЛИ 13i- 13N, N элементов И-НЁ 14t-14N, два N-входовых элемента И-НЕ 15, 16. В режиме большого сигнала в полосовых фильтрах 2, выполненных на активных R-фильтрах, АЧХ неодинакова при изменении частоты входного сигнала от более низких частот в сторону более высоких и изменении частоты входного сигнала от более высоких частот к более низким. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. fyttetf Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 03 Н 11/ f2

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4849564/09 (22) 09.07.90 (46) 15.01.93. Бюл. N 2 (71) Научно-исследовательский институт радиотехнической аппаратуры (72) Е,А.Бо ат ре и Ю.И.Чернышов (56) Авторское свидетельство СССР

М 491193, Н 03 Н 7./02, 1973, Слока B.K. Вопросы обработки радиолокационных сигналов. М.: Советское радио,, 1970, с.150-151, рис.6.3. (54) УСТРОЙСТВО РАЗЛИЧЕНИЯ ЧАСТОТНЫХ СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в устройствах частотной селекции. Целью изобретения является повышение быстродействия различения частоты входного сигнала и определения знака изменения частоты

„„S il„„1788571 А1 входного сигнала. Устройство различения частотных сигналов содержит усилитель 1 с автоматической регулировкой усиления, N полосовых фильтров 21 — 2N.N амплитудных детекторов 3>-3N, блок регулировки порога состоит из амплитудного детектора 4 и четырех резисторов 5, 6; 7, 8, N пороговых блоков, каждый из которых состоит из трех двухпороговых компараторов 10 -10N, 111-11N, 12>-12N, N элементов ИЛИ 13)в

13N, N элементов И вЂ” НЕ 141 — 14N, два N-входовых элемента И вЂ” НЕ 15, 16. В режиме большого сигнала в полосовых фильтрах 2, выполненных на активных R-фильтрах, АЧХ неодинакова при изменении частоты входного сигнала от более низких частот в сторону более высоких и изменении частоты входного сигнала от более высоких частот к более низким. 1 э.п. ф-лы, 4 ил.

@we

1788571

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в устройствах частотной селекции радиоприемных устройств,"

Цель изобретения — повышение быстродействия различения частоты входного сигнала и определения знака изменения частоты входного сигнала.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — принципиальная схема R-фильт, ра; на фиг. 3 — АЧХ в завйсимости от амплитуды входного сигнала; на фиг. 4- АЧХ всего устройства в целом.

Устройство различения частотных сигналов содержит усилитель 1 с автоматической регулировкой усиления, N каналов, каждый из которых содержит полосовой фильтр 2 и амплитудный детектор 3, дополнительный детектор 4, блок 5 регулировки порога, пороговый блок 6, содержащий N каналов, каждый из которых состоит из первого 7, второго 8 йтретьего двухйороговых компаратороа, элемента ИЛИ 10 и элемента

И вЂ” Н Е 11, первый N-входоаый элемент ИНЕ 12 и второй N-входоаый элемент И вЂ” НЕ

13. Активный R-фильтр содержит первый 14 и второй 15 операционные усилители, первый 16, второй 17, третий 18, четвертый 19, пятый 20 и шестой 21 резисторы.

Устройство различения частотных сигналов работает следующим образом.

Входной сигнал, имеющий частоту, попадающую в один из N каналов частотной фильтрации, поступает на вход усилителя 1, где он усиливается и стабилизируется его амплитуда, далее сигнал с изменяющейся частотой поступает на входы N полосовых фильтров 2, где.в зависимости от частоты входного сигнала и направления изменения

его частоты, амплитуда выходного сигнала может принимать строго определенное значение (фиг, 4), сигнал с выходов полосовых фильтров 2 поступает на соответствующие входы амплитудных детекторов 3, а с их выходов поступает на соответствующие входы N-канального порогового блока 6, где и определяется, а каком найравлении перестраивается частота входного сигнала. Получение информации о направлении перестройки сигнала по частоте возможно благодаря работе полосового активного Rфильтра 2 в режиме большого сигнала. Известно, что активным фильтрам и, в частности, активным R-фильтрам присущи нелинейные эффекты, в том числе искажение амплитудно-частотной характеристики, выражающиеся в том, что с ростом амплитуды входного сигнала центральная частота активного R-фильтра начинает смещаться в

10 ки В, затем С, в которой происходит скачок .в точку D, и затем проходится точка Е (фиг. . 3). В обратном направлении изменения часD, А, из точки А происходит скачок в точку

15 В. То есть, если амплитуда входного сигнала для полосового активного R-фильтра 2 до20

45 компаратора 7 поступает и на первый вход

50 входного сигнала от нуля в сторону более

30 сторону более низких частот, одновременно деформируется и форма АЧХ. Начиная с не которого уровня входного напряжения, форма АЧХ становится различной при прохождении по частоте входного сигнала от более низких частот к более высоким и обратно. Так, если частота входного сигнала изменяется от нуля в сторону более высоких частот, то последовательно проходятся точтоты последовательно проходятся точки Е, статочно велика,(для К-фильтров зто сотни

MB), то АЧХ из симметричной (фиг. 3, кривая 1) становится несимметричной с точками разрыва непрерывности (фиг. 3, кривая

2), Данное явление, безусловно вредное для линейной фильтрации, позволяет определить направление изменения частоты входного сигнала при нахождении его только в полосе пропускания одного канала, без . затрат времени на ожидание его появления в соседнем канале. Это достигается расположением всех АЧХ полосовых активных Rфильтров 2 как показано на фиг. 4. Из рассмотрения фиг, 4 видно, что при прохождении частоты входного сигнала со стороны верхних частот в сторону более низких «астот, напряжение на выходе того канала, а котором находится частота сигнала, принимает значение большее, чем второе пороговое напряжение Ог, но меньшее, чем первое пороговое напряжение О, наличие этого условия, а именно; Uz < Ut < О (1) определяется первым двухпороговым компаратором 7, выходной сигнал которого поступает на 1-й вход первого N-входового элемента И-НЕ

12, на выходе которого появляется сигнал

"Частота уменьшается".

Одновременйо сигйал с выхода первого элемента И-НЕ 11 1-ro канала, выходной сигнал лог."1" на вйходе которого говорит о том, что частота входного сигнала находится а i-м канале. При изменении частоты высоких частот, как видно из фиг, 4, напряжение на выходе 1-го канала, при попадании в e*rо полосу пропускания частоты входного сигнала; изменяется от величины четаертого порогоаого напряжения U4 до величины третьего порогового напряжения Оз, и при этом напряжение на выходе 1-ro амплитудного детектора 3 должно быть меньше напряжения на выходе (1-1)-го амплитудного детектора 3, и больше, чем на выходе (1+1)1788571 го амплитудного детектора 3. т.е. условием нахождения частоты входного сигнала в i-м канале при одновременном увеличении частоты входного сигнала является;

Ua > U; > U<.

VI-1 > Ul > U(+l. (1)

Это условие определяется вторым компаратором 8 и третьим компаратором 9, и при его выполнении на выходе элемента

ИЛИ 10, а затем и элемента И вЂ” НЕ 11 появляется сигнал, говорящий о нахождении частоты входного сигнала в I-м канале, и одновременно через 1-й вход второго N-входового элемента И-HE 13 появляется сигнал "Частота увеличивается"

При выполнении условия (1) на выходах второго и третьего компараторов 8, 9 одновременно присутствуют сигналы лог,"0", поступив на первый и второй входы элемента

ИЛИ 10, на его выходе будет также нулевой сигнал, дающий на выходе второго N-входового элемента И-НЕ 13 сигнал лог."1", а на выходе элемента И вЂ” НЕ 11 также сигнал лог."1". Одновременное появление сигналов на выходе первого, второго и третьего компараторов 7, 8, 9 невозможно, При появлении на одном из входов элемента ИЛИ 10 лог."1" вызовет на его выходе сигнал также лог."1", В конкретных случаях применения предлагаемого гребенчатого фильтра пороговые напряжения U<, Uz, 0з, U4 могут принимать и другие значения, например, если необходимо исключить срабатывание от каких-либо частот, то в соответствующем канале надо ввести добавку к пороговому напряжению, чтобы его увеличить, либо уменьшить (имеется в виду добавка со знаком)..

Сравнение заявляемого устройства гребенчатого фильтра с базовым объектом, в качестве которого принят прототип, показа. ло, что заявляемое устройство имеет более высокое быстродействие определения частоты входного сигнала и направления ее . перестройки.

Формула изобретения

1. Устройство различения частотных сигналов, содержащее N каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных полосового фильтра и амплитудного детектора, а также пороговый блок и блок регулировки порога, вход которого объединен с входами полосовых фильтров, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия различения ча. стоты входного сигнала и определения знака изменения частоты входного сигнала, в

55 него введены усилитель с автоматической регулировкой усиления, вход которого является входом устройства, а выход подключен к входам полосовых фильтров, N-1 пороговых блоков, N элементов ИЛИ, N элементов

И-НЕ и два N-входовых элемента И-НЕ, при этом каждый пороговый блок выполнен в виде трех двухпороговых компараторов, блок регулировки порога — в виде последовательно соединенных амплитудного детектора, вход которого является входом блока регулировки порога, а выход — его первым выходом, и первого, второго, третьего и четвертого резисторов, вторые отводы первого, второго и третьего из которых являются соответственно вторым, третьим и четвер- тым выходами блока регулировки порога, причем в 1-м канале (где! = 1,...,й) выход амплитудного детектора подключен к первым входам первого, второго и третьего двухпороговых компараторов, выход первого компаратора подключен к первому входу элемента И вЂ” НЕ, выходы второго и третьего двухпороговых компараторов через элемент ИЛИ соединены с вторым входом элемента И вЂ” НЕ, выход которого является i-м выходом устройства, первый выход блока регулировки порога соединен с вторыми входами первых двухпороговых компараторов всех каналов, второй выход — с третьими входами первых двухпороговых компараторов всех каналов, третий выход — с вторыми входами второго и третьего каналов, третий выход — с вторыми входами второго и третьего двухпороговых компараторов первого канала и с вторыми входами вторых двухпороговых компараторов остальных каналов, четвертый выход — с третьими входами вторых двухпороговых компараторов всех каналов и с вторым входом третьего двухпорогового компаратора N-ro канала, выход амплитудного детектора N-го канала подключен к второму входу третьего двухпо рогового компаратора (i-1)-го канала, выход амплитудного детектора i-ro канала — к третьему входу третьего двухвходового компаратора (!+1)-ro канала, выход первого компаратора I-го канала — к i-му входу первого

N-входового элемента И вЂ” НЕ, выход которого является выходом сигнала "Частота уменьшается", а выход элемента ИЛИ I-го канала подключен к i-му входу второго Nвходового элемента И вЂ” НЕ, выход которого является выходом сигнала "Частота увеличивается".

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что полосовой фильтр каждого канала выполнен в виде полосового активного

R-фильтра, 1788571

1788571

Составитель Ю,Чернышов

Техред ММоргентал Корректор В.Петраш

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 76 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб;, 4/5