Импульсный частотный дискриминатор

 

о и ф е ит е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социапистическкх

Республик

746863

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву N. 181386 (22) Заявлено 10.02.78 (21) 2583165/18-2 с присоединением заявки,% (51)M. Кл.

Н 03 Q 13/00

Государственный комитет

СССР до делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 37.07.80,. Бюллетень М 25 (53) УДК 621.373..33(088.8) Дата опубликования описания 10.07.80

С. И. Опасов и В. Е. Рядчиков (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНЫЙ ЧАСТОТНЫЙ ДИСКРИМИНАТОР

Изобретение относится к измеритель-, ной технике. Оно предназттачено для детектирования тастотно-модулированных колебаний.

Одним из основных требований к

S частотным дискриминаторам является линейность выходной характеристики при достаточной чувствительности.

Известен импульсный частотный дискриминатор по авт. св. № 181386, содержащий триггер Шмитта, к прямому и инверсному выходам которого подключены два формирователя стандартизированных импульсов в виде дифференцируюших цепей, и фильтр нижних частот, осред-т няюший выходную последовательность этих импульсов (Ц . Однако этот дискриминатор обладает нелинейностью выход- ной характеристики, поскольку длитель«« ность стандартизированных импульсов в 20 формирователях с времязадаюшими RC-цепями при малой скважности не сохра няется постоянной, а зависит от частоты входного сигнала.

Бель изобретения — улучшение линейности выходной характеристики импульсного частотного дискриминатора без потери чувствительности.

Поставленная цель достигается тем, что в импульсный дискриминатор, содержаший триггер Шмитта, прямой и инверсный, выходы которого подключены ко входам формирования; стандартизироваи- ных импульсов, и фильтр нижних частот, осредняюший выходную последовательность этих импульсов, введены два триггера и два дополнительных формирователя стандартизированных импульсов, вход каждого из которых соединен с первым выходом одного из триггеров, а выходыс выходами формирователей стандартизированных импульсов, входы каждого из которых подключены ко второму выходу соответствующего триггера, а вход каждого триггера подключен к со« ответствующему выходу триггера

Шмитта.

7468

На чертеже изображена структурная электрическая схема импульсного частотного дискриминатора.

Импульсный частотный дискриминатор содержит триггер Шмитта, 1 с прямым и инверсным выходами, триггеры 2 и 3, счетные входы которых подключены соотг ветственно к выходам триггера шмитты, формирователи 4, 5, 6 и 7 стандартизированных импульсов и фильтр 8 нижних щ частот. Входы формирователей 4, 8, 6 и

7 стандартизированных импульсов подключены ко входу фильтра 8 нижних частот. Дискриминатор работает следующим 15 образом.

Из входного частотно -модулированного сигнала триггер Шмитта 1 формирует по нулевым переходам прямоугольные импульсы длительностью Т/2 (Т вЂ” период 20 входного сигнала). При запуске триггеров 2 и 3 по счетным входам импульсами с прямого и инверсного выходов триггера Шмитта 1 на их выходах получаются последовательности им- г5 пульсов длительности Т, сдвинутых на

90 друг относительно друга. По их фронтам формирователи 4, 5, 6 и 7 стандартизированных импульсов формируют короткие импульсы постоянной вольт-секундой площади С„. На входе фильтра

8 нижних частот они суммируются, и после осреднения на выходе фильтра 8 д нижних частот получается напряжение, пропорциональное частоте входного сигнала. Чем меньше скважность T/Ф последовательности стандартизированных импульсов, тем выше чувствительность дискриминатора.

Пропорциональнос ть выходного HBIIpB» 4(} жения частоте, т.е. линейность выходной характеристики, имеет место лишь при неизменной длительности стандартизированных импульсов (естественно, при постоянстве амплитуды). Однако реально у 45 всех импульсных частотных дискриминаторов с времязадающимй РС -цепями в области малых скважностей Т/Фд наблюдается определенная зависимость длительности стандартизированных импульсов от частоты (периода) входного сигнала.

Относительная погрешность нелинеиности при изменении периода от Т, до .Т (Т С TJ может быть выражена формулой

63 ф (Ъ

"где h L — изменение длительности . импульса; р — постоянная времени . разряда, определяющая длительность формируемого импульса;

I (— постоянная времени заряда

Ь (восстановление) .

Эта погрешность появляется за счет того, что к моменту начала формирования следующего импульса Ф ц из-за неполного восстановления схемы (неполностью заряжен конденсатор) импульсы получаются короче исходных.

Для случая Т ) Т формируемые импульсы получаются шире исходных на Ыд, и выражение для относительной, погрешности принимает вид ()» lg

+ r< и

И

/т/ о "@i

8- Ехр - — у

При заданной чувствительности, определяемой отношением обшей площади стандартизированных импульсов на входе фильтра к периоду входного сигнала, погрешность нелинейности предлагаемого устройства по сравнению с известным получается значительно меньше за счет того, что отношение длительности импульсов к периоду их повторения в каждом формирователе в два раза меньше, чем это имеет место в известном дискриминаторе. Поэтому в формулах (1) и (2) вместо значений Т, и Т следует поставить значение 2То и 2Т.

Предлагаемое устройство наиболее эффективно при разработке импульсных частотных дискриминаторов на микросхемах, поскольку возможности варьирования постоянной времени восстановления в формирователях стандартизированных импульсов там ограничены, и обычно С достаточно велико, а поэтому может быть ве тика и нелинейность.

55 (1) ф / и P (= -т т-г„)

4-ехр( (Формула изобретения

Импульсный частотный дискриминатор по авт. св. No 181386, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью улучшения линейности выходной характеристики, в него введены два триггера и два дополнительных формирователя стандартизированных импульсов, вход каждого из которых соединен с первым выходом одного из триггеров, а выходы — с выходами

5 746863 формирователей стандартизированных импульсов, входы каждого из которых подключены ко второму выходу соответствуюmего триггера, а вход каждого триггера подключен к соответствующему выходу N триггера Шмитта. 0

Составитель В. Чижов

Корректор Е. Папп

Заказ 3972/50 Тираж 995 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытйй

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Л. Ушакова Техреду М. Петко

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе е

1. Авторское свидетельство СССР

181386, кл. Н ОЗ D 13/00, 9.06.65 (прототип) .