Дискриминатор нулевых биений

 

Союз Советских

Социалистических

Республик нц7801 54

{61) Дополнительное к авт. саид-ву

{22) Заявлено 090878 {2t) 2658849/18-09 (51)м. кл.з

Н 03 0 13/00 с присоединением заявки М

{23) Приоритет

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.1180. Бюллетень Ио 42 (53) УДК 621 376

° 332(088 ° 8) Дата опубликования описания 1811,80

{72) Автор изобретения

О.П. Байдулов

{71) Заявитель (54) ДИСКРИМИНАТОР НУЛЕВЫХ БИЕНИЙ

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в устройствах автоматической подстройки частоты, в частности в следящих измерителях допплеровских частот.

Известен дискриминатор нулевых биений, содержащий синфазный и квадратурный каналы с последовательно включенными в каждом канале смесителем, фильтром нижних частот и усилителем-ограничителем, а также общие ,для обоих каналов перестраиваемый генератор и блок управления 1» .

Однако известный дискриминатор имеет сравнительно невысокую точность 35 и ограниченный динамический диапазон.

Целью изобретения является повышение точности и расширение динамического диапазона входных сигналов.

Для этого в дискриминатор нулевых 20 биений, содержащий синфазный и квадратурный каналы с последовательно включенными в каждом, канале смесителем, фильтром нижних частот и усилителем-ограничителем, а также общие для обоих каналов перестраиваемый генератор и блок управления, в каждый канал дискриминатора введены регистр сдвига, два элемента совпадения и

RS-триггер, а также общие для обоих каналов блок задержки и делитель частоты, причем информационные входы ре" гистров сдвига соединены с выходами усилителей-ограничителей, прямые и инверсные выходы каждого разряда регистра сдвига соединены соответственно с входами первого и второго эле ментов совпадения, выходы которых соединены с входами RS-триггера, а выходы RS-триггеров каждого канала соединены с входами блока управления, выходы которого соединены с входами перестраиваемого генератора, при этом выход перестраиваемого генератора соединен через блок задержки с входа- ми элементов совпадения и соединен непосредственно с входами синхронизации регистров сдвига и с входом дели ° теля частоты, выход которого соединен с смесителем синфазного канала и фазовращателем квадратурного канала.

На чертеже приведена структурная электрическая схема предложенного дискриминатора.

Дискриминатор нулевых биений содержит синфазный канал, включающий смеситель 1, фильтр 2 нижних частот, усилитель-ограничитель 3, регистр 4 сдвига, элементы 5, 6 совпадения и

RS-.òðèããåð 7, квадратурный канал, 780154 м м. включающий смеситель 8, фильтр 9 нижних частот, усилитель-ограничитель 10, регистр 11 сдвига, элементы 12, 13 совпадения и RS-триггер 14, а также фазовращатель 15, блок 16 управления, перестраинаемый генератор

17, делитель 18 частоты и блок 19 задержки.

Дискриминатор работает следующим образом.

Вхддной сигнал преобразуется смесителями 1, 8 в сигнал нулевых биений.

Вследствие того, что гетеродинный сигнал с делителя 18 подается на смеситель 1 непосредственно, а на смеситель 8 через фазовращатель 15, сигналы нулевых биений на выходах смесителей l5

1, 8, а также на выходах фильтров 2, 9 оказываются взаимно сдвинутыми на

«90О в зависимости от знака разности частот входного сигнала и гетеродинного сигнала, поступающего с выхода Щ делителя 18, Далее сигналы нулевых биений предельно ограничинаются усилителями-ограничителями 3, 10 и одновременно преобразуются по уровню, например, таким образом, что положительной полярности на входах усилителей-ограничителей 3, 10 соответствует уровень логической единицы на их выходах, а от30 рицательной — уровень логического нуВ случае, если сигнал нулевых биений больше других составляющих, которые также имеют место на входах усилителей-ограничителей 3, 10 вследствие неидеальности работы смесителей 1, 8, фильтров 2, 9 и воздейстния наводок, и, если ограничение симметричное, то выходной сигнал усилителей-ограничителей 3, 10 имеет форму "меандр" (н виде чередования уровней логической 4р единицы и нуля).

Появление уровня логической единицы на выходе усилителя-ограничителя 3 фиксируется с задержкой 3 появлением импульса на выходе элемента 5, входы sf которого подключены к прямым выходам регистра 4. Задержка прямо пропорциональна разрядности регистра 4 и периоду повторения импульсов на входе синхронизации регистра 4. Появление 5р уровня логического нуля на выходе усилителя-ограничителя 3 фйксируется"с такой же задержкой появлением импульса на выходе элемента б входы кото) рого подключены к инверсным выходом регистра 4. Для исключения возможности срабатывания элементов 5, б в момент смены информации на регистре 4, на входы .элементов 5, б подается сигнал с блока 19, формирующего сдвиг выходного сигнала относительно вход- бр ного на время, большее времени смены информации на регистре 4.

Элементы 5 и б управляют работой

RS-триггера 7. Выходной сигнал

RS-триггера 7 с задержкой 3 понто- б5 ряет сигнал на выходе усилителя-ограничителя 3. Аналогичным образом работает квадратурный канал. Одинаковая задержка в каналах не изменяет взаимного фазового соотношения между колебаниями на выходах RS-триггеров 7, 14, т.е. не сказывается на точности работы дискриминатора.

В случае, если сигнал нулевых биений достаточно мал, возрастает влияние нежелательных составляющих на входе усилителей-ограничителей 3, 10.

В большинстве своем их частота значительно превышает частоту составляющих нулевых бйений. Наличие нежелательных составляющих проявляется в том, что смена уровней происходит не однократно, а посредством многократного чередования с более высокой частотой.

Если частоту сигнала синхронизации регистров 4, 11 выбрать не менее, чем вдвое выше частоты наиболее высокочастотной составляющей на их информационных входах, то чередование уровней на входах регистров 4, 11 вызовет продвижение вдоль них чередующихся между собой уровней единиц и нулей, что исключает возможность срабатывания элементов 5, б, 12, 13.

Условием срабатывания элементов 5, 12 является наличие на всех прямых выходах регистров 4, 11 уровней еди- ниц. Аналогично, условием срабатывания элементов б, 13 является наличие уровня единиц на всех инверсных выходах регистров 4, 11. Это равносильно сохранению на входах регистров 4, 11 уровней единицы или нуля в течение времени, равного или большего 3 . Следовательно, наивысшая частота биений, которая может быть выделена элементами 5, б, 12, 13 не превышает 1/(2 6 ). При наличии многократного чередования уровней эта частОта оказывается еще ниже. В общем случае эффективное выделение низкочастотных составляющих происходит до тех пор, пока за период биений, хотя бы один раз, время, как уровня единицы, так и уровня нуля, превышает 7З.

Выполнение указанного условия обеспечивает переключение RS-триггеров 7, 14 в каналах точно с частотой и взаимной фазой колебаний нуленых биений.

В случае отсутствия входного сигнала вообще и в случае весьма малого нходного сигнала вследствие быстрого чередования уровней на одном или нескольких входах элементов 5, б, 12, 13 прйсутствует уровень логического нуля. Элементы 5, б, 12, 13 в результате не вырабатывают выходных импульсов и RS-триггеры 7, 14 не переключаются. Поскольку блок 16 чувствителен к переключениям уровней входных сигналов, постольку формирование импульсов рассогласования на его выходах не происходит. Это свойстно дискри780154

Формула изобретения

Составитель Е. Петрова

Редактор И. Прусова Техред К,Гварон Корректор A. Гриценко

Заказ 9342/22

Тираж 995 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 минатора обеспечивает сохранение его точностных характеристик не только при малом уровне входного сигнала, но и при его пропадании и замирании.

Предложенный дискриминатор позволяет понизить мощность излучаемого сигнала и обладает улучшенными точностными характеристиками.

Дискриминатор нулевых биений, содержащий синфазный и квадратурный каналы с последовательно включенными в каждом канале смесителем, фильтром, нижних частот и усилителем-ограничите- лем, а также общие для обоих каналов перестраиваемый генератор и блок управления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения динамического диапазона вход- 2О ных сигналов, в каждый канал дискриминатора введены регистр сдвига, два элемента совпадения и RS-триггер, а также общие для обоих каналов блок задержки и делитель частоты, причем информационные входы регистров сдвига соединены с выходами усилителей-ограничителей, прямые н инверсные выходы каждого разряда регистра сдвига соединены соответственно с входами пер-. вого и второго элементов совпадения, выходы которых соединены c входами

RS-триггера, а выходы RS-триггеров каждого канала соединены с входами: блока управления, выходы которого соединены с входами перестраиваемого генератора, при этом выход перестраиваемого генератора соединен через блок задержки с входами элементов совпадения и соединен непосредственно с вхо" дами синхронизации регистров сдвига и с входом делителя частоты, выход ко- торого соединен с смесителем синфаэного канала и фазовращателем квадратурного канала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 403013, кл., Н 03 D 13/ОО, 1971 (протщл) .