Устройство для приема частотно- манипулированных сигналов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслу&лик ()809289 (63) Дополнительное к ввт. саид-ву— (с2) Заявлено 15.06.79 (23) 2784234/18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 28.0281, Бюллетень Н9 8

Дата опубликования описания 280281

Р) м К 3

С 08 С 19/12

Государственнмй ноинтет

ССС.Р по делам нзобоетеннй н отнвытнй (53) УДК 621. 398 (088. 8) Г

Ф

В.Я.Овласюк, В.С.Хальков и Н.Н.Буме

Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта . (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА ЧАСТОТНО-МАНИЦУЛИРОВАННЫХ

СИГНАЛОВ

Изобретение относится к телемеха нике, а именно к устройствам для преобразования частотно-манипулированных сигналов телемеханики в импуль-е сы постоянного тока и может быть использовано.в устройствах приема телемеханической информации на промышленных предприятиях, в энергетике, в городском хозяйстве и на транс.порте.

В известных устройствах для преобразования частотно-манипулированных сигналов телемеханики выходное напряжение линейно зависит от частоты принимаемого сигнала и формируется с помощью диодов и резисторов. Некоторые иэ них имеют и более сложные схемы.

Известно устройство, содержащее два колебательных С контура, 5 — два выпря- 20 мителя, формирующие каскады на транзис- . торах, включенные по дифференциальной схеме и реагирующих на разность напряжений, снимаемых с контуров, и конденсаторы, отфильтровывание токи несущей частоты; напряжение на выходе устройства также линейно зависит от частоты принимаемого сигнала (13.

Недостатком этого устройства является недостаточная помехоустойчИвость. Напряжение на выходе возни кает не только -при приеме сигналов с частотами f0 - hf и о + ь f, нб и сигналов, частоты которых близки к указанным. Это напряжение может вызвать ложное срабатывание выходного устройства приемника, например триггера. Кроме того, импульс помехи, хотя и ослабленный контурами, вызывает на выходе устройства напряжение помехи, которое может вызвать срабатывание выходного триггера приемника.

Другими недостатками известных устройств являются низкая надежность и большие габариты иэ-эа применяемых в них LC контуров. Эти недостатки могут быть уменьшены применением в- устройстве активных RC фильтров в микроэлектронном исполнении.

Наиболее близким техническим решением является устройство для приема частотно-манипулированных сигналов, содержащее приемные информационные каналы, каждый из которых состоит иэ активного фильтра, вход которого через резистор подключен ко входу устройства, пороговый элемент, выход которого через согласующий усилитель и выходной усилитель соединен с выходом устройства, и источники питания, 809289 отрицательные полюсы которых объе динены l2).

Напряжение на выходах устройства, постоянное по величине, имеется только в определенной полосе частот и полностью отсутствует вне этой полосы.

Это значительно повышает помехоустой чивость работы по сравнению с други ми известными устройствами.

Недостатками известного устройства являются низкая чувствительность g и узкий1 динамический диапазон работы, связанные с применением мостовых двухполупериодных выпрямителей. На диодах выпрямителей падает большеЕ напряжение, что приводит к необходимости увеличивать входной сигнал. С другой стороны, большой входной сигнал может вызвать насыщение транзис. торов схемы, что недопустимо.

Цель изобретения — расширение динамического диапазона устройства. . ® указанная цель достигается тем, что в устройство для приема частотномаиипулированных сигналов в его каждый приемный информационный канал введены дополнительный усилитель с 25 большим усилением,р-п-ри и-р-и транзисторы, резисторы и конденсатор, выход активного фильтра подключен ко входу дополнительного усилителя, выход которого соединен с базами перво-;щ го и-р-и и первого р-n-p транзисторов, эмиттеры которых через первый резистор подключены ко входу допол нительного усилителя и через второй резистор — к положительному полюсу первого источника питания, коллектор первого и-р-и транзистора соединен с коллектором и базой второго р-и-р транзистора и с базой третьего р-и-р транзистора, эмиттеры .которых подключены к положительному полюсу второ4 го источника питания, коллектор первого р-и-р транзистора соединен с коллектором и базой второго и-р-и транзистора и с базой третьего и-р-и транзистора, эмиттеры второго и 45 третьего и-р-и транзисторов соответственно через третий и четвертый резисторы подключены к отрицательным полюсам источников питания, база третьего р-и-р транзистора соединена р с коллектором третьего и-р-и транэис« тора, коллектор третьего р-и-р транзистора одного приемного информационнаго канала подключен к коллектору .третьего и-р-и транзистора другого приемного информационного канада, база которого соединена с коллектором третьего р-и-р транзистора другого приемного информационного канала, коллектор третьего р-и-р транзистора подключен ко входам пороговых элемен- 40 тов приемных информационных каналов и через параллельно включенные пятый резистор и конденсатор — к положительному полюсу первого источника питания. 6S

Принципиальная схема устройства приведена на чертеже.

Устройство состоит из двух приемных информационных каналов, в каждом из которых активный фильтр 1 через резистор 2 присоединен к входной клемме устройства Вход. Выход активого фильтра 1 в каждом канале соедиен со входом усилителя 3 с большим усилением, а к выходу усилителя присоединены базы транзисторов и-р-и 4 и р-п ð. 5. Эмиттеры транзисторов 4 и 5 объединены и через резистор б соединены со входом усилителя 3, а через резистор 7 с плюсом источника питания V . Коллектор транзистора 4 соединен с коллектором и базой р-и-р транзистора 9, а также с базой р-n-p транзистора 9, змиттеры которых соединены с плюсом источника питания V . Коллектор транзистора 5 соединен с коллектором и базой и-р-и транзистора 10, а также с базой и-р-и транзистора 11. Эмиттеры транзисторов 10 и 11 через резисторы

12 и 13 соединены с объединенными отрицательными полюсами источников питания.

База транзистора 9 в первом при1 емном информационном канале соединена с коллектором транзистора 11, а его коллектор соединен с плюсом V источника питания через параллельйо включенные резистор 14 и конденсатор

15 и. непосредственно с коллектором транзистора 11> во втором приемном информационном канале ° База транзистора 112 во втором приемном информационном канале соединена с коллектором транзистора 9 в том же информациоином канале.

Параллельно включенные резистор 14 и конденсатор 15 соединены с объединенными входами пороговых элементов

16 в обоих трактах (161 и 16 ) .К выходам пороговых элементов в обоих приемных информационных каналах через согласующие усилители 17 подключены выходные усилители 18, в качестве которых использованы элементы ИЛИ-НЕ.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии транзисторы

4, 5, 8 - 11 в обоих приемных каналах закрыты, пороговые элементы также закрыты, на выходах устройства сигнал

"0".. Фильтры устройства настроены соответственно на частоты

fo ->f fo+

При поступлении с приемника на вход устройства сигнала частотой дУ на выходе первого фильтра будет максимальное напряжение, а на втором - остаточное напряжение, определяемое амплитудно-частотными характерист*хами фильтров. Сигналы с выходов фильтров через усилители 3 пос809289 тупают на базы транзисторов 4 и 5.

В первом канале на положительных полуволнах открываются транзисторы 4,8,9, на отрицательных — 5,10,11 и 9 ° Во втором канале на положительных полуволнах открываются транзисторы 4,8,9 и 11, на отрицательных - 5,10,11.

Зона нечувствительности у входной характеристики кремниевых транзисторов лежит в пределах 0,4 — 0,5 В. Следо;вательно, транзисторы 4 и 5 начинают открываться, когда напряжение на входе усилителей 3, имеющих коэффициент усиления К, достигает значения ф + В, так как при закрытых транзйсторах 4 и 5 обратная связь через резисторы 6 разомкнута. 15

На положительных полуволнах напряжения транзисторы 4, а.на отрицательных полуволнах транзисторы 5 входят в активный режим и в их коллекторных цепях протекает ток, величина кото- 20 рого в каждый момент определяется величиной напряжения на выходе фильтров 1. Коллекторный ток транзистора

4„ в первом канале через повторитель тока на транзисторах 8 и 91 переда- 25 ется в коллекторную цепь транзистора

9 . Коллекторный ток транзистора 51 через повторитель тока на транзисто рах 10„ и 11„ передается в коллекторную цейь трайзистора 4,который. в это время закрыт. далее ток повто;рителем на транзисторах 8 к 9 передается в коллекторную цепь транзистора 9 . Таким образом, в коллекторной цепи транзистора 9 .протекает пульсируннцйй ток.

Во втором канале ток в коллекториой цепи транзистора 4> через повто- . ритель тока на транзисторах 8 и 9 и далее через повторитель на транзисторах 10 и 11 н передает- @ ся в коллекторную цепь транзистора 11 1 . Коллекторный ток транзистора 5 через повторитель тока на транзисторах 10 и 11 также передается в коллекторную цепь транзис- ф5 тора 11, в которой течет пульсирующий ток.

Таким образом, через резистор 14, включенный в коллекторные цепи транзисторов 91 к 11>,протекает ток, рав- фф ный разности их коллекторных токов.

Передача токов осуществляется тем точнее, чем меньше разница значений параметров работакщих в паре транзис« торов. Для выравнивания токов в необ- 55 ходимых случаях в устройство введены резисторы,12 и 13.

На резисторе 14 от протекающих по нему коллекторных токов транзисто ров 9 к 114 выделяются полуволнй выпрямлейного напряжения, положительные относительно У от коллекторного тока транзистора 9 и отрицательные относительно Ч от коллекторного тока транзистора 11 . Их разность сглаживается конденсатором 15 к поступает 65 на объединенные входы пороговых элементов, выполненных на транзисторах разного типа проводимости. Это напряжение положительно относительно Y если на выходе фильтра 1максимальное напряжение, а на выходе 1> — остаточное,и отрицательное, если максимальное напряжение на выходе фильтра 1 и остаточное на выходе фильтра 1

При положительном относительно V напряжении срабатывает пороговый эле-. ент 16, íà n-p-п транзисторах и чеез согласующий усилитель 17 переводит выходной элемент ИЛИ-HE 18 . в состояние 1. Пороговый элемент 16 на р-и-р транзисторах при этом надеж» но закрыт, что повьнаает помехоустойчивость устройства. Пороговый элеМент

16 срабатывает при отрицательном напряжении на его входе и через усилитель 17 переводит элемент ИЛИ-ИЕ 18 в состояние 1.

Устройство имеет значительно более широкий динамический диапазон работы, чем известные. Оно имеет большую надежность и помехоустойчивость. Схема отличается высокой стабильностью к изменению температуры окружающей среды к.напряжения питания.

Формула изобретения

Устройство для приема частотноманипулированных сигналов, содержащее приемные информационные каналы, каждый кз которых состоит кз активного фильтра, вход которого через резистор подключен, ко входу устройства, порого-, вый элемент, выход которого через согласукщкй усилитель и выходной усилитель соединен с. выходом устройства, к источники питания, отрицательные полюсы которых объединены, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона устройства, в него в каждый приемный .информационный канал введены дополнительный усилитель, р-и-р и п-р-п транзисторы, резисторы и конденсатор, выход активного фильтра подключен ко входу дополнительного усилителя, выход ко» .торого соединен с базами первого п»р-и.и первого р-A-р транзисторов, эмиттеры которых через первый резистор подключены ко входу дополнительного усилителя и через второй резистор - к ноложктельному полюсу первого источника питания, коллектор первого п-р-п транзистора соединен с коллектором и базой второгб р-и-р транзистора к с базой третьего р-п-р транзистора, эмиттеры которых подключены к положительному полюсу второго источника питания, коллектор первого р-и-р транзистора соединен с коллектором и базой второго п-р-п транзистора и С базой третьего п-р-п транзистора, эмиттеры второго к третьего и-р-и транзисторов соответственно че809289

Составитель Н. Лысенко

Техред М.Федорнак Корректор Е. Рошко

Редактор А.Власенко

Заказ 432/64 Тираж 702 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

И.3035, Москва,.Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 реэ третий и четвертый резисторы подключены к отрицательным полюсам источников питания, йаза третьего р-и-р транзистора соединена с коллектором третьего и-р-и транзистора, коллектор третьего р-.п-р транзистора одного приемного информжионного кан „а под 5 ключен к коллектору, третьего и-р-и транзистора другого приемного информационного канала, база которого соединена с коллектором третьего р-и-р транзистора другого приемного информа- о ционного канала, коллектор третьего

-и-р транзистора подключен ко вхоам пороговых элементов приемных информационных каналов н через параллельно включенные пятый резистор и конденсатор — к положительному колю. су первого источника питания, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Основы автоматики, автоматизации и телеуправления устройствами энергоснабжения электрических железных дорог. Под ред. Сухопруд ского Н.Д. и др., М., "Транспорт", 1975, с. 238, рис. 203.

2. Авторское свидетельство СССР

В 660076, кл, G 08 С 19/12, 1977 (прототип).