Цифровой частотный детектор

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

OÏИСАНИЕ< 974600

ИЗОБРЕТЕНИЯ к автои:комю свидительствю (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву % 720779 (22) Заявлено 31.03.81 (21) 3270577/1 8-09 (51)М. Кд.

Н 04Ь 27/14 с присоединением заявки М

Веударственый квмнтет

СССР ао делам язабретеннй и отнрцтнй (23) Приоритет

Опубликовано 15-11.82. Бюллетень М 42 (53) УДК621 376 .5 (088.8) Дата опубликования описания 25.11.82 (72) Авторы изобретения

ЗСЕСОЮЗЫМ

И. И. Булгаков и К. Д. Лазинцев

II A I EIITIIOТЕХНИЧЕСИЛЯ

БИБЛИОТЕКА (7I) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТНЫЙ ДЕТЕКТОР

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах передачи данных.

По основному авт. св. N 720779 известен цифровой частотный детектор, содержащий ограничитель, выход которого соединен с входами триггера, выход которого подключен к первому входу регистра, второй вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, при этом выходы регистра подключены к входам мажоритарного блока, выход ин вертора подключен к первому дополнительному входу триггера, второй и третий дополнительные входы которого соединены с выходом первого ждущего мультивибратора, вход которого соединен с входом инвертора, четвертым дополнительным входом триггера и выходом второго ждущего мультивибратора, к входу которого подключен выход ограничитеы. ля (1).

Однако в известном детекторе недостаточная помехоустойчивость.

Ileab изобретения — повышение помехоустойчивости.

Для $T0FD B цифровой частотный детектор введены последовательно соединенные блок счета импульсов входного сигнала и формирователь импульсов сбро са, причем первый, второй и третий вхоt0 ды блока счета импульсов входного сигнала соединены соответственно в входом одного и выходом другого ждущих мультик внбраторов и выходом формирователя импульсов сброса, а выходы соответственно с дополнительными входами триггера, и первым вхоцом формирователя импульсов сброса, второй вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты„ а третий вход - с выходом мажори тарного блока, Блок счета импульсов входного сигна ла состоит нз последовательно соединенных инвертора, первых элемента И, счепЙ 1460á чика и триггера н вторых элемента И, счетчика и триггера,.выход последнего является выходом блока счета импульсов входного сигннла, первый выход первого триггера соединен с вторам входом 5 второго элемента И и является первым выходом блока счета импульсов„ вторые входы первых и вторых счетчиков и триг геров объединены, третий вход второго элемента И и второй вход первого эле- 1@ мента И,объединены и являются вторым входом блока сче .гй .импульсов входного сигнала, третьим входом которого являются объединенные, вход инвертора и третий вход второго элемента И, первый выход первого триггера является вторым выходом блока счета импульсов входного сигнала, формирователь импульсов сброса состоит из регистра сдвига и элемента

2И-2И-2ИЛИ-НЕ, причем первый вход 20 регистра сдвига является первым входом формирователя импульсов сброса, вторым входом которого является тактовый вход регистра сброса, второй вход которого является третьим входом формирователя - И импульсов сброса, выходы регистра сдвига соединены с соответствующими входа<и элемента 2И-2И-2ИЛИ-НЕ, выход которого является выходом формирователя

:.,пульсов сброса. $Q 1:1 чертеже изображена структурная с",,. ма предлагаемого детектора

Цифровой частотный детектор содер;хи. огр-.". пнитель 1, триггер 2, .регистр ге "8 39тор 4 опорной частотыр мажо З5 ритс .рный блок 5, ждущие мультивибратор. 6,. 7, инвертор З, блок 9 счета импуль= входного сигнала, формирователь 10 ,.—..::.. ;л . в сброса, блок 9 состоит из ,-;лехе=„: -.ов И 1 1, 1 2, счетчиков 1 3, 1 4, дц

;:Р .-:ггеров 15,16 и инвертора 17, формирователь 1О состоит из регистра 1S сдвига и элемента 2И-2И-2ИЛИ-НЕ 19.

":--тройство работает следующим образом. 45

Входной сш-нал поступает на ограни.- нтеоь 1, который формирует прямоуголь,.-:-ые .ъ;пульсы, следующие с частотой по.»-.:.".овен1-ч. равной частоте входного сигнала.

:".-„:одной сигнал ограничители .I. посту..ает ;ш счетный вхсщ триггера 2 на вход ждущего мультивибратора 6, включая его, и на третьи входы элементов И 11,12.

Длительность выходного импульса ждуще-. го м».льтивибратора 8 - переменная, ве=З"

55 ли-:ина,. которая определяется частотой входного сщ"нала. При поступлении на вход детектора сигнала с нижней характеристической частотой Х „ длительность выходных импульсов ждущего мультивибратора 6 равна Г,, =1/f . При поступлении на вход детектора с игнала с верхней характеристической частотой длительность Г выходных импульсов ждущего мультивибратора 6 равна бесконечности. Йьгходные импульсы ждущего мультивибратора 6 задним фронтом включают ждущий мультивибратор 7, выходные импульсы которого имеют отрипательную полярность и постоянную дли- тельность равную б, .

Пусть на вход детектора поступает сигнал с верхней характеристической частотой f.@, тогда на выходе ждущего мультивибратора 6 поддерживается постоянный уровень выходного напряжения (логическая 1 ), т.е. длительность выходного импульса равна бесконечности. При этом триггер2 находится в единичном состоянии, триттеры15 и16в нулевом состоянии и на выходах ждущего мультивибратора 7 и мажоритарного блока 5 уровень логичео кой l.

Пусть частота сигнала на входе детектора изменяется от до Н . В диапазоне изменения частоты сигнала от 5@ до f триггеры 2,15,16, ждущие мультивибраторы 6, 7 сохраняют предыдущее состояние, На выходе мажоритарного блока 5 также сохраняется уровень логической 1. При достижении частотой сигнала величины 1 на выходе ждущего мультивибратора 6 сформируется импульс, который задним фронтом включает ждуший мультивибратор 7, формирующий первый сигнал блокировки, который формируется во время изменения частоты входного сщ нала от до „. Таким образом навремя изменения частоты входного сигнала от до „ триест.".-,. 2 заблокирован и сохраняет предыдущее состояние.

Кроме того, триггер 2 заблокирован вторым сигналом блокировки, формируемым триггером сигнала от до 5 Длительность его определяется емкостью

К счетчика 13 импульсов, причем Г С ;и П< К g К, где П вЂ” порог сраба,тывания мажоритарного блока 5. Таким образом, второй сигнал блокировки блокирует триггер 2 до тех пор, пока во время изменения частоты входного сиг нала от х 2 до К+ (f текущее значение частоты) на счетчик 13 импульсов не поступит К импульсов входного сигнала. Наличие второго сигнала блокировки позволяет уменьшить искажения выходного.сигнала (преобладания, дробления), что объясняется следующим образом.

5 974600 6

Пусть в момент времени 1 частота ходной сигнал которого поступает на вто. входного сигнала достигла значения f рой информационный вход регистра 1S причем следующее ее значение -Х a o сдвига, на первый информационный и тек- мент времени + должно быть g < f товый входы которого поступают сиг1щлы

+ 2> т е. находитЬся в диапазоне частот от 5 с выхода мажоритарного блока 5 и с додо (в зоне действия первого сиг полнительного выхода генератора 4 опор нала блокировки, формируемого ждущим ной частоты. мультивибратором 7). Пусть при этом в Выходной сигнал триггера 16 дает момент speMeHH t частота входного разрешение на формирование импульса сигнала под действием помех принял 1й сброса, который вырабатывается формизначение 1+ с, т.е. за зоной дей- рователем 10 импульсов сброса в момент ствия первого импульса блокировки. Од изменения полярности выходного напринако триггер 2 не изменит своего со- жения мажоритарного блока 5. Импульс стояния, так как он заблокирован вторым сброса устанавливает в нулевое» (soсИгналом блокировки, который формирует 1 ходное) положение счетчики 13 H 14 ся триггером 15. После окончания дей импульсов и триггеры 15 и 16. Выходной ствия помехи частота входного сигнала в сигнал триггера 15 блокирует триггер 2 момент времени Ь примет значение и закрывает элемент И 12. гЪ Х

< 2 и далее последовательно будет Таким образом, триггер 2 сохраняет принимать значения, которые удовлетворя 29 свое состояние до момента обратного ют условию f. y c Х- с k < до момента перехода частоты входного сигнала от вРемени .,,, когда значение %+ равно $ „до 1, когда частота входного сит B интервале времени от Ь qo 14 нала достигнет значения $ 1 f . При а. первый сигнал блокировки, поступает че-. этом исключаются искажения выходного рез инвертор 17 на элементы И 11 и 2S сигнала частотного детектора, которые дает разрешение на прохождение импуль- возникают из-за воздействия помех на сов с выхода ограничителя 1 на счетчик входной сигнал.

13 импульсов. Импульс переполнения счет- В момент времени, когда с триггера

П т. чика 13 импульсов включает триггер 15. 2 сняты сигналы блокировок под воз йЭ дери этом элемент И 11 закрыт и снят ЗО ствием на входной сигнал импульсных и второй сигнал блокировки с триггера 2.и других видов помех, нарушающих рабату элемента И 12. В момент времени k<, детектора, в выходном сигнале триггера когда частота входного сигнала достиг 2, постуйающем в регистр 3 (сдвига), нет значения f+< „триггер 2 под дей- могут появиться дробления. Исключение ставнем выходных импульсов ограничителя З дроблений происходит следующим обра1 переключается в противоположное со- зом.

Выходной сигнал триггера 2 постуТаким образом, триггер 2 сработает пает на информапионный вход регистра 3 только в момент времени, когда частота сдвига и каждым импульсом генератора

7 входного сигнала достигнет значения ф 4 опорной частоты продвигается на ин . од 7 f При отсутствии второго сигнала разряд. Выход каждого разряда регистра блокировки триггер 2 изменит свое состо- 3 сдвига подключен к соответствующем У. яние в момент. времени ; (время дей- входу мажоритарного блока 5. Пусть рествия помехи) и сохранит его до момен- гистр 3 сдвига имеет М разрядов, тогда та обратного перехода частоты входного > база анализа равна м, а решение о зна сигнала от н go Х, когда частота сигнала от 1 чении выходного детектора принимается входного сигнала достигнет значения по И Разрядам (где М и n - целые чиом

Х . Следовательно, в этом случае ла, Q - нечетное и И) — ). Если выF71 длительность телеграфнбй посылки увели- ходной сигнал триггера 2 имеет уровень чнтся на величину приблизительно равную логической 1, но из-за воздействия пок Тор. мех появляются дробления (логические При дальнейшем изменении частоты О), а выходной сигнал триггера 2 не.входного сигнала от значения 1 ( прерывно записывается и продвигается до значения fg =f > (с момента времени по разр дам в регистре 3 сдвига, то в

В ) импульсы с выхода ограничителя 1 данный момент времени каждый разряд

Я через элемент И 12 поступают на счет- регистра 3 сдвига примет какое-либо чик 14 импульссв, емкость которого определенное значение (логический 0

К П. Импульс переполнения счетчика

1 или логическая 1). Если число разрядов

14 импульсов включает триггер 16, вы= регистра 3 сдвша, в данный момент

974600

ВРЕМЕНИ НаХОДЯЩИХСЯ B СОСТОЯНИИ ЛОГИ ческий О, удовлетворяет соотношениюЙ уп-й, то на выходе частотного, детектора состояние логической 1 . Таким образом исключены дробления выходного сигнала. Смена полярности выходного сигнала детектора происходит только тот да, когда число разрядов регистра 3 сдвига, находящихся в состоянии логи- ческой О, равно М 7 и -H . Это справед- >6 ливо и при обратном переходе из состояния логической О в состояние логической 1.

Таким образом использование новых элементов (блока 9 счета импульсов Вход-1 ного сигнала и формирователя 10 импульсов сброса) устраняет искажения выходного сигнала детектора (преобладания, дробления) из-за действия помех в момент изменения частоты входного сигна- 20 ла и при длительном поступлений на вход детектора сигнала с Верхней или нйжней характеристическими частотами. И предложенном устройстве при введении новых элементов повышается помехоустойчь- 2$ вость по отношению к импульсным помехам, что повышает помехоустойчивость приемного тракта линии связи, и В результате достоверность принимаемых телеграфных сообщений (Один Бз ск:новкых ЗО критериев при опенке качества линии свяЗИ! . е,:,-.мула изобретения „цифровой частотный детектор по

-:,rr:-„, ;:в. № 720779, с г л и ч а ю ш и й»

:- ., что, с далью повышения поме . О ; . .". ..".чйвости, введены последоВатель gg нз соед;. Наиныe блок счета импучььсов в;-:..Оиы:;;.-- сигнала и формирователь иипульсoà сброса, причем пррвый, второй и тре;.--;=,!:. y;..„-,1-.1 блата счета импульсов вход", ОГО,.-: ;и-нала соединены соответственно . Входе:;; о ного и Выходом другого жду:дих ъ. .чл-.=- ивибоаторов и выходом; формир-. - :зт -.:::." ьмпу л..сов cGpocB, и выходы соответственно с дополнительными входами триггера и первым входом формирователя импульсов сброса, второй вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, а третий вход — с выходом мажоритарного блока.

2. Детектор по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что блок счета импульсов ВхОднОГО сиГнала состОит из после довательно соединенных инвертора, первых элемента И, счетчика и триггера, и вторых элемента И, счетчика и триггера, выход последнего является выходом

f блока счета импульсов входного сигнала, первый выход первого триггера соединен с вторым входом второго элемента И и является первым выходом блока счета импульсов, вторые входы первых и вторых счетчиков и триггеров объединены, третий вход второго элемента И и второй вход первого элемента И объединены и являются вторым входом блока счета импульсов входного сигнала, третьим входом которого являются объединенные вход инвертора и третий вход второго элемента И, первый выход первого триггера является вторым выходом блока счета импульсов входного сигнала.

3. Детектор по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что формирователь импульсов сброса состоит из регистра сдвига и элемента 2И-2И-2ИЛИ-НЕ, причем первый вход регистра сдвига является первым Входом формирователя импульсов сброса, Вторым входом которого является тактовый вход регистра сброса, второй вход которого является третьим входом формирователя импульсов сброса, выходы регистра сдвига соединены с соответствующими входами элемента 2И2И-2ИЛИ-НЕ, выход которого является выходом формирователя импульсов сброса

Источники информа Ии, принятые во Внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР № 720779, кл. Н 04/ 27/14, 1978 (прототип) .

9 74800

Составитель H. Лазарева

Редактор О. Колесникова Техред М. Тепер Корректор В. ПРокненк

Заказ 8736/78 Тираж 688 Подписное

В НИИПИ Государственного комитета ССС:Р по делам изобретений н открытий

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

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