Фазочувствительный амплитудный демодулятор Российский патент 2020 года по МПК H03K9/00 

Изобретение относится к области автоматики и аналоговой преобразовательной техники и может быть использовано для демодуляции аналоговых сигналов.

Известен демодулятор [1] содержащий операционный усилитель, два ключа, резисторы.

Недостатками данного устройства является отсутствие формирователя сигналов управления ключами и наличие паразитных пульсаций в выходном сигнале.

Наиболее близким к предложенному является фазочувствительный амплитудный демодулятор, содержащий первую и вторую входные шины, инвертор знака, компаратор, два ключа, операционный усилитель и резисторы [2].

Недостатком данного устройства является демодулирование только сигналов «с исключением несущей частоты».

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является демодуляция синусоидальных сигналов.

Поставленная задача решается за счет того, что в фазочувствительном амплитудном демодуляторе, содержащем первую и вторую входные шины, на входы которых подаются соответственно модулированный и управляющий сигналы, замыкающий ключ, операционный усилитель, конденсатор, резисторы, согласно изобретения, дополнительно вводится буферный усилитель, вход которого подсоединен к первой входной шине, а его выход подключен через введенный разделительный конденсатор к входу замыкающего ключа, подключенному через первый резистор к земляной шине, вторая входная шина подключена к введенному формирователю управления, выход которого подключен к управляющему входу замыкающего ключа, выход которого подключен через второй резистор к неинвертирующему входу операционного усилителя и к введенному запоминающему конденсатору, который подключен к земляной шине, инвертирующий вывод операционного усилителя соединен с выходом операционного усилителя и выходной шиной.

К существенным признакам заявленного устройства, по сравнению с известным (прототипом), относится введение буферного усилителя, разделительного конденсатора, формирователя управления и запоминающего конденсатора, а также изменение связей между имеющимися элементами устройства.

Такая схема обеспечивает демодулирование синусоидальных сигналов за счет того, что на запоминающем конденсаторе сохраняется амплитудное значение сигнала благодаря короткому управляющему импульсу с формирователя управления.

На фиг. 1 представлена схема устройства, на фиг. 2 - эпюры его работы.

Предлагаемое устройство содержит первую 1 и вторую входную шины 2, буферный усилитель 3, формирователь управления 4, разделительный конденсатор 5, первый 6 и второй резисторы 8, замыкающий ключ 7, запоминающий конденсатор 9, операционный усилитель 10 и выходную шину 11.

Вход буферного усилителя 3 подключен к первой входной шине 1, а выход буферного усилителя 3 подключен через разделительный конденсатор 5 к входу замыкающего ключа 7, подключенному через первый резистор 6 к земляной шине, вторая входная шина 2 подключена к формирователю управления 4, выход которого подключен к управляющему входу замыкающего ключа 7, выход которого подключен через второй резистор 8 к неинвертирующему входу операционного усилителя 10 и к запоминающему конденсатору 9, который подключен к земляной шине, инвертирующий вывод операционного усилителя 10 соединен с выходом операционного усилителя и выходной шиной 11.

Предложенный фазочувствительный амплитудный демодулятор работает следующим образом.

На первый вход 1 поступает амплитудно-модулированный сигнал (фиг. 2, а), а на второй вход 2 поступает опорная частота, равная несущей частоте амплитудно-модулированного сигнала (фиг.2, б). На выходе формирователя управления 4 формируются прямоугольные импульсы со скважностью 36, частотой, равной несущей частоте амплитудно-модулированного сигнала и сдвинутые по фазе на 85 электрических градусов (фиг. 2, в), которые открывают замыкающий ключ 7, на входной вывод которого через входной буфер 3 и разделительный конденсатор 5 поступает амплитудно-модулированный сигнал. При этом на выходном выводе замыкающего ключа 7 будут иметь место фрагменты модулирующего сигнала, которые после сохранения на запоминающем конденсаторе 9 преобразуются в модулирующий сигнал (фиг. 2, г). Если несущая частота амплитудно-модулированного сигнала совпадает по фазе с опорной частотой на входе 2, то выходной сигнал будет иметь один фазовый сдвиг, если же они противофазны, то фазовый сдвиг выходного сигнала изменится на противоположный (фиг. 2, д), т.е. имеет место фазочувствительная демодуляция. Входной буфер 3 обеспечивает высокое входное сопротивление, а операционный усилитель 10 - низкое выходное сопротивление устройства. Разделительный конденсатор 5 отсекает паразитную постоянную составляющую амплитудно-модулированного сигнала.

Использование данного устройства позволило создать высококачественный амплитудный фазочувствительный демодулятор для работы в составе гиростабилизаторов.

Источники информации:

1. Ж. Маше. Операционные усилители и их применение. Л., Энергия, 1974 г., стр. 88, фиг. 5-60

2. Патент РФ №2312455, МПК H03K 7/02, H03K 9/02, H03D 3/18, приоритет от 28.03.2006 г. (прототип).

Изобретение относится к области автоматики и аналоговой преобразовательной техники и может быть использовано для демодуляции аналоговых сигналов. Техническим результатом является демодуляция синусоидальных сигналов. Поставленный технический результат достигается за счет создания фазочувствительного амплитудного демодулятора, в состав которого введены буферный усилитель, разделительный конденсатор, формирователь управления и запоминающий конденсатор, а также изменены связи между имеющимися элементами устройства. 2 ил.

Фазочувствительный амплитудный демодулятор, содержащий первую и вторую входную шины, замыкающий ключ, операционный усилитель, первый и второй резисторы, отличающийся тем, что содержит буферный усилитель, вход которого подсоединен к первой входной шине, а его выход подключен через введенный разделительный конденсатор к входу замыкающего ключа, подключенному через первый резистор к земляной шине, вторая входная шина подключена к введенному формирователю управления, выход которого подключен к управляющему входу замыкающего ключа, выход которого подключен через второй резистор к неинвертирующему входу операционного усилителя и к введенному запоминающему конденсатору, который подключен к земляной шине, инвертирующий вывод операционного усилителя соединен с выходом операционного усилителя и выходной шиной.