Цифровой частотный дискриминатор Советский патент 1983 года по МПК H03K5/19 

Изобретение относится к импульсой технике и может быть использовано в С -темах передачи дискретной информации.

Известно устройство для измереия длительности импульсов, содер- 5 ащее формирователь входного сигна- а и соединенные последовательно ифровой измеритель длительности мпульсов, элемент памяти и индикатор, а также триггер, два ждущих 10 ультивибратора, делитель частоты, умматор .и элемент сравнения двух исел; причем вход триггера соединен с основным входом цифрового измерителя длительности импульсов 5 и с входом первого мультивибратора выход которого Соединен с входом второго мультивибратора, входом елителя частоты и управляющим входом элемента сравнения, выход ,„ второго мультивибратора соединен с входом сброса цифрового измерителя лительности импульсов, выход делителя частоты соединен с первым входом сумматора, выход элемента сравнения -.,. с вторым входом сумматора, выход cyм 1aтopa -- с входом записи элемента памяти и входом сброса делителя частоты, причем к суммирующим входам элемента сравнения подключены выходы цифрового измерителя длительноети импульсгов, а к вычитающим входам элемента сравнения подключены выходы элемента памяти ll.

Недостатком данного устройства является недостаточная чувствительност: 35 не позволяющая определить разность периодов меньше периода тактового импульса.

Наиболее близким по технической . сущности и достигаемому результату 40 к предлагаемому является цифровой частотный дискриминатор, содержащий цифровой измеритель длительности импульсов, выполненный ,в виде соеди ненных последовательно генератора 45 опорных импульсов, ключа и реверсивного счетчика импyльqoв, выходы которого подключены к входам элемента сравнения, формирователь импульсов, формирователь входного сигнала, выход„ которого подключен к первому входу делителя частоты, второй вход кото- рого соединен с выходом генератора опорных импульсов, расширитель импульсов, вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а вы- 55 ход - с вторым входом ключа и первым входом логического блока, второй вход которого соединен с выходом элемента сравнения, первый выход с вторым входом реверсивного счетчика i 60 импульсов, второй выход - с выход- ; ной шиной, а тре,тий вход - с третьим входом реверсивного счетчика импульсов и делителя частоты и выходом триггера, вход которого соединен

с выходом формирователя входного сигнала и входом формирователя импульсов T2J.

Недостатком этого устройства является низкая точность демодуляции передаваемых импульсов, что снижает помехоустойчивость передачи информации.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости, достигаемое путем повышения точности демодуляции передаваемых импульсов.

Для достижения этой цели В устройство, содержащее цифровой изме ритель длительности импульсов, выполненный в виде соединенных последовательно генератора опорных импульсов, ключа и реверсивного счетчика импульсов, выходы которого подклюены к входам элемента сравнения, ормирователь импульсов, формирователь входного сигнала, выход котоого подключен к первому входу делителя частоты, второй вход которого соединен с выходом генератора опорных импульсов, расширитель импульсов, вход которого соединен с выходом форирователя импульсов, а выход - с втоым входом ключа и первым входом лоического блока, второй вход которого соединен с выходом элемента сравнения, первый выход - с вторым входом реверсивного счетчика импульсов, второй выход - с выходной шиной, а третий вход - с третьим входом реверсивного счетчика импульсов,.введены дешифратор и вьщелитель фронтов импульсов, вход которого соединен с выходом формирователя входного сигнала, первый выход - с первым входом формирователя.импульсов, а второй выход - с третьим входом делителя частоты, первый выход которого соединен с вторым входом формирователя импульсов, а дешифратор включен между вторым выходом и четвертым входом делителя частоты.

На фиг.1 приведена структурная эле.ктрическая схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Цифровой частотный дискриминатор содержит цифровой измеритель 1 длительности импульсов, выполненный в виде соединенных последовательно генератора 2 опорных импульсов, ключа 3 и реверсивного счетчика 4 импульсбв, выходы которого подключены к входам элемента 5 сравнения, формирователь б входного сигнала, который через выделитель 7 фронтов импульсов, формирователь 8 импульсов подключен к входу расширителя 9 импульсов, В1)Код которого соединен с вторым входом ключа 3 и первым входом логического блока 10, втО рой вход которого подключен к выходу элемента 5 сравнения, первый выход логического блока 10 соединен с вто рым входом реверсивного счетчика 4, второй - с выходной шиной, а третий .вход логического блока 10 - с выходом формирователя б, с первым входо делителя 11 частоты и третьим входом реверсивного счетчика 4, второй вход делителя 11 соединен с выходом генератора 2, третий вход - с вторы выходом вьщелителя 7, первый выход делителя 11 соединен с вторым входо формирователя 8, а второй выход через дегдифратор 12 соединен с четв тым входом делителя 11. Устройство работает следующим об разом. Пусть на передаюпей стороне сист мы связи импульсч от источника инфо мации (фиг,2а ) управляют работой ча тотного модулятора. На приемной сто роне системы связи на входную шину устройства поступает частотно-манип лированное колебание (фиг.2б, кото рое преобразуется формирователем 6 в прямоугольные импульсы, следую1цие с частотой входного сигнала i (фиг.2в ). В момент прихода положите ного переп-ада напряжения входного сигнала вьаделитель 7 формирует на первом выходе короткие отрицательны импульсы (фиг,2 г), которые управляют работой формирователя 8 (фиг. 2 устанавливая его в состояние 1. Эти импульсы имеют частоту где ti -. целое число, а f ср средняя частота манипуляции, и сдвинуты относительно положительного фронта запуска делителя 11 (фиг.2ж ) на вре мя t . Величина t выбирается из Т. т условия ,7- «Л. , где L-..--максиb / 2 2 JMMKv. мальный период частотно-манипулироIванного колебания , Т,, „- минимальный период частотно-манипулированного колебания, а величина п выбирается с таким расчетом, чтобы, с одной стороны, делитель 11 получился минимальных .размеров, и, с другой стороны, чтобы период ,получившийся на выходе частоты, был больше вели:чины .макс. с учетом 2.2 несинхронности входной частоты и ча тоты генератора 2. В момент прихода отрицательного перепада входного напряжения (фиг.2 меняется направление счета в реверсивном счетчике 4, на выходе вьщели теля 7 появляется отрицательный импульс, по которому формирователь 8 снова устанавливается в состояние 1, а первым импульсом с делителя 11 (фиг. 2д)возвра1цается в состояние О. При совпадении отрицательного импульса с выхода формирователя б (фиг.2в| и импульса с дешифратора 12 (фиГ.2и вход делителя 11 закрывается и делитель 11 находится . в таком состоянии до прихода сигна- ла установки н исходное достояние (фиг.2е К На другом выходе выделителя 7 формируются короткие отрицательные импульсы (фиг.2е ) только в моменты . прихода положительного перепада напряжения с формирователя 6. Эти импульсы служат для установки в исходное состояние делителя 11. Одновременно в момент прихода положительного перепада напряжения с формирователя 6 (фиг.2вГ разрешается деление опорной частоты делителем 11 (фиг.2ж . Выходной сигнал формирователя б управляет направлением счета реверсивного счетчика 4. Если выход формирователя 6 находится в состоянии 1, то реверсивный счетчик 4 работает в режиме сложения, если в состоянии О - в режиме вычитания. Делитель 11 вырабатывает импульсы отрицательной полярности (фиг.2з), поступающие на вход сброса формирователя 8. Таким образом, на выходе формирователя 8 каждые полперйода входного колебания появляется импульс, положительный фронт которого совпадает с перепадом напряжения входного частотно-манипулированного колебания, а отрицательный фронт - с первым импульсом на выходе делителя 11 частота на выходе которого пропорциональна средней частоте манипуляции. Сформированные таким образом импульсы {фиг,2д) поступают на вход расширителя 9, где их длительность увеличивается в m раз (фиг.2к. Выходной импульс расширителя 9 подается на управляющий вход ключа 3 для пропуска на вход реверсивного счетчика 4 серии импульсов генератора 2, частота которого много больше и кратна средней частоте входного частотно-манипулированного колебания. . Серию иг.тульсов, сформированную состоянии 1 формирователя б фиг.2в), реверсивный счетчик 4 счиает в прямом направлении, а серию мпульсов, сформированную в состояии О - в обратном направлении. случае равенства входной часточы астотно-манипулированного колебаия средней частоте оба ш-тульса а выходе формирователя 8 (фиг.2д) авны по длительности и по окончаии счета в обратном направлении а выходе реверсивного счетчика 4 станавливается исходное значение. ели входная частота равна f „,„,втоой импульс на выходе формировате вого на величину (liiJSSSrя 8 короче первого

-}

}, I а на выходе расширителя 9 .- -Se. и число

на вели.ину m

На выходе реверсивного счётчика 4 по окончании счета больше исходного значения. Если входная частота равisf cKttciTO второй импульс расширителя 9 больше первого на величину т(1бВ. TV- - 2

1„ число на выходе реверсивного счетчика 4 меньше исходного значения.

По окончании счета в обратном направлении в блоке 10 происходит формирование импульса записи (фиг.2л| который разрешает запись полученной с выхода элемента 5 сравнения информации (фиг.2м ) на выход логического блока 10 и устанавливает на реверсивном счетчике 4 исходное значение. Элемент 5 сравнения производит постоянное сравнение полученного числа с исходным значением на выходах реверсивного счетчика 4, и на выходе появляется либо О либо 1, в зависимости от того больше или меньше записанного числа текущее значение.

Следовательно, импульс записи в логическом блоке 10(фиг.2л)и результат сравнения чисел на выходе элемента 5 появляются в конце каждо го периода входного частотно-манипулированного колебания (фиг,26)/, а не в конце двух 1териодов, как в известном устройстве. Поэтому аппаратурные искажения длительности демодулированных импульсов в предлагаемом устрой лвкс

стве не превышают велечины:

в то время как в известном эта ве- личина составляет (Т„„.),

Использование предлагаемого устройства уменьшает аппаратурную погрешность при цифровой обработке сигналов в системах передачи дискретной информации и повышает точность демодуляции, что повышает их помехоустойчивость. Цри равных несущих частотах и требованиях к искажениям импульсов использование устройства позволяет увеличить скорость передачи инфор- мации.

ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТНЫЙ ДИСКРИМИНАТОР, содержащий цифровой измеритель длительности й1«1ульсов, выполненный в виде соединенных последо вательно генератора опорных импульсов ключа и реверсивного счетчика iwпульсов, выходы крторого подключены к вхоДс1М элемента сравнения, формирователь импульсов, Фо1 1ирователь входного сигнала, выход которого подключен к первому входу.делителя частоты, второй вход которого соединен с выходом генератора опорных . импульсов, расширитель -импульсов. вход которого соединен.с выходом формирователя импульсов, а выход -с вторэм входом ключа и первым входом логического блока, второй вход которого соединен с выходом элеивента сравнения, первый выход с вторым входом реверсивного счетчика импульсов, второй выход - с выходной иганой, а третий вход - с третьим входом реверсивного счетчиKia импульсов., от л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены дешифр1а1тор и выделитель фронтов 1О4пу.льсов, вход которого соединен с выходом формирователя входного сигнала, первый выход - с первьм входом формирователя импульсов, (/ а второй выход - с третьим входом делителя частоты, первый выход С которого соединен с вторым входо формирователя импульсов, а дешифратор включен между вторым выходом и четвертым входом делителя частоты.