Частотный дискриминатор Советский патент 1984 года по МПК H03D3/06 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в аппаратуре тональной телеграфии. Известен частотный дискриминатор, содержащий фазовращатель, два формирователя импульсов, два диффе ренцирующих элемента И, ждущий мультивибратор и -триггер fIj . Однако указанный частотный диск риминатор, имеет низкое быстродействие и недостаточную помехоустойчивость, Наиболее близким к предлагаемом является частотный дискриминатор, содержащий последовательно соедине ные фазовращатель, вход которого является входом частотного дискрим натора , и первый формирователь прямоугольных импульсов, выход которого соединен с первым входом фазового, детектора, а та:кже второй формирователь прямоугольньрс импуль сов, выход КОТОРОГО соединен с вто рым входом фазового детектора 2. Однако известный частотный диск риминатор имеет недостаточную по-, мехоустойчивость. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости. Поставленная цель достигается тем, что в частотный дискриминатор содержащий последовательно соединен ные фазовращатель, вход которого является входом частотного дискриминатора, и первый формирователь прямоугольных.импульсов, выход кото рого соединен с первым входом фазО вого детектора, а также второй форм рователь прямоугольных импульсов, выход которого соединен с вторым входом фазового детектора, введены последовательно соединенные амплитудный компаратор и. фильтр нижних частот, выход которого подключен к входу второго формирователя прямоугольных импульсов, а входы амплитудного компаратора соединены соответственно с входом и выходом фазрвращателя, при этом фазовый детектор выполнен в виде тактируемого . триггера, например D-триггера, информационный вход которого является первым входом фазФвого детектора, а вход синхронизации - вторым входом фазового детектора.: На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого частотного Дискриминатора. Частотный дискриминатор содержит фазовращатель 1, амплитудный, компаратор 2, фильтр 3 нижних частот, фазовый детектор 4, выполненный в виде тактируемого триггера, например D-триггера, и первый и второй формирователи 5 и б прямоугольных .импульсов. Частотный дискриминатор работает следующим образом; При отклонении частоты входного сигнала от граничной в сторону увеличения на величину, дг напряжение сигнала на выходе фазовращателя 1 будет отставать по фазе от напряжения на его. входе на величину д . В результате сравнения этих двух напряжений амплитудньм компаратором 2 на его выходе будет фopмйixэвa:гьcя последовательность прямоугольных импульсов. На выходе амплитудного компаратора 2 будет устанавливаться положительный потенциал, если погвнциал на первом его входе больше потенциала на втором входе, и отрица тельный, если потенциал на первом входе меньше потенциала на втором ; входе.. Когда помехи отсутствуют, разность потенциалов на входах амплитудного компаратора 2 имеет максимальное положительное з начение в начале отрицательного полупериода входного .сигнала и в начале положительного полупериода входного сигнала (в случае отсутотвия смены частот в указанные моменты) и нулю в момент, соответствуюв й фазе входного сигнала ()сле-довательно, на выходе амплитудного Компаратора 2 будут появляться икпульсы с частотой, равной частоте входного сигнала/ но отличаться по фазе относительно входного сигнала на {72 ). В случае Отклонения частоты входного сигнала от граничной в сторону увеличения сигнал на первом входе фазового детектора 4 отстает по фазе от сигнала на втором входе на(Т/2 - )- и случае отклонения частоты входного сигнала от граничной; в сторону уменьшения сигнал на первом входе фазового детектора 4 опережает по фазе сигнал на втором входе на (/2 + ) Да лее сигналы на первом и втором входах фазового детектора 4, преобразованные в прямоугольные импульсы формирователялш 5 и б прямоугольньрс импульсов, поступают на D-триггер, причем сигнал с вьгхода формирователя 5 поступает на информационный вход D-триггера, а с выхода формирователя 6 - на вход синхронизации D-триггера. Таким образом, изменение состояния D-триггера происходит по положительному перейаду на входе синхронизации в зависимости от состояния D-входа. При воздействии флyктyaf иoнныx помех импульсы на выходе амплитудного компаратора 2 начинают дробиться случайным образом, однако большая часть энергии дроблений лежит в высокочастотной области по отношению к входному сигналу, поэтому низкочастотная составляющая может быть отфильтрована. Составляющая частоты сигнала выделяется из последовательности импульсов с выхода амплитудного компаратора 2 фильтром 3 нижних частот, частота среза которого устанавливается выше максимального значения частоты входного сигнала. Значение частоты среза выбирается равным l,5(fo+uf)

При отклонении частоты входного сигнала от граничной в сторону уменьшения на величину / f напряжение сигнала на выходе фазовращателя 1 будет опережать по фазе напряжение на входе на угол лУ , В результате этого на выходе фильтра 3 нижних частот будет вырабатываться напряжение с частотой,, равной частоте входного сигнала/ но с опережением по фазе относительно входного сигнала на минус ( Л/. ). В этом случае сигнал на первом входе фазового детектора 4 опережает по фазе сигнал на втором входе на

Wa 4- AY/2J .

Таким образом, независимо от уровня флуктуационных помех при отклонении частоты входного сигнала от рал ичной в сторону увеличения на входы фазового детектора 4 поступают сигналы, отличающиеся по фазе С на выходе частотного дискриминатора устанавливается высокий потенциал, а при отклонении частоты входного сигнала от граничной в сторону уме.ньшет ния на входы фазового детектора 4. поступают сигналы, отличанмциеся по

фазе на (П/2-Ь АЧУ2) выходе частотного дискриминатора устанавливается низкий потенциал.

В результате этого формирование ложных импульсов на выходе фазово0 го детектора 4 начнется при превращении уровня помех величины, при которой длительность искаженных участков импульсов на выходе формкрователей 5 и б прямоугольных им5 jiyjibсов будет равна/ГГ- )/W: Этому соответствует отношение сигнал/ . шум, равное I/Sin ( ТГ/2 - , В известнсни частотном дйЪкриминаторе соответствуняцёе значение отношения

0 сигнал/шум равно I/Sin (ЛY/2 ). Поскольку для обеспечения быстродействия частотного дискриминатора необходимо выполнять условие , то I/Sin (дVfe ) I/Sin (- /i-ja li ;

5 т.ei помехоустойчивость предлагаемого частотного дискриминатора выше, чем прмехоустойчивость извейтН01ХЭ. Помехоустойчивость.предлагаемого д частотного дискриминатора по срав, нению с базовым выше в раза при скорости передачи информации 600 бит/с и в 3 раза при скорости передачи информации 1200 бит/с.

i

СТОТНЫЙ ДИСКРИМИНАТОР, i содержаЕ()ий последовательно соединен вые фазоара.«иатель, йход которого является входом: Частотногр дискримияатора, и формирователь прямЬу сольныхимпь льсов, выход ко торого соединен с первым входом фазового детектора, а также второй формирователь пря1 юугольных импульсов, выход которого соединен с вторым входом фазового детектора, о тл и Ч: а ю щи и с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены последовательно соединенные амплитудный компаратор и фильтр нижних частот, выход которого подключен к входу ВТОРОГО формирователя прямоугольных импульсов, а входы амплитудного компаратора соединены соответственно с входом и выходом фазовращателя, при этом фазовый детектор выполнен в %иде тактируемого триггера, например, D -триггераj информационный вход (Л которого является пёрвьм входом фазового детектора, а вход синхронизации - вторым входом фазового детектора.