Частотный демодулятор Советский патент 1985 года по МПК H03D3/02 

О

Ллг

со

оо

ЧАСТОТНЫЙ ДЕМОДУЛЯТОР, содержащий последовательно соединенные линию задержки, первый формирователь импульсов и фазовый детектор, к второму входу которого подключен выход второго формирователя импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности демодуляции путем подавления фазовой модуляции входного частотно-модулированного сигнала и увеличения коэффициента передачи, введены гетеродин, частота которого равна удвоенной центральной частоте входного частотно-модулированного сигнала, и последовательно соединенные смеситель и дополнительная линия задержки, выход которой подключен к входу второго формирователя импульсов, .при I зтом входы смесителя подключены к входу линии задержки и выходу (Л гетеродина соответственно.

Фу. /

I1

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в высокочастотных устройствах приема телеметрической информации и в доплеровских измерительных сметемах.

Цель изобретения - повьппение точности демодуляции путем подавления фазовой модуляции входного частотномодулированного сигнала и увеличение коэффициента передачи.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема частотного демодулятора; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие работу частотного демодулятора.

Частотный демодулятор содержит линию 1 задержки, первый формирователь 2 импульсов, фазовый детектор 3, второй формирователь 4 импульсов, гетеродин 5, смеситель 6, дополнительную линию 7 задержки, фильтр 8 нижних частот.

Частотный демодулятор работает следующим образом.

Частотно-модулированный входной сигнал Uj. Ucsinix)t (фиг. 2 а) поступает на вход линии 1 задержки и через формирователь 2 - на первый вход фазового детектора 3. Одновременно входной сигнал поступает на вход смесителя 6, на второй вход которого подается сигнал удвоенной центральной частоты с выхода гетеродина 5.

Линия 1 задержки с временем задержки С представляет собой линейное звено чистого запаздывания с передаточной функцией W(p)e и сдвигает фазу сигнала в зависимости от частоты на угол / wt 25Г fi, где f - несущая частота.

Следовательно, линия 1 задержки преобразует сигнал изменяющейся частоты в сигнал с изменяющейся фазой, причем изменение фазы происходит пропорционально изменению частоты

При одновременном воздействии на смеситель 6 напряжений сигнала 11 Ucsinwt и гетеродина Ur Ur sin2№(t в составе выходного напряжения U содержатся составляющие с частотами ( LO + ы) и ( w-Wp)

UCM --f- - cos (wt-2uft)-cos3wt

где /i - коэффициент разложения воль амперной характеристики нелинейного элемента смесителя

372

Вьщеляя составляющую с разностной частотой (u), получим напряжение на выходе смесителя 6

UCM- --f-- °«(t-2a)t)

Из этого вьфажения следует, что выходное напряжение смесителя 6 опережает по фазе на «/2 напряжение входного сигнала U., а его частота уменьшается (увеличивается) ровно на столько, на сколько увеличивается (уменьшается) частота входного сигнала и.,

С

Преобразованный в смесителе 6 входной сигнал Uj; в виде напряжения

UOM --|--- cos,(u,t-2u,t)

см 7 )Ly через линию 7 задержки и формирователь 4 поступает на второй вход фазового детектора 3.

На фиг. 26 представлена временная диаграмма напряжений частотного демодулятора при отсутствии девиации частоты /If 0. Линии 1 и 7 задержки выбираются с такими задержками, чтобы при выбранной центральной частоте f выходное напряжение фазо.вого детектора 3 равнялось нулю

Ti

iuJ-t-f-l -U,eiu)t

T-V

II olw-t-tЛTi-/

где К - коэффициент передачи фазового детектора 3 по амплитуде;Ч - угол сдвига фазы между

напряжениями U и U Решая последнее уравнение, получим максимально используемый рабочий сдвиг фазы i/p прямоугольных импульсов и, и Uj, обеспечиваемой линиями 1 и 7 задержки, в одну и другую сторону относительно фазы л/2 входного сигнала и с

.| f-

Следовательно, при начальном сдвиге фазы между прямоугольными импульсами U 2. рлвном Ji/2, каждая линия 1 и 7 задержки может сдвигать фазу при изменении частоты входного сигнала не более чем на л/4.

На фиг. 2в,г представлены временные диаграммы работы частотного демодулятора при наличии девиации частоты +л и -uf соответственно Из полученного на выходе фазового детектора 3 двухполярного широтномодулированного сигнала U, с пропор циональным фазовому сдвигу V распределением площадей положительных и отрицательных импульсов фильтр 8 нижних частот вьщеляет модулирующую функцию, т.е. низкочастотное двухполярное напряжение ftihfx йых изменяющееся по зако ну.модуляции.

1691374

Учитывая выражение для выходного напряжения на фазовом детекторе 3 (Uj) и то обстоятельство, что характеристика частотного демодулятора, определяемая свойствами линий 1 и 7 задержки периодична и симметрична относительно точек д (1+2п)- перехода ее через нуль, получим выражение для выходноtO го напряжения частотного демодуляl Mi

тора Ug,,, -44- +(ц.2п)7Г j ,

jfF где п О,1,2,...

Следовательно, напряжение на выходе предложенного частотного демодулятора пропорционально сдви, ГУ фаз Y U) между напряжениями и и и/, поступающими на входы фазового детектора 3, т.е. пропорционально частоте входного сигнала.

сриг.Е