Адаптивный демодулятор частотно-модулированных сигналов Советский патент 1986 года по МПК H03D3/02 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для контроля приемопередающей аппаратуры

Цель изобретения - расширение диапазона рабочих частот в область нижних частот.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема адаптивного демодулятора частотно-модулированных (ЧМ) сигналов; на фиг.2 и 3 - диаграммы его работы.

Адаптивный демодулятор ЧМ сигналов содержит первый и второй сумматоры 1 и 2, линию 3 задержки, регулируемый фазовращатель 4, фазоинвер- тор 5, первый и второй амплитудные детекторы 6 и 7, блок 8 вычитания, инвертор 9, коммутатор 10, фильтр 11 нижних частот, усилитель 12, первьй интегратор 13 со сбросом, двухпоро- гоБЫй элемент 14, второй интегратор 15 со сбросом, пороговый элемент 16 и формирователь 17 импульсов, триггер 18.

1 Адаптивный демодулятор ЧМ сигнало работает следующим образом.

При пocтJ плeнии на вход ЧМ сигнала

и ., A-sincJt,

Р л

где А - амплитуда;

- частота;

t - время,

напряжение на выходе линии 3 задержки равно

и 3 A sina)(t-t),

где i - время задержки сигнала линией 3 задержки.

. При этом на выходах сумматоров 1 и 2 при фазовом сдвиге, вносимом фазовращателем 4 и равном нулю, напряжения Соответственно равны

и и +Uj 2A-cos(;)sinu3(t- |)

и. и. -и, 2А , sin(-b - cosa)(t- -) . В« .

После линейного амплитудного де- тектирования напряжений U и U,j первым и вторым амплитудными детекторами 6 и 7 напряжение на выходе блока 8 вьр4итания равно

,a)t.

. и)Тч

и,ь,х (-5)l- |sin(

Зависимость и„, от частоты вход . ppiX

ного сигнала приведена на фиг.2.

Фильтр 11 нижних частот, усилитель 12, первый интегратор 13 и фазовращатель 4 образуют кольцо частотной автоподстройки. 3 исходном состоянии триггер 18 находится в состоянии логического О, первый и второй интеграторы 13 и 15 обнулены, на вход фильтра 11 нижних частот через коммутатор 10 поступает сигнал с выхода блока 8 вычитания. Пусть и момент времени t на вход устройства поступает ЧМ сигнал с несущей частотой .При этом на выходе блока 8 вычитания появляется переменное напряжение в соответствии с законом частотной модуляции входного сигнала. Фильтр 11 нижних частот вьщеляет по

стоянную составляющую этого налряжения (фиг.За), которая после усиления усилителем 12 поступает на вход первого интегратора 13, напряжение на выходе которого начинает возрас тать (фиг.38), и под действием этого напряжения изменяется фазовый сдвиг, вносимый регулируемым фазовращателем 4 (фиг.3& ). В результате этого начинает смещаться зависимость (i) (фиГо2) относительно частоты (Jj, . Предположим, что положительное напряжение на управляющем входе регулируемого фазовращателя 4 смещает эту зависимость влево, а отрица5 тельное - вправо. Тогда по мере нарастания напряжения на выходе первого интегратора 13 эта зависимость смещается влево (фиг.2, момент времени t) В момент времени t напряжение

0 на выходе фильтра 11 нижних частот становится равным нулю (фиг.За), интегрирование этого напряжения первым интегратором 13 прекращается и на его выходе устанавливается нап5 ряжение, соответствующее нулевому значению постоянной составляющей напряжения на выходе блока 8 вычитания, что соответствует точной настройке устройства на частоту входно0 го сигнала.

Аналогично можно показать, что предлагаемое устройство само настраивается на любую несущую частоту входного сигнала. При этом настрой5 ка заключается в смещении детекторной характеристики до совпадения частоты входного сигнала с ближайшей точкой перехода через нуль участка

дискриминационной характеристики с крутизной определенного знака ( в рассматриваемом примере - с отрицательной, которая определяется зави- симостью регулировочной характеристики регулируемого фазовращателя 4). При этом требуемый диапазон перестройки регулируемого фаз вращателя должен быть не менее 360 .

Диапазон перестройки реально используемых регулируемых фазовращателей уменьшается с понижением частоты вводного сигнала и при некотором ее значении становится меньше 360 . В

этом случае устройство может с требу- руемый фазовращатель, фазоинвертор.

емой точностью настраиваться на частоту входного сигнала и на выходе фильтра 11 нижних частот появляется постоянная составляющая продетекти- рованного сигнала, что приводит к срабатьшанию двухпорогового элемента 14, который сравнивает поступающий на его вход сигнал с нулевым уровнем. На выходе двухпорргового элемента 14 появляется сигнал Логическая 1, который поступает на вход второго интегратора 15. Через некоторое время (большее постоянной времени кольца частотной автоподстройки) напряжение на выходе второ- го интегратора 15 достигнет порога срабатывания порогового элемента 16, сигнал Логическая 1 с выхода которого запускает формироваль 17 им

Пульсов. Импульсом с выхода формиро- 35 лью расширения диапазона рабочих вателя 17 импульсов сбрасывается первый и второй интеграторы 13 и 15, а триггер 18 перебрасывается в другое устойчивое состояние и своим выходньм сигналом переключает ком- 40 мутатор 10. При этом на вх(д фильтра 11 нижних частот начинает поступать сигнал с выхода блока 8 вычитания через инвертор 9. Далее повторяется описанный процесс автома- 45 тической настройки на частоту входного сигнала, причем настройка осуществляется на ближайшую точку перехода через нуль участка дискриминациончастот в область нижних частот, в него введены последовательно соед ненные и включенные между выходом фильтра нижних частот и входом по гового элемента двухпороговый эле мент и второй интегратор со сброс последовательно соединенные и под ключенные к выходу блока вычитани инвертор и коммутатор, второй вхо которого подключен к выходу блока вычитания, триггер, вход которого соединен с выходом формирователя и пульсов и с входом сброса второго интегратора со сбросом, а выход по

ной характеристики с положительной кру-50 ключен к входу управления коммутатизной, которая в данном случае находится ближе точки перехода через нуль участка дискриминационной характеристики с отрицательной крутиз512610814

ной. При этом для точной настройки фазовращатель 4 должен обеспечивать диапазон перестройки всего в 180 , что позволяет в два раза снизить нижнюю границу частотного диапазона.

Формула изобретения

Адаптивный демодулятор частотно- модулированных сигналов, содержащий последовательно соединенные линию задержки, первый сумматор, первый амплитудный детектор, блок вычитания, последовательно соединенные регули

второй сумматор и второй амплитудный детектор, выход которого соединен с вторым входом блока вычитания, вход регулируемого фазовращателя соединен с входом линии задержки, второй вход первого сумматора соединен с выходом регулируемого фазовращателя, второй вход второго сумматора соединен с выходом линии задержки,последовательно соединенные фильтр нижних частот, усилитель и первый интегратор со сбросом, выход которого соединен с управляющим входом регулируемого фазовращателя, а также последовательно включенные пороговый элемент и формирователь импульсов, выход которого соединен с входом сброса первого интегратора со сбросом, отличающийся тем, что, с це-

лью расширения диапазона рабочих

частот в область нижних частот, в него введены последовательно соединенные и включенные между выходом фильтра нижних частот и входом порогового элемента двухпороговый элемент и второй интегратор со сбросом последовательно соединенные и подключенные к выходу блока вычитания инвертор и коммутатор, второй вход которого подключен к выходу блока вычитания, триггер, вход которого соединен с выходом формирователя импульсов и с входом сброса второго интегратора со сбросом, а выход подтора, выход которого соединен с входом фильтра нижних частот и является выходом адаптивного демодулятора частотно-модулированных сигналов.

Изобретение относится к радиотехнике. Расширяется диапазон рабочих частот в область нижних частот. Устр-во содержит два сзгмматора 1 и 2, линию задержки 3, регулируемый фазовращатель 4, фазоинвертор 5, два амплитудных детектора 6 и 7, блок вычитания 8, инвертор 9, коммутатор (К) 10, фильтр нижних частот 11, у-ль 12, два интегратора со сбросом (ИС) 13 и 15, двухпороговый элемент (ДПЭ) 14, пороговый элемент 16, формирователь импульсов 17 и триггер 18. Цель достигается введением инвертора 9, К 10, ДПЭ 14, ИС 15 и триггера 18, с помощью которых обеспечивается автоматическая настройка на частоту входного сигнала, причем настройка производится на ближайшую точку перехода через нуль участка дискриминац. х-ки с положит, крутизной, находящейся ближе точки перехода через нуль участка дискриминац. х-ки с отриц. крутизной. 3 ил. i (t С