Синхронный детектор Советский патент 1986 года по МПК H03D1/00 H03D3/18 

to Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в раз личных устройствах радиоизмерительной техники и автоматики для детектирования ам1шитудно-модулирован1ц 1х сигналов. Цель изобретения - повышение точности детектирования. На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого синхронного детектора. Синхронный детектор содержит первый перемножитель 1, первый фильтр 2 нижних частот, второй перемножитель 3, второй фильтр 4 нижних частот, опорный генератор 5, фазовращатель 6, первый 7, второй 8 и третий 9 ком параторы, первый 10 и второй 11 ключи, коммутатор 12, формирователь 13 управляющего напряжения и суммирующе интегрирующий усилитель 14. Сихронный детектор работает следующим образом. Перемножители 1 и 3 выполняют опе рацию аналогового перемножения входного сигнала и напряжения, поступающего с выхода опорного генератора 5. Фильтры 2 и 4 нижних частот пропускают сигналы в диапазоне частот от постоянного тока до верхней частоты модулирующего сигнала и не пропускают остальные сигналы. Генератор 5 генерирует напряжение синусоидальной формы с частотой, близкой к частоте входного сигнала. Фазовращатель 6 осуществляет поворот выходного нагенератора 5 на пряжения опорного 90°. Ключи 10 и 11 пропускают на выход сигналы, присутствующие на инфор мационных входах при поступлении соответствующих напряжений на управляющий вход.- Формирователь 13 формирует напряжение треугольной формы на своем первом выходе и синхронное с ним управляющее напряжение прямоугол ной формы на своем втором выходе. При этом амплитуда треугольного напряжения линейно зависит от величины напряжения на управляющем входе формирователя 13.. Коммутатор 12 пропускает поочередно, в соответствии с сигналом на своем третьем входе, выходные напряжения первого 7 или второго 8 компараторов на входе первого ключа 10. Суммирующе-интегрирующий усилитель 14 производит суммирование выделение постоянной составляющей и усиление сигналов, поступакяцих на его входы. Компараторы 7, 8 и 9 осуществляют сравнение мгновенных величин напряжений, присутствующих на их входах, и формируют на выходе сигнал О или I в зависимости от превышения одного сигнала другим. Выходные Напряжения компараторов 7 и 8 через коммутатор 12 управляют коэффициентом передачи первого ключа 10 таким образом, что треугольное напряжение с выхода формирователя I3 поступает на первый вход суммирующе-интегрирующего усилителя 14 только при условии, что величина напряжения с выходов фильтров 2 или 4 нижних частот больше величины напряжения с выхода формирователя 13. Аналогично, на второй вход суммирующеинтегрирующего усилителя 14 треугольное напряжение поступает только при выполнении условия, что величина выходного напряжения устройства меньше величины напряжения с выхода формирователя 13. В предлагаемом синхронном детекторе устранен такой недостаток синхронных детекторов, как необходимость жесткой синхронизации с точностью до фазы частоты входного сигнала с частотой опотэного генератора. Предлагаемый синхронный детектор обеспечивает погрешность детектирования в диапазоне уровней входного сигнала с глубиной модуляции 30% и уровнем от 100 мВ до 2 В менее 1 %, а в диапазоне уровней 5-100 мВ не более 10%. Частотный диапазон по несущей частоте от 100 кГц до 5 мГц при указанных погрешностях. Диапазон частот модуляции от 100 Гц до 5 кГц. Коэффициент нелинейных искажений менее 1%. Высокая точность детектирования по сравнению с известным устройством обеспечивается за счет того, что с квадратурными сигналами производится только одна операция - сравнение с треугольным напряжением. Последующая обработка производится одними и теми же блоками, чем достигается высокая идентичность операций возведения в квадрат, а использование общего треугольного напряжения для осуществления операции извлечения корня обеспечивает идентичность показателей степени при возведении в квадрат и извлечении квадратного корня.

Формула изобретения

Синхронный детектор, содержащий последовательно соединенные соответственно первый перемножитель и первый фильтр нижних частот и второй перемножитель и второй фильтр нижних частот, а также опорный генератор, выход которого соединен с вторым входом первого перемножителя непосредственно, а с вторым входом второго перемножителя - через фазовращатель, при этом первые входы первого и второго перемножителей объединены между собой и являются входом синхронного детектора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности детектирования, в него введены .три компаратора, два ключа, коммутатор, формирователь управляющего напряжения и суммирующе-интегрирующий усилитель, причем выход первого г.г фильтра нижних частот через первый компаратор соединен с первым входом

коммутатора, выход второго фильтра нижних частот через второй кo mapaтор соеднен с вторым входом коммутатора, выход которого через первьш ключ подключен к первому входу суммирующе-интегрирующего усилителя, выход суммирующе-интегрирующего усилителя является выходом синхронного детектора и через последовательно : соединенные третий компаратор и второй ключ подключен к второму входу суммирующе-интегрирующего усилителя, первый вход третьего компаратора соединен-с управляющим входом формирователя управляющего напряжения, первый выход которого, являющийся выходом сигнала треугольной формы, соединен с вторыми входами первого, второго и третьего компараторов и первого и второго ключей, а второй выход формирователя управляющего напряжения, являющийся выходом сигнала прямоугольной формы, соединен с управляющим входом коммутатора.

Изобретение относится к радиотехнике и обеспечивает повьшение точности детектирования. Входной сигнал в перемножителях 1, 3 перемножается с сигналом опорного генератора 5. Опорное напряжение на перемножитель 3 поступает через фазовращатель 6 (на 90). Cфop иpoвaнныe т.обр. наI IS J пряжения через соотв. фильтры 2, 4 нижних частот сравниваются в компараторах 7, 8 с треугольным напряжением, поступающим с формирователя управляющего напряжения (ФУН) 13. Сигналы О или 1 с компараторов 7, 8 проходят поочередно через коммутатор 12 на ключ 10 в виде управляющего напряжения. Через ключ 10 треугольное напряжение ФУН 13 проходит на суммирующе-интегрирующий усилитель (СИУ) 14 только при управляющем сигнале 1. Кроме этого, на СИУ 14 поступает треугольное напряжение ФУН 13 через ключ 11 в том случае, если выi ходное напряжение устройства меньше треугольного напряжения ФУН 13, что (Л определяет компаратор 9. Управление коммутатором 12- осуществляется прямоугольным напряжением ФУН 13. I ил.