Энергетический амплитудный детектор Советский патент 1988 года по МПК H03D1/06 

Изобретение относится к радиотех пике и измерительной технике и может быТь использовано для детектирования амплитудно- модулированных сигналов.

Цель изобретения повышение точности детектирования.

На чертеже изображена функциональ- ная электрическая схема предлагаемо го энергетического амплитудного де- тектора.

Энергетический амплитудный детек- тор содержит источник 1 входного сигнала, катушку 2 индуктивности, конденсатор 3, резистор 4, первый 5 и второй 6 квадраторы, сумматор 7, первый 8, второй 9 .и третий 10 пере- множители, инвертор 11, блок 12 извлечения квадратного корня,дифференциатор 13, блок 14 деления и дополнительный квадратор 15.

Энергетический амплитудный детектор работает следуюп1им образом.

Работа детектора основана на использовании закона изменения полной энергии колебаний в контуре, находящемся под воздействием амплитудно- модулированного сигнала. На вход детектора подается сигнал вида

и

вх

(t) V(t).sin(Uot +ц ).

На вход первого квадратора 5 по- ступает сигнал пропорциональный мгновенному значению напряжения на конденсаторе

Ujt) V(t).sin(cOet +qp ).

На вход второго квадратора 6 поступает сигнал, пропорциональньп мгновенному значению напряжения тока в колебательнЬм контуре

UftCt) RC . (t).sin( f Cf) + (t)cos ().

Напряжения на выходах первого и второго квадраторов, подаваемые на первый и второй входы сумматора 7, пропорциональны соответственно величинам электрической и магнитной энергии колебательного контура. В сумматоре 7 образуется напряжение, пропорциональное полной энергии колебательного контура V(,) y(t)Y(tl .2(.

бы Е

.

cos2(0ot + tf).

При этом второй, третий и четвертый члены этого выражения являются остатком, который служит причиной ис- кажения выходного сигнала детектора. С выхода сумматора 7 сигнал подается на блок 12 извлечения квадратного корня. Одновременно сигналы с конденсатора 3 и резистора 4 подаются 0 через первый перемножитель 8 и инвертор 11 на первый вход второго пере- множителя 9, на .второй вход которого поступает сигнал с выхода блока 14 деления. На один вход блока 14 деле- В ния сигнал поступает с выхода дифференциатора 13, а на другой - с выхода блока 12 извлечения квадратного корня. Сформированное во втором перемножителе 9 напряжение подается на 0 первый дополнительный вход сумматора 7 и имеет следующий вид:

U.b,,, (t)+- 4--cos2(w«t -Iч-).

5

0

0

5

.c,),i„2(it.

На второй дополнительный вход сумматора 7 подается напряжение, сформированное в третьем перемножителе .10 и имеющее следующий вид:

) ) 0 и,,„,„ - - ТоГ cos2(w«t+(f).

Дополнит.ельные входы сумматора 7 являются компенсационными, так как напряжения, подаваемые на эти входы, полностью компенсируют остаток. В 5 составе предлагаемого детектора нет инерционных элементов, которые приводят к, снижению точности процесса детектирования. Поэтому обеспечивается безынёрционностб работы детектора в любом диапазоне частот и яе накладывается ограничений на соотношение несущей и модулирующей частот AM-сиг- лала, т.е. не накладывается требование медленности характера изменения его амплитуды.

Предлагаемый амплитудный детектор не содержит опорный генератор, так как операция детектирования в нем сводится к оценке мгновенной энергии си.гнала и компенсации остатка, возникающего в процессе оценни мгновенной энергии АМ-сигнала, следовательно, предлагаемый детектор инвариантен к начальной фазе сигнала.

При практической реализации пред- лаГаемо.й функциональной схемы детектора его технические характеристики определяются параметрами операцион5

ных усилителей, на основе которых построены функциональные преобразователи. Предполагается, что функцио- нальные операции (умножение, деление

квадрирование) выполняются с необхо- „

Димой и достаточной степенью точнос - ти. Поэтому остаток не связан с ре- альными функциональными преобразователями, а связан с видом тех функциональных операций, которые определяют- ся структурой того или иного детектора. Чем меньше остаток, тем большей точностью детектирования обладает детектор, т.е. тем выше степень соответствия закона изменения огибающей АМ-сигнала на входе детектора закону изменения выходного напряжения детектора. В предлагаемом детекторе остаток устраним полностью.

Таким образом, предлагаемый амплитудный детектор оптимально решает задачу выделения модулирующей функции.

Формула изобретения

Энергетический амплитудный детектор, содержап1ий последовательно соединенные источник входного сигнала,, катутаку индуктивности, конденсатор и резистор, ВТОТ1ОЙ вывод которого соединен с вторым выводом источника входного сигнала, а также первый и второй квадраторы и сумматор, при этом первый вход первого квадратора подключен к точке соединения катушки индуктивности и конденсатора, первый вход второго квадратора подклю-

д 5 0

5

30

35

чен к точке соединения резистора и источника входного сигнала, второй вывод конденсатора подключен к общей шине, выходы первого и второго квадраторов соединены соответственно с первым и вторым входами сумматора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности детектирования, введены первый, второй и третий перемножители, инвертор, блок из влечения квадратного корня, дифференциатор, блок деления и дополнительный квадратор, при этом первый и второй входы первого перемножителя соединены с первыми входами первого и второго квадраторов соответственно, выход первого перемножителя через инвертор подключен к первому входу вто рого перемножителя, выход которого соединен с первым дополнительным входом сумматора, выход сумматора через последовательно соединенные блок извлечения квадратного корня и дифференциатор подключен к лервому входу блока деления, втарой вход которого соединен с выходом блока извлечения квадратного корня и является выходом энергетического амплитудного детектора, выход блока деления соединен с вторым входом второго перемножителя и с первым входом дополнительного квадратора, выход дополнительного квадратора подсоединен к первому входу третьего перемножителя, второй вход которого соединен с выходом первого квадратора, а выход третьего пе- ремножителя - с вторым дополнительным входом сумматора.

Изобретение относится к радио-технике и измерительной технике. Цель изобретения - повышение точнос ти детектирования. Устр-во содержит источник входного сигнала 1, катушку 2 индуктивности, конденсатор 3, зистор 4, квадраторы 5 и 6, сумма- тор 7. Введены перемножители 8-10, инвертор 11, блок 12 извлечения квадратного корня, дифференциатор 13, блок 14 деления, дополнительный квадратор 15. В составе устр-ва нет инерционных эл-тов, к-рые приводят к сни жению точности процесса детектирования. Обеспечивается безынерционность работы детектора в любом диапазоне частот и не накладывается ограничений на соотношение несущей и модулирующей частот АМ сигнала. 1 ил.