Цифровой частотный детектор Советский патент 1990 года по МПК H03D3/00 

Изобретение относится к телевизионной технике. Цель изобретения - повышение точности демодуляции сигнала цветности. Цифровой частотный детектор содержит эл-ты задержки 1,6 и 12, квадраторы 2 и 8, фильтры 3 и 9 нижних частот, блок извлечения 4 квадратного корня, функциональный делитель 5, сумматор 7, вычитатели 10 и 13, эл-т памяти 11 и умножители 14, 15 и 16. Цель достигается за счет улучшения линейности демодуляционной х-ки при тактовой частоте 13,5 МГц с помощью введенных эл-та задержки 12, вычитателя 13 и умножителей 14, 15 и 16. 2 ил.

J и

с о

Фие.1

|

ю

Изобретение относится к телевизион- . ной технике, может быть использовано для цифровой демодуляции частотно-демодули- рованных (ЧМ) сигналов цветности в телевизионных приемниках системы Секам и является усовершенствованием устройства по авт. св. N; 1501253.

Целью изобретения является повыше- : ние точности демодуляции сигнала цветно- I сти Секам за счет улучшения линейности I демодуляционной характеристики при так- товой частоте 13,5 МГц, I На фиг.1 представлена структурная I электрическая схема цифрового частотного I детектора; на фиг.2 - демодуляционная ха- рактеристика цифрового частотного детек- 1 тора.

{ Цифровой частотный детектор содер- j жит первый элемент 1 задержки, первый Г квадратор 2, первый фильтр 3 нижних час- j тот, блок 4 извлечения квадратного корня j (вычислительный блок), функциональный I делитель 5, второй элемент 6 задержки, сум- ) матор 7, второй квадратор 8, второй фильтр j 9 нижних частот, первый вычитатель 10, эле- i мент 11 памяти, третий элемент 12 эадерж- 1 ки, второй вычитатель 13, первый 14, второй 15 и третий 16 умножители.

Детектор работает следующим обра ЗОМ.

Входной ЧМ сигнал, который может быть представлен выражением

IUBX SM R(t) -COSCOl,(1)

где R(t) - амплитуда входного ЧМ сигнала;

ft) 2лгр - круговая частота входного сигнала;

F FO + Д F - мгноеенная частота входного сигнала;

FO - резонансная частота настройки фильтра высокочастотных предыскажений системы Секам, относительно которой осуществляется девиация частоты ЧМ сигнала цветности;

Л F - мгновенная девиация частоты входного сигнала;

t N г-текущее время;

г 1 /Fф - период дискретизации;

Fф - частота дискретизации;

N О, 1, 2, 00 - номер такта, поступает одновременно на входы первого элемента 1 задержки и первого квадратора 2. Квадратор 2, п.ервый фильтр 3 нижних частот и блок 4 извлечения квадратного корня и вычислительный блок представляют собой линейный корреляционный амплитудный детектор, на выходе которого выделяется амплитуда R(t) входного сигнала.

Блок 4 извлечения квадратного корня может быть выполнен на постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ), в котором записана функция извлечения квадратного корня из входного сигнала вычислительного блока, являющегося одновременно адрес5 ным кодом. В функциональном делителе 5 происходит деление задержанного в первом элементе 1 задержки входного сигнала на выходной сигнал вычислительного блока (выделенная амплитуда входного сигнала).

10 Время задержки входного сигнала в первом элементе задержки равно групповому времени задержки в линейном корреляционном амплитудном детекторе (блоки 2,3 и 4). В результате деления сигнал на выходе де15 лителя 5 не зависит от амплитуды входного сигнала и может быть описан выражением

ивых.дел. СОЗСУ t.(2)

Сигнал (2) поступает на вход фильтра, состоящего из второго 6 и третьего 12 эле0 ментов задержки, первого 14, второго 15 и третьего 16 умножителей, сумматора 7 и второго вычитателя 13. Передаточная характеристика этого фильтра может быть представлена выражением

5H(z) ао-ai 2 + 32z.(3)

Величина задержки сигнала во втором 6 и третьем 12 элементах задержки равна одному периоду тактовой частоты т. Коэффициенты фильтра а реализованы на умно0 жителях (ао - третий умножитель 16, ai - первый умножитель 14 и а2 - второй умножитель 15). Умножители могут быть выполнены в виде ПЗУ, схем сдвига и сложения или схем сдвига при кратности коэффициен5 тов степени 2.

Пройдя через такой фильтр, сигнал (2) приобретает амплитудную модуляцию, зависящую от частоты входного сигнала, в результате этого сигнал на выходе фильтра

0 (выход второго вычитателя 13) может быть описан выражением

Увых-ф Н (со ) cos й t,(4)

где Н(ш) - передаточная характеристика фильтра в частотной области.

Сигнал (4) поступает на вход второго квадратора 8, на выходе которого он описывается выражением

и 8ЫХ.КВ2 - ( 1 -f cos 2 ) .(5)

0

Анализ выражения (5) показывает, что

выходной сигнал второго квадратора 8 состоит из суммы низкочастотного и высокочастотного сигналов, низкочастотный сигнал (Н (ш) /2) имеет полосу частот, соот5

ветстеующую полосе частот цветоразност- ного сигнала Секам, а высокочастотный (cos2 О) t) имеет полосу частот ±(2рц.вр + 2А F), где Рцв.р - полоса частот цветораз- ностного сигнала относительно частоты 2Fo.

Вследствие этого, с помощью второго фильтра 9 нижних частот можно выделить низко- частртный сигнал, который является полезным (продетектированным) сигналом, т.е. сигнал на выходе второго фильтра 9 нижних частот описывается выражением

ивыхфнч2 №(й)/2.(6)

Так как демодилурованный сигнал цветности Секам должен быть симметричным относительно нуля, то необходимо скомпен- сировать постоянное смещение, которое происходит на частоте Fo{4,286 МГц). С этой целью иэ сигнала (6) в первом вычитателе 10 вычитается постоянная величина В, которая хранится в элементе 11 памяти и поступает на второй вход первого вычитателя.10, В результате выходной сигнал цифрового частотного детектора описывается выражением

ивыхч.д №(&)-В.(7)

Выбором коэффициентов фильтра аО, 31,32 и постоянной В можно добиться обеспечения нуля демодуляционной характери- стики на частоте 4.286 МГц при достаточно высокой линейности и симмет- ричности демодуляционной характеристики.

Ude

Демодуляционная характеристика цифрового частотного детектора при ао 32 - 1, ai 0,25 и В 1 представлена на фиг.2б, нелинейность демодуляционной характеристики в этом случае не превышает 5%, что значительно лучше, чем у известного устройства (фиг.2а).

Формул а изобретения Цифровой частотный детектор по авт. св. Nfe 1501253, отличающийся тем. что, с целью повышения точности демодуляции сигнала цветности за счет улучшения линейности демодуляцшнной характеристики при тактовой частоте 13,5 МГц. между выходом второго элемента задержки и первым входом сумматора введены последовательно соединенные третий элемент задержки и второй умножитель, а между входом второго квадратора и выходом второго элемента задержки - последовательно соединенные первый умножитель и второй вычитатель, к второму входу которого подключен выход сумматора, к первому входу которого подключен выход функционального делителя через введенный третий умножитель.Область дебиации. частоты . цветности Фи.г.2