Цифровой частотный детектор Советский патент 1991 года по МПК H04L27/14 H03D3/04 

Фиг 1

31628216

Изобретение относится к тзхнике

те (ф

связи и может использоваться в аппаратуре систем передачи данных.

Цель изобретения - повышение точности детектирования.

На фиг„ 1 приведена структурная электрическая схема цифрового частотного детектора; на фиг„ 2 - его частотная характеристика ; на фиг„ 3, 4 - временные диаграммы, поясняющие принцип его работы; на фиг„ 5 - временные диаграммы выходных сигналов„

Цифровой частотный детектор содержит ограничитель 1, первый и второй ждущие мультивибраторы 2 и 3, первый формирователь 4 импульсов, первый элемент И 5, первый RS-триг- гер 6, первый элемент ИЛИ 7, второй элемент И 8, второй RS-триггер 9, третий ждущий мультивибратор 10, второй формирователь 11 имульсов, треПусть на вход детектора поступает сигнал с верхней характеристической частотой f« о При этом импульсы, поступающие на входы элемента И 8,

тий-седьмой элементы И 12 -И 16,

второй элемент ИЛИ 17, четвертый жду-25 совпадают (фиг0 Зв,д). С выхода элещий мультивибратор 18„мента И 8 (фиг„ Зе) импульсы посту-

Цифровой частотный детектор ра- ботает следующим образом

Входной сигнал (фиг„ За) поступает на ограничитель 1, который фор- -.- мирует прямоугольные импульсы, следующие с частотой входного сигнала

пают на R-вход RS-триггера 6, устанавливая его в нулевое состояние (фиг. Зм), а также через элемент ИЛИ 7 на S-вход RS-триггера 9, устанавливая его в единичное состояние или подтверждая предыдущее единичное состояние (фиг„ Зн)0 Таким образом ,- когда частота входного сигнала равна f или f&, на выходе 1 детектора формируется уровень 1 или О соответственно (фиг 5а), а на выходе 2 - постоянный уровень 1 (фиг. 56).

(фиг„ 36)„ Выходной сигнал ограничителя 1 поступает на входы ждущих мультивибраторов 2 и 18, включая их„ Длительность выходных импульсов ждущего мультивибратора 2 равна Ј,

7 СФИГ° Зж) ждущего мульти А 1 1

вибратора 18-0,, -- - -- (фиг„ Зв) „

Выходные импульсы ждущих мультивибраторов 2 и 18 задним фронтом включают ждущие мультивибраторы 3 и 100

Длительность выходных импульсов вто- „.. а 0 , с На выходе элемента И 5 импульсы от- рого ждущего мультивибратора 3 рав- 45 „

Пусть на вход детектора поступает сигнал с частотой,меньшей f (фиг.4а) Импульсы (фиг„ 4б,г), поступающие на входы элемента И 5, не совпадают

сутствуют и RS-триггер 6 сохраняет свое предыдущее состояние 1 или О в зависимости от значения частоты, предшествующей сигналу с частото з (если сигнал находился в диапазоне то единичное состояни а если в диапазоне-f -f. - нулевое) Но при этом происходит совпадение импульсов на входах элемента И 12 (фиг„ 4а,г). Импульсы с выхода элемента И 12 (фиг„ 4д) через элемент ИЛИ 17 поступают на R-вход триггера 9, устанавливая его в нулевое состояние (фиг. 4е). При этом на выхода

на С (фиго Зи) , ждущего мультивибратора 10 -t -- (фиг. Зг) „

4

Пока на выходах ждущих мультивибраторов 3 и 10 не сформируются импульсы длительностью Ј.j и о соответственно, ждущие мультивибраторы 3 и 10 не реагируют на последующие импульсы, поступающие на их входы„ Выходные импульсы ждущих мультивибраторов 3 и 10 задним фронтом включают формирователи 4 и 11 импульсов, выходные импульсы которых имеют дли

тельность Cj. (Cfi С, ,) (фиг, Зк,д)„

Пусть на вход детектора поступает сигнал с нижней характеристической частотой fj.0 При этом импульсы, поступающие на входы элемента И 5, совпадают (фиг„ Зж,к)„ С выхода элемента И 5 (фиг„ Зл) импульсы поступают на S-вход RS-триггера 6, устанавливая его в единичное состояние (фиг о Зм)о Кроме того, импульсы с выхода элемента И 5 через элемент ИЛИ 7 поступают на S-вход RS-тригге- 5 ра 9, устанавливая его в единичное состояние (фиго Зн) 0 Наличие на выходе RS-триггера 9 единичного уровня свидетельствует о том, что частота входного сигнала находится в полосе пропускания детектора.

Пусть на вход детектора поступает сигнал с верхней характеристической частотой f« о При этом импульсы, поступающие на входы элемента И 8,

0

-

5

пают на R-вход RS-триггера 6, устанавливая его в нулевое состояние (фиг. Зм), а также через элемент ИЛИ 7 на S-вход RS-триггера 9, устанавливая его в единичное состояние или подтверждая предыдущее единичное состояние (фиг„ Зн)0 Таким образом ,- когда частота входного сигнала равна f или f&, на выходе 1 детектора формируется уровень 1 или О соответственно (фиг 5а), а на выходе 2 - постоянный уровень 1 (фиг. 56).

„.. Пусть на вход детектора поступает сигнал с частотой,меньшей f (фиг.4а). Импульсы (фиг„ 4б,г), поступающие на входы элемента И 5, не совпадают.

На выходе элемента И 5 импульсы от- „

сутствуют и RS-триггер 6 сохраняет свое предыдущее состояние 1 или О в зависимости от значения частоты, предшествующей сигналу с частотой з (если сигнал находился в диапазоне то единичное состояние, а если в диапазоне-f -f. - нулевое). Но при этом происходит совпадение импульсов на входах элемента И 12 (фиг„ 4а,г). Импульсы с выхода элемента И 12 (фиг„ 4д) через элемент ИЛИ 17 поступают на R-вход триггера 9, устанавливая его в нулевое состояние (фиг. 4е). При этом на выходах

элементов И 8 и 13-15 импульсы отсутствуют.

Пусть на вход детектора поступает сигнал с частотой, большей частоты Ј4. (фиг. Да). Импульсы, посту- пакщие на .входы элемента И 8 (фиг. 4ж,к), не совпадают. На выходе элемента И 8 импульсы отсутствуют и состояние RS-триггера 6 не изменится. Но при этом происходит совпадение импульсов на входах элемента И 14 (фиг. 4и,к)& Импульсы с выхода элемента И 14 (фиг. 4л) через элемент ИЛИ 17 поступают на R-вход RS-триггера 9, устанавливая (подтверждая) его в нулевое состояние (фиг„ 4е) .

Нулевое состояние RS-триггера 9 свидетельствует о том, что частота сигнала находится за пределами полос пропускания детектора (фиг„ 56). При этом импульсы на выходах элементов И 5 и 13-15 отсутствуют.

Таким образом, в зависимости от значений частоты входного сигнала импульсные последовательности формируются на выходах следующих элементов: выход И 5 - ,; выход И 12 - выход И 13 - выход И 8 - ).; выход И 14 - выход И 15 - .

Если частота входного сигнала находилась в диапазоне Ј-)$4 или а затем изменилась и стала равной , первый и второй RS-триг- геры 6 и 9 сохраняют свое предыдущее состояние (первый RS-триггер 6 - состояние 1 или О, соответственно, а второй RS-триггер 9 - состояние 1, фиг0 5а,б)„

Если частота входного сигнала находилась в диапазоне 3, а затем изменилась скачком и стала равно , первый и второй RS-тригге- ры 6 и 9 также сохраняют свое предыдущее состояние, первый RS-триггео 6 - состояние О или 1, а второй RS-триггер 9 - состояние О (фиг, 5а,б)0

Таким образом, в зависимости от значений частоты входного сигнала состояния первого и второго RS-триг- геров 6 и 9 могут быть, следующими, представленными в таблице ,

Как видно из таблицы, состояние первого и второго RS-триггеров 6 и 9 однозначно определяют, находится

0

5

частота сигнапа в полосе пропускания детектора или за ее пределом,,

Таким образом, изменяя длительности импульсов Ј. цифровой частот- ный детектор позволяет в широких пределах изменять (формировать) частотную характеристику детектора

Величины длительностей , и 6 определяют ширину полос пропускания детектора fj-f и fg. соответственно Величины длительностей 63 и t/4 определяют средние частоты полос пропускания детектора - f и f6 соответственно,, Задавая соответствующие значения длительностей импульсов, можно устанавливать требуемую зону нечувствительности: .

0 Формула изобретения

Цифровой частотный детектор, содержащий последовательно соединенные ограничитель, первый и второй жду5 щие мультивибраторы и первый формирователь импульсов, выход которого соединен с входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого ждущего мультивибраQ тора, выход первого элемента И соединен с входом S первого RS-триггера и первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И и R-входом первого RS-триггера, выход первого

элемента ИЛИ соединен с S-входом второго RS-триггера, последовательно соединенные третий ждущий мультивибратор и второй формирователь импуль- сов, выход которого соединен с первым и,,

входом второго элемента И, второй

вход которого соединен с входом третьего ждущего мультивибратора, а также третий и четвертый элементы И,

- отличающийся тем, что, с целью повышения точности детектирования, в него введены пятый, шестой и седьмой элементы И, второй элемент ИЛИ и второй формирователь импульсов,

причем выход первого ждущего мультивибратора соединен с первыми инверсными входами третьего и четвертого элементов И, вторые входы которых соединены с выходом первого формирователя импульсов, а выходы соединены с первым входом второго элемента ИЛИ, и первым входом седьмого элемента И соответственно, выход седьмого элемента И соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого .соединен с R-входом второго RS-триг- гера, выход ограничителя соединен с третьим инверсным входом третьего элемента И, третьим входом четвертого элемента И, первым инверсным входом пятого элемента И, первым входом шестого элемента И и входом четвертого ждущего мультивибратора, выход которого соединен с входом третьего

ждущего мультивибратора и вторыми инверсными входами пятого и шестого элементов И, третьи входы которых соединены с выходом второго формирователя импульсов, причем выходы пятого и шестого элементов И соединены с третьим входом второго элемента ИЛИ и вторым входом седьмого элемента И соответственно.

и -СЖ13К г

Г5

Л

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в аппаратуре систем передачи данных Целью изобретения является повышение точности детектирования. Детектор содержит ограничитель 1, ждущие мультивибраторы 2 и 3, формирователи 4 и 11 импульсов, элементы И 5, 8, 12, 13, 14, 15, 16, первый RS- триггер 6, два элемента ИЛИ 7 и 17, второй RS-триггер 9, два ждущих мультивибратора 10 и 18 о За счет введения элементов И 14-16, элемента ИЛИ 17 и формирователя 11 с соответствующими связями в предлагаемом цифровом частотном детекторе повышена точность детектирования благодаря реализации любой заданной частотной характеристике детектора, что обеспечивается формированием независимых друг от друга верхней и нижней полос пропускания детектора 5 ил

Выход 1

Ой/Ј4

Фм.5