Частотный детектор Советский патент 1991 года по МПК H04N9/64 H03D3/00 

ЧЗтСН

/77

0Л Т

ел

С

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в устройствах цветного телевидения, например в декодерах приемников СЕКАМ и видеоконтрольных устройствах. Цель изобретения - уменьшение искажений в демодулированном сигнале при увеличении диапазона значений тактовой частоты. Частотный детектор содержит первый сумматор 1, первый и второй элементы задержки 2 и 3 на такт, первый умножитель 4 на коэффициент, второй сумматор 5, первый и второй вычитатели 6 и 7, первый и второй блоки 8 и 9 выделения модуля, первый и второй блоки 10 и 11 усреднения, первый и второй вычислители 12 и 13 натурального логарифма. Введение формирователя 14 квадратурных сигналов, третьего и четвертого вычитателей 15 и 16, второго и третьего умножителей 17 и 18 на коэффициент, а также третьего и четвертого элементов 19 и 20 задержки на такт обеспечивает подавление погрешностей, вызванных отличием значения тактовой частоты от значения 4F₀, где F₀ - средняя частота демодуляционной характеристики. 1 ил.

П

Л9 Л0

3-CJH

+5

э-f8 10 Р

-ОЧМ

3 11 .13

16

О ON СО V4 00 О

8 10 Р

ЧМ

-(

wx

3 11 .13

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в устройствах цветного .телевидения, например в декодерах приемников СЕКАМ и видеоконтрольных устройствах. ,

Цель изобретения - уменьшение искажений в демодулированном сигнале при увеличении диапазона значений тактовой частоты.

На чертеже приведена структурная электрическая схема частотного детектора. Частотный детектор содержит первый сумматор 1, первый и второй элементы 2 и 3 задержки на такт, первый умножитель 4 на коэффициент, второй сумматор 5, первый и второй вычислители 6 и 7, первый и второй блоки 8 и 9 выделения модуля, первый и второй блоки 10 и 11 усреднения, первый и второй вычислители 12 и 13 натурального логарифма, формирователь 14 квадратурных сигналов, третий и четвертый вычислители 15 и 16, второй и третий умножители 17 и 18 на коэффициент, третий и четвертый элементы 19 и 20 задержки на такт.

Частотный детектор работает следующим образом.

На вход формирователя 14 квадратурных сигналов поступает цифровой ЧМ сигнал (например, сигнал цветности СЕКАМ)

UBX (fcH Af)t, где fo - центральная частота демодуляцион- ной характеристики.

На первом выходе формирователя 14 также выделяется синусоидальный сигнал V Asin jrffo4- Af) (t + т), который может быть сдвинут на некоторый фазовый угол относительно UBx. На втором выходе формирователя 14 выделяется сигнал Y2 (f0+ Af) (t+ т). Он ортогонален сигналу Y2.Ha выходе первого сумматора 1 выделяется сумма сигнала Y2 и сигнала Уозадержанного относительно Y2 на 2 т, где г- время задержки элемента задержки, Ui Y0+Y2. На выходе третьего вычитателя 15 выделяется сигнал, представляющий собою разность косинусоидальных сигналов Х0 и Хг, также сдвинутых на 2 г : 1)2 Х0-Х2. Сигналы Ui и IJ2 во втором и третьем умножителях 17 и 18 преобразуются в сигналы nUi и mU2, где m cos(2jrf0/fT), a n 51п(2тгт0/тт) - коэффициенты умножения. Четвертый вычислитель 16 вычисляет разность Ua mU2-nUi. Сигнал YI, задержанный относительно Y2 на один такт, умножается в первом умножителе 4 на коэффициент С 2 (m2+ n ) и поступает на второй сумматор 5 и первый вычислитель 6, в которых вычисляются компоненты Щ IY1+ Us и Us Г/1-из. Далее обработка сигнала идет, как в прототипе. В первом и втором блоках 8 и 9 находят модули сигналов U4 и Us, а в первом и втором блоках 10 и 11 усреднения складываются компоненты сигналов Ui и Us, сдвинутые на интервалы вре- мени, кратные такту.

Например,Ue(t) LU(t) + IM(t-r) + U4(t- -2т )1 + ... При этом полезный сигнал увеличивается, а шумы компенсируются, так как они не коррелированы.

В каждом из блоков усреднения должно суммироваться не менее двух компонент сигнала.

В первом и втором вычислителях 12 и 13 вычисляются натуральные логарифмы сиг- налов Ue и U. На выходе второго вычитателя 7 выделяется сигнал 1)вых ln(U6)-ln(U7), который, как и в прототипе, пропорционален девиации частоты Af с учетом знака.

Предлагаемое устройство, в отличие от прототипа, может работать при произвольном значении тактовой частоты fr.

Сигнал

Ui Yo + Y2 A{sln 27r(fo + Af) (t - т) + + + Af) (t + r)} 2Asin 27i(fo + + Af)t (fo + Af () соз(2яА0т) - 51П(2тл/гт) sin(27tArtT)j.

Аналогично U2 X0-X2 2Yi (f0+ f)r (2ffi0/fr) cos(27T 4 f/fr)+ cos(2 n fo/fT)sln(2 Af/fT).

Сигнал на выходе четвертого вычислителя 16

U3 rnU2-nUi 2Yi mncos( Af/fi) + m2sin(2 jrAf/fr) - mncos (2ftf/fT)+ 4i2sin(27rA f/f,) 2Yi(m2+ n2) sin( f M).

В прототипе при fT Ј 4f0 компоненты cos(27rAf/fT)He подавляются и демодуляция ЧМ сигнала становится невозможной.

На выходе второго сумматора 5 первого вычитателя 6 формируются сигналы: U4 Г/1+ 2Yi(m2+ n21sin(2ttA f/rr);

Us lYi-2Y1(m2+ п2)$1п(2яД f/fT). По

скольку в 2 Г(т2+ п2),

U4 2Yi(m2+ п2| VT+ sin( f/fT0 ; Us 2Yi(m2+ n2X ( f/fT). Сигнал на выходе вычитателя 7

иВых - ln(U6Mn(U7) - Ш

2Г 2-b2 L

5

ПриЬ V2 Откуда

м i 11 11 U6bix lnU6-lnU7 -ля . f ,

Af (InVe-lnVy).

Таким образом, в предлагаемом устройстве при произвольном выборе значения тактовой частоты ft при гп соз(), n sin(2jr fo/тт) и t 2V(m2+ П2) на выходе

выделяется сигнал, пропорциональный девиации, т.е. демодуляция ЧМ сигнала происходит без искажений. Прототип работоспособен только при fT 4f0.

Предложенное устройство позволяет расширить диапазон возможных значений используемой тактовой частоты fT, например, использовать стандартное значение тактовой частоты, принятое для цифровых телевизионных устройств и равное fT 13,5 мГц, кото- рое меньше значения 4f0 (обычно равное 17,144 мГц),что, в свою очередь, снижает требование к быстродействию используемой элементной базы.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Частотный детектор, содержащий первый сумматор, между первым и вторым входами которого включены два последовательно соединенных элемента задержки на такт, первый умножитель на коэффициент, вход которого соединен с выходом первого элемента задержки на такт, а выход соединен с первыми входами второго сумматора и первого вычитателя, выходы которых соединены с входами второго вычитателя через две цепи, каждая из которых состоит из последовательно соединенных блока выделения модуля, блока усреднения и вычислителя натурального логарифма, отличающийся тем, что, с целью уменьшения

искажений в демодулированном сигнале при увеличении диапазона значений тактовой частоты, в него введены формирователь квадратурных сигналов, третий и четвертый вычитатели, второй и третий умножители на коэффициенты, а также третий и четвертый элементы задержки на такт, при этом вход формирователя квадратурных сигналов является входом частотного дискриминатора, первый выход соединен с входом первого элемента задержки на такт, второй выход соединен непосредственно и через последовательно включенные третий и четвертый элементы задержки на такт с входами третьего вычитателя, выход которого через третий умножитель на коэффициент соединен с первым входом четвертого вычитателя, второй вход которого соединен через третий умножитель на коэффициент с выходом первого сумматора,а выход соединен с вторыми входами первого вычитателя и второго сумматора, причем коэффициент первого умножителя составляет 2V2 (т +п ),коэффициент второго умножителя m cos (2 jrfo/fr), а коэффициент третьего п з1п(2лг f0/fTrfle f0- центральная частота демодуляционной характеристики, а fT-тактовая частота.