Адаптивный частотный детектор Советский патент 1993 года по МПК H03D3/02 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для детектирования частотно- или фазомодулированных сигналов при любых законах изменения закона ЧМ сигнала. Кроме того, может использоваться в качестве частотного дискриминатора для получения выходного сигнала, прямо пропорционального мгновенной разности частот двух входных аналоговых сигналов.

Целью изобретения является расширение линейной зоны дискриминационной характеристики.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого адаптивного частотного детектора.

Предлагаемый адаптивный частотный. Детектор содержит синфазный фазовый детектор 1, квадратурный фазовый детектор 2 и функциональный вычислитель 3. Синфазный фазовый детектор 1 состоит .из побледо- вательно соединенных сумматора 4 и линейного амплитудного детектора 5. Квадратурный фазовый детектор 2 содержит квадратурные фазовращатели б и 7, которые своими входами подключены к вХбдам первого сумматора 4 синфазного фазового детектора 1, а выходами - к входам второго сумматора 8, выход которого подключен к входу амплитудного детектора 9. Выходы синфазного фазового детектора 1 и квадратурного детектора 2 через аналоговые дифференциаторы 10 и 11 подключены к входам х, у функционального вычислителя 3, содержащего на входах квадраторы 12 и 13, выходы которых подключены к входам третьего сумматора 14. выход которого подключен к вычислителю 15 квадратного корня.

Предлагаемый адаптивный частотный детектор работает следующим образом. Входные ЧМ или ФМ сигналы стабилизированных одинаковых амплитуд Ат:

(t)j (1) :: Uex2 Am Sin f 0) c t + p 2 (t) (2)

одновременно поступают на входы синфазного 1 и квадратурного 2 фазовых детекторов. Сигнал на выходе первого сумматора 4 может быть записан в виде:

(Л

С

00

о ся ел

4 4

U -К„ -Am {sin u)ct+ pi(t) + M TSln P2(t)},(3)

18055444

11, на выходах которых сигналы могут быть p2(t)},(3) представлены в виде:

Использование: радиотехника для детектирования частотно- и фазомодулиро- ванных сигналов. Сущность изобретения: адаптивный частотный детектор содержит синфазный и квадратурный фазовые детекторы, вычислитель функции х + у, сумматоры, амплитудные детекторы, блоки частотно-зависимого сдвига фазы, квадратурные детекторы, вычислитель квадратного корня. 1 ил.

где КЬ1- коэффициент передачи сумматора 4;11диф1- 2КДИф1 Am 7Диф1 х

pi (t), (t) - модулирующие функции5

входных сигналов.(t) - dys(t) . GJn yi(t) - ftz(t) f1Q.

Согласно известным тригонометриче-at 2

ским соотношениям, выражение (3) может ъ представлено в виде:

Uri 2Kri- Am (t)d-C(t) .CQSyi(t)-y2(t) (11)

быть представлено в виде:иДиф2 2КдИф2 КХ2-Ко2 Am Тдиф2 х

. г.... П(0 + ff2(t) I ,. ГДе Кдиф1 И Кдиф2, Гдиф1, ТДИФ2-КОЭФФИЦИL 2 J v енты передачи и константы времени дифференциаторов 10 и 11.

Одновременно сигналы UBxi и 1)вх2поступа-Сигналы с выходов дифференциаторов

ют на входы квадратурных фазовращателей10 и 11 одновременно поступают на входы

6 и 7, квадратурного фазового детектора, наидентичных квадраторов 12 и 13 функциовыходе которых сигналы могут быть пред- 0 нального вычислителя 3. На выходах квадставлены в виде: . раторов 12 и 13 выделяются сигналы:

иб Кфв1 -Ат cos (Mct+ p (t) (5) U12 КД1 2 Кдцф1 KDI . Гдиф1 х Am )ct+p2(t), (6) 25 dyi(t) dgfcft) 12 . 2 Pl(t) (t) M«

- d t - J- 2-

где КфВ1 и Ксрв2 - коэффициенты передачи

квадратурных фазовращателей 6 и 7.Uis КДцф2 KD2 Kj. Am Тдиф2 -X

Далее выходные сигналы Ue и U квад- (t) - (t) 2 . 2ffi(t) ffz(t) ратурных фазовращателей 6 и 7 поступают хdt cos 2 на входы второго линейного сумматора 8, на

выходе котордго сигнал принимает вид:где КД1 и Кд2-коэффициенты передачи квад ц раторов 12 и 13.

U 2К -А sln 1 7 XПри удовлетворении условия:

КД1 КДиф1 KDI Тдиф1

XCOSlufct+У1. (7) -Кдиф2 KD2 -ГдиФ2 К0

40

и поступлении сигналов Uu и Ui3 на входы

где К.Ј2 - коэффициент передачи второго третьего сумматора 14, на его выходе ре- сумматора 8. зультирующий сигнал может быть представСигналы Us.1 и Ux2 несущей частоты ш с лен в виде: амплитудно модулированы по гармони- д

ческому закону функцией pi(t) ±pz(t), 5 . у 2 г d (0 ( т2 мг-ч Детектируя эти сигналы линейными ампли-13 гэ ° jt тудными детекторами 5 и 9, на их выходе й выделяются: гдеК1з-коэффициентпередачисумматораг4.

CQ После обработки сигнала Угз в вычисли- UDi 2Koi K А.„ cos 1 (8) . теле 15 квадратного корня получим:

W(0- tefOивых- KsQR KdfiS riV (16) UD2-2KD2./K2-Anr Sln lffiLjMU ;(g) Z3 dt

55

где KSQR - коэффициент передачи вычислигде UDI и UD2 - коэффициенты, передачи теля квадратного корня 15. Известно, что линейных амплитудных детекторов 5 и 9.

Далее сигналы UDI и Uo2 поступают на (t) входы аналоговых дифференциаторов 10 и $ - (t) (17)

(t)(18)

и тогда при законах изменения частот:

йл (t) y0 + Fi(t) № (t) CD о + F2(t)

(19)

(20)

выходное напряжение адаптивного частотного детектора может быть представлено в виде:

Увых - Кр Fi(tj - F2(t) Kp A F(t), (21)

гдеКр 2К5ан / Ггз

Из выражения (21) следует, что в общем случае выходное напряжение 1)вых прямо пропорционально разнице мгновенных значений модулирующих функций Fi(t) и F2(t), входных ЧМ сигналов Usxi и Uex2.

Анализ выражения (21) показывает, что линейные пределы дискриминационной характеристики предлагаемого адаптивного частотного детектора практически ограничены только динамическим диапазо- ном квадраторов 12 и 13.

Положительным эффектом предлагаемого технического решения по сравнению с прототипом является расширение линей

ной зоны дискриминационной характеристики; повышение быстродействия за счет исключения интегратора; расширение областей применения за счет введения второго (опорного) канала, позволяющего выделить разностную мгновенную модуляционную функцию двух входных ЧМ (или ФМ) сигналов.

Формула изобретения Адаптивный частотный детектор, содержащий синфазный и квадратурный фазовые детекторы, входы которых объединены, а выходы через соответствующие им блоки частотно-зависимого сдвига фазы подключе- ны к входам вычислителя функции х2 + у2 , где х и у - сигналы на выходах соответствующих блоков частотно-зависимого сдвига фазы, отличающийся тем, что, с целью расширения линейной зоны дискриминационной характеристики, блоки частотно-зависимого сдвига фазы выполнены в виде дифференциаторов, синфазный фазовый детектор - в виде последовательно соединенных сумматора и амплитудного детектора, а квадратурный фазовый детектор- в виде последовательно соединенных сумматора с фазовращателя- мй на входах и амплитудного детектора.