ЧАСТОТНЫЙ СЕЛЕКТОР Советский патент 1968 года по МПК H03K9/06 

В некоторых системах автоматики есть необходимость различать направление отклонения рабочей частоты следования импульсов относительно эталонной. Известны частотные дискриминаторы, выполненные с использованием частотных фильтров на RC-контурах и транзисторах. Предлагаемая схема осуществляет селекцию знака изменения рабочей частоты следования коротких импульсов относительно эталонной частоты, заданной также в виде серии коротких импульсов. (Предложенная схема содержит ферритовые сердечники с прямоугольной петлей гистерезиса и отличается тем, что входные и выходные обмотки сердечников включены зеркально-симметрично, одна из входных обмоток (эталонная) подключена к генератору двуполярных импульсов эталонной частоты, а вторая входная обмотка (рабочая) - к генератору двуполярных импульсов рабочей частоты, причем эталонная обмотка первого сердечника и рабочая обмотка второго сердечника оодключены к генераторам импульсов через однополупериодные выпрямители; в выходную цепь каждого сердечника включены блокирующий вентиль и балластный резистор, параллельно которому через развязывающий вентиль, включенный встречно блокирующему вентилю, и однополупериодный выпрямитель подсоединен генератор импульсов эталонной частоты. Па фиг. 1 представлена упрощенная схема селектора, где Wa- эталонная обмотка, W - рабочая обмотка, WBSX - выходная обмотка. Рассмотрим работу схемы дри равенстве эталонной (fe) и рабочей (fp) частот и некотором угле сдвига между ними а. Диаграмма работы устройства представлена на фиг. 2. За полол:ительное направление изменения индукции примем такое направление, в котором перемагничивается сердечник при «подаче на концы обмоток, обозначенных точками, насыщающих импульсов положительной полярности. На обмотку WP подаются двуполярные короткие импульсы рабочей частоты, причем положительные части этих импульсов опережают отрицательные. На обмотку W подаются однополярные положительные короткие импульсы эталонной частоты. Выходной сигнал снимается с обмотки WBUK (см. фиг. 2 а). Предположим, что сердечнргк был насыщен до индукции . Тогда при подаче на W положительной части рабочего импульса на выходе сигнала не возникает. Вслед за положительной частью идет отрицательная часть рабочего импульса, которая перемагничивает сердечник до -В.

При этом на выходе возникает импульс отрицательной полярности. Далее на W подается эталонный импульс, который перемагничивает сердечник снова до -}-ё, нри этом на выходе возникает положительный имлульс. т. е. схема возвращается в исходное положение, и процесс повторяется.

Допустим, что рабочая частота в каКой-то момент времени стала выше эталонной (fp

р ) тогда импульсы ра бочей

j

т. е.

частоты начнут смещаться относительно импульсов эталонной частоты в сторону уменьшения угла а (фиг. 2, б). При этом создается положение, когда угол а 0, т. е. когда насыщающие импульсы эталонной и рабочей частот совпадут, тогда между импульсами рабочей частоты не будет проходить импульс эталонной частоты (так как )- Следовательно, положительная часть рабочего импульса будет приходить на сердечник, находящийся в состоянии -В.. , при этом на выходе появится положительный сигнал в виде одиночного импульса. При достаточно малых рассогласованиях частот (7,2 Гр) этот сигнал будет идти с частотой биений б А/ fp - fs При больщих рассогласованиях будет возникать не одиночный импульс, а серия из нескольких положительных импульсов.

Допустим, что рабочая частота стала ниже эталонной ( т. е. ), тогда имлульсы рабочей частоты будут смещаться относительно импульсов эталонной частоты в сторону увеличения угла а. Так как 7р Т а, то между имнульсами рабочей частоты всегда будет находиться хотя бы один импульс эталонной частоты (фиг. 2, в).

Следовательно, положительная часть рабочего импульса всегда будет подаваться на сердечник, находящийся в состоянии , выходного сигнала при этом не возникает.

Для подавления на выходе имлульсо-в отрицательной полярности от отрицательных частей рабочих импульсов в выходную цепь включается блокирующий вентиль В. Для устранения на выходе положительных импульсов от эталонных полож-ительных импульсов в выходную цепь включена ячейка запрета, состоящая из балластного сопротивления R и развязывающего вентиля B-Z.

В данной схеме в случае f на выходе сигнала не возникает. Если же /р э то на выходе появляются положительные импульсы с частотой биений Af.

Для устранения появления ложных импульсЪв на выходе схемы (например, в случае fp fs, когда положительная часть эталонного импульса расположена между положительной и отрицательной частями рабочего импульса) положительный импульс эталонной частоты аолжен иметь длительность, больщую или равную сумме длительностей положительной

и отрицательной части рабочего импульса, и внутреннее сопротивление источника эталонных импульсов должно быть меньше, чем у источника рабочих импульсов. В этом случае при наложении эталонного импульса на рабочий имлульс последний, ввиду его относительной маломощности, не влияет на состояние сердечника, т. е. сердечник остается в состоянии +й.

Наличие схемы запрета исключает появление на выходе селектора ложных импульсов в момент .прохождения эталонного импульса. Для того чтобы сделать схему чувствительной К отклонению рабочей частоты в обе стоРОНЫ от эталонной, применяется второй сердечник, аналогичный первому, с той разницей, что на пего подаются двуполярные импульсы эталонной частоты и положительные имлульсы рабочей частоты (см. фиг. 3).

В этом случае, очевидно, необходимо подавать на Кб запирающие импульсы от источника рабочей частоты. Т. е. схема являегся зеркально-симметричной относительно рабочей и эталонной частот.

Для выделения из двуполярных импульсов рабочей и эталонной частот положительных импульсов.-в цепи обл1оток W и Wp последовательно включены вентили В. В этой схеме при /р fa сигнал с частотой

биений возникает на выходе первого сердечника, при /р /э на выходах обоих сердечников сигнал не появляется, при сигнал с частотой биений возникает на выходе второго сердечника.

Схема проста в исполнении и обладает повышенной надежностью в работе.

. -Предмет изобретения

Частотный селектор для определения отклонения рабочей частоты от эталонной, содержащий ферритовые сердечники с прямоугольной петлей гистерезиса, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения надежности, входные и выходнь1е обмотки сердечников включены зеркально-симметрично, одна из входных обмоток (эталонная) подключена к генератору двуполярных импульсов эталонной частоты, а вторая входная обмотка (рабочая) к генератору двуполярных импульсов рабочей частоты, причем эталонная обмотка первого сердечника и рабочая обмотка второго сердечника подключены к генераторам импульсов через однополупериодные выпрямители; в выходную цепь каждого сердечника включены блокирующий вентиль и балластный резистор, параллельно которому через развязывающий вентиль, включенный встречно блокирующему вентилю,

и однополупериодный выпрямитель подсоединен генератор импульсов эталонной частоты,

0

i fp Л

us

Rg Wfoa,

-CZZhf

Фи. 3