Многопозиционный фазовый детектор Советский патент 1976 года по МПК H03D13/00 

1

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в устройствах автоматики, телемеханики и связи, работающих по методу фазовой манипуляции (ФМ).

Известен фазовый детектор, имеющий ком мутируемые элементы и интегрирующие КСцепи ll .

При частоте манипуляции, близкой к частоте несущей, помехоустойчивость детектора снижается; кроме того, он является двухпозиционным.

Известен многопозиционный фазовый детектор, содержащий сигнальный трансформатор и преобразователь числа фаз опорного напряжения с выходным трансформатором, концы 71 вторичных обмоток которого подключены к концу вторичной обмотки сигнального трансформатора, а к началу каждой вторичной обмотки подключен вход соответствующего канала, содержащего выпрямительный диод и фильтр нижних частот 2 .

Такой фазовый детектор позволяет различить многопозиционные по фазе сигналы, но при отличии напряжения сигнала от номинального изменяется зона его срабатывания, что приводит к снижению точности (т.е. помехоустойчивости). Кроме того, известные фазовые детекторы l, 2 не обеспечивают точности при отношении частоты манипуляции к частоте несущей, больщем О,1, так как при этом между зонами однозначного определения двух соседних фаз возникает зона неопределенности, когда на выходе детекторов фиксируются одновременно две фазы сигналов.

Целью изобретения является повышение точности детектирования.

Для этого в многопозиционном фазовом детекторе, содержащем сигнальный трансформатор и преобразователь числа фаз опорного напряжения с выходным трансформатором, концы 71 вторичных обмоток которого подключены к концу вторичной обмотки сигнального трансформатора, а к началу каждой из них подключен вход соответствующего канала, содержащего вьшрямительный. диод и фильтр нижних частот, выход каждого п -го канала соединен с соответствующим выходом многопозиционного фазового детектора через соответствующую схему сравнения. Управляющий вход схемысравнения подсоединен через экспандер к схеме совпадения, входыкоторой подключены к выходам { И +1)-го и (11 -1 ) го каналов. На чертеже приведена структурная элек трическая схема фазового детектора. Многопозиционный фазовьш детектор содержит сигнальный трансформатор 1, преоб разователь 2 числа фаз опорного напряжения, выходной трансформатор 3, концы п вторичных обмоток которого подключены к концу вторичной обмотки сигнального тран форматора 1. К началу каждой вторичной обмотки (выводам 4-7) подключен вход соответствующего канала, содержащего выпрямительньш диод 8, фильтр нижних частот (ФНЧ) 9, входной 10 и промежуточный 11 усилители тока. Выход каждого TI -го канала соединен с соответствующим выходом многопозиционного фазового детек тора через соответствующую схему сравнения 12, управляющий вход 13 которой подсоединен через экспандер 14 к схеме совпадения 15,входы которой подключены к выходам (TH-l)-ro и (т1-1)-го каналов. Входы 16 и 17,являются соответственно сигнальным и опорным входами фазового детектора. Многопозиционный фазовый детектор работает следующим образо.м. На сигнальный вход 16 подается входной ФМ-сигнал переменного тока, совпадающий, например, с фазой напряжения на вы воде 4 трансформатора 3. Одновременно с этим на опорный вход 17 подается опорное напряжение частоты, равной частоте ожидаемого сигнала. Преобразованные по фазе напряжения в трансформаторах 1 и 3, составляющие сим метричную звезду Э.Д.С., подаются на первичные обмотки трансформатора 3, соответ ственно на вторичных обмотках которого наводятся равные по модулю напряжения. Вследствие встречного включения вторичной обмотки сигнального трансформатора 1 в нулевую точку вторичных обмоток трансформатора 3, собранных по схеме зве да, к катодам соответствующих диодов 8 оказываются приложенными напряжения, ра ные суммам противофазы напряжения вторичной обмотки трансформатора 1 с соотве ствующими наведенными напряжениями на вторичных обмотках трансформатора 3. При этом напряжение с вывода 4 трансформатора 3, приложенное к аноду диода 8, подклю ченного к этой точке, является минимальным по абсолютной величине по сравнению с напряжениями, приложенными к диодам 8 остальных каналов. Это сохраняется до тех пор, пока абсолютная величина разности фаз напряжения входного сигнала и напряжения на выводе 4 трансформатора 3 будет меньше величины -- ; где in - число фаз преобразователя 2, В каждом канале выпрямленное напряжение с анода диода 8 последовательно через входной усилитель 10 подается на вход ФНЧ 9, который обеспечивает подавление всех гармонических составляющих напряжения на его входе, частота которых выше частоты манипуляции. Напряжение на выходе ФНЧ 9, амплитуда гармонических составляющих которого пропорциональна амплитуде напряжения на катоде диода 8, представляет собой пульсирующий с частотой несущей положительный потенциал. Это напряжение через усилитель 11 подается на нход схемы сравнения 12. Ввиду того, что характеристики используемых аналогичных элементов (усилителей тока 10 и 11 и ФНЧ 9) во всех каналах одинаковы, переменные составляющие напряжений на входах схем сравнения 12 одинаковы по форме кривой и сдвинуты по фазе относительно соответствующих напряжений на выводах 4-7 трансформатора 3 на равную часть периода несущей. На вь: ходе схемы совпадения 15 появляется напряжение, наименьшее из двух напряжений, подаваемых на входы схем сравнения 12, подключенных к данной схеме совпадения 15. С выхода схемы совпадения 15 это на- . пряжение подается на вход соответствующего экспандера 14, на выходе которого появляется напряжение, меньшее по величине, чем напряжение на его входе, в соответствии с его выходной характеристикой. Напряжение с выхода экспандера 14 подается на управляющий вход 13 схемы сравнения 12. Сработает та схема сравнения 12, напряжение на управляющем входе 13 которой превысит напряжение на другом ее входе, в частности, схема сравнения 12, подключенная к .каналу, соединенному с выводом 4 вторичной обмотки трансформатора 3. На соответствующем выходе фазового детектора появится потенциал, который свидетельствует о ® напряжения принятого сигна « совпадает с фазой напряжения на выводе 4 трансформатора 3. Аналогичным образом фазовый детектор работает в случае, если фаза напряжения входного сигнала совпадает с фазой напряжения на выводах 5, 6 или 7 трансформатора 3. Выходное напряжение появится только на одном (соответствующем) выходе фазового детектора