Ключевой фазовый детектор Советский патент 1979 года по МПК H03D3/02 

I

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для разложения синусоидального сигнала на синусно-косинусные составляющие.

Известны ключевые фазовые детекторы, содержащие злектронные клюШ, коммутирующие входной сигнал, и HcTO4HHfc синусоидального опорного напряжения, с помощью которого происходит управление ключами {11.

Недостаток таких устройств заключается в том, что в выходном сигнале содержатся .постоянные составляющие н низкочастотные биения, являющиеся результатом перемножения в фазовом детекторе высишх гармонических составляющих входного сигнала и опорного напряжения.

Наиболее близким техническим решением к Данному изобретению является ключевой фазовый детектор, содержащий ключевые элементы, коммутирующие входной сигнал, источник синусоидального напряжения и формирователи интервалов проводимости, соединяемые с управляющими электродами ключевых элементов 2 о Формирователи интервалов проводимости преобразуют полупериоды синусоидального опорного напряжения в импупьсы определенной длительности, с помощью которь1Х запираются ключевые элементы..

Выбирая определенную длительность импульса опюрного напряжения, можно исключить влияние одной из нечетных гармоник, содержащихся в сигнале.

Недостатком описанного ключевого фанзового детектора является возможность исключения влияния на величину выходного напряжения только одной из Т1ечетнь1Х гармоник, содержаиихся 6 сигнале.

Целью предлагаемого устройства является исключение влияния на величину выходного напряжения целого спектра паразитных гармоник, содержащихся в сигнале, к повыщение помехо устойчивости детектора;

Цель достигается тем, что между выходом истощгика опорного напряження и управляющими входами электронных ключей дополнительно включен широтно-импульскый модулятор, длительность импульсов на выходе которого пропорциональна амплитуде входного напряжения. На фиг. 1 приведенафункциональная бпоксхемаключевого фазового детектора; на фнг. 2 одна из возможных электрических схем ключевого фазового детектора; на фиг. 3 диаграммы, поясняющие работу фазового детектора. Ключевой фазовый детектор содержит злектронные ключи 1, с управляющими входами которых соединен широтно-импульсный модулятор 2, вход последнего подключен к вькоду источника 3 синусоидального опорного на- пряжения. Принцип работы устройства закл 1чается в том, что с помощью широтно-импульсного модулятора синусоидальное опорное напряжение преобразуется в последовательность импульсов с постоянной амплитудой и переменной дли тельностью. Длительность импульсов определяется мгновенным значением опорного синусоидального напряжения. Частота модуляции широтно-импул сного модулятора должна превышать на порядок и более частоту опорного напряжения, а дли тельность импульса на его выходе выбрана ripoпориэиональной амплитуде выходного напряжения. Чём выше частота модуляции, тем точнее воспроизведение синусоидального опорного на пряжения. Поскольку опорное напряжение близко к синусоиде с частотой первой гармоники сигнала to в резупьтатё уШожения искаженного шумами и просечками входного сигнала на синусоидальное опорное напряжение на выходе ключевого фазового детектора постоянная составля ющая пропордаональна только амплитуде и фаз первой гармоники сигнала. Блок-схема (фиг. 2) выполнена на транзисторах и операционных усилителях. Напряжение на одном выходе щиротно-импульсното модулятора появляется только в том спучяе, если на его вход поступает положительная половина опорного напряжения, генерируемого источником 3. На другом выходе широтно-импульсного модулятора напряжение появляется при смене, полярности опорного напряжения. На фиг. 3, а диаграмм показано синусоидальное опорное напряжение, поступающее на вход широтно-импульсного модулятора, на фиг. 3,6 и в - формы напряжений с одного и другого выходов широтно-импульсного модулятора, а на фиг. 3,г - форма сигнала, поступающего на вход фазового детектора. Для наглядности сигнал изображен в виде напряжения прямоугольной формы, содержащей первую, третью, пятую и т.д. гармоники, на фиг. 3,д показана форма выходного напряжения ключевого фазового детектора до фильтра, на фиг. 3,е - выходное напряжение фазового детектора после фильтра. Испытания показали, что данное устройство уменьшает влияние помех, наложенных на сигнал, а также биение вь1ходного напряжения примерно в 40 раз по сравнению с прототипом. Формула изобретения Ключевой фазовый детектор, содержащий злектронные ключи и источник опорного напряжения, отличающийся тем, что, с целью увеличения помехоустойчивости фазового детектора, между выходом источника опорного напряжения и управляющими входами электронных ключей дополнительно включен широтно-импульсный модулятор, длительность импульсов на входе которого пропорциональна амплитуде входаого напряжения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 . Дёхтеренко П. И. Синхронное детектирование в измерительной технике и автоматике , Киев, 1965, с. 109. 2. Конев Ю. И. Полупроводниковые триоды в автоматике, Советское радио, I960.

(Sx

Ugbif.

V

6 ifwuM

g

Sx

e

8ш д

Sы e

/