Частотный детектор Советский патент 1980 года по МПК H03D3/04 

Изобретение относится к радиотехнике, в частности, к области автоподстройки частоты. Известен частотный детектор, содержащий основной канал, состоящий из последовательно соединенных формирователя коротких импуль сов, ждущего формирователя импульсов посто янной длительности и блока фильтрации ни кних частот 1 . Однако такой частотный детектор обладает малой полосой рабочих частот, ограниченной длительностью импульса ждущего формирователя импульсов постоянной длительности. Цель изобретений - расширение полосы рабочих частот. Это достигается тем, что в частотный детек тор, содержаидий основной канал, состоящий из последовательно соединенных формирователя коротких импульсов, ждущего формирователя импульсов постоянной длительности и бл ка фильтращ1И нижних частот, введены п дополнительных каналов, где п 1, 2, 3 каждый из которых состоит из последователь но соедине}шых элемента совпадения и ждуще го формирователя импульсов постоянной длительности, при этом входы элемента совпадения первого дополнительного канала подключены соответстве1шо к входу и выходу ждущего формирователя импульсов постоянной длительности основного канала, входы элемента совпадения п-го дополнительного канала подключены к входу и выходу ждущего формирователя постоянной дл ггельности (п-1)-го канала, а блок фильтрации нижних частот выполнен г.шоговходоБым и его допошиггельные входы подключены к выходам ждущих формирователей импульсов постоянной длительности дополнительных каналов; блок фильтращ1И нижних частот выполнен в виде сумматора, на каждом входе которого включен фильтр нижних частот; блок фильтрации нижних частот выполнен в виде последовательно соединенных сумматора и фильтра нижних частот. На фиг. 1 представлена функЩ1ональная схема частотного детектора; на фиг. 2 и 3 показаны разновидности блока фильтрации нижтк частот. Частотный детектор содержит основной канал, состоящий из последовательно соединенных 37 формирователя 1 коротких импульсов, ждущего формирователя 2 импульсов постоянной дли тельности, п дополнительных каналов (п 1, 2 3 и т.д.), каждый из которых состоит из последовательно соединеннь1х элемента 3 совпадения и ждущего формирователя 4 импульсов постоянной длительности, блок 5 фильтраили нижних частот, входы которого подключены к выходам ждущих формирователей импульсов постоянней л штельности всех каналов, при этом входы элемента 3 совпадения первого дополнительного канала подключены к входу и выходу ждущего формирователя 2 импульсов постоя}П ой длительности основного канала, а входы элементов 3 совпадения п-го дополнителыюго капала подключены к входу и выходу ждущего формирователя импульсов постоянной длительности (п-1)-го дополнитель ного канала. При этом блок 5 фильтраций нижних частот может быть выполнен либо в виде сумматора с фильтром нижних частот на каждом входе (фиг. 2), либо в виде последовательно соединенных сумматора 8 и фильтра 9 нижних частот (фиг. 3), Частотный -детектор работает следующим образом. Работу целесообразно рассмотреть для двух дополнительных каналов, поскольку работа каждого последующего канала повторяет работу предыдущего и начинает работу только после того, как начал работать предыдущий канал и при блоке фильтрации нижних частот 5, выполненном в виде, как показано-на фиг. 2. Кроме того, считается, что время восстановления чувствительности ждущих формирователей 2 и 4 импульсов постоянной длительности к запускающим импульсам равно нулю, а их запуск осуществляется задним фронтом входных импульсов. Входной сигнал преобразуется в последовательность коротких импульсов, которые запускают ждущий формирователь 2 импульсов постоянной длительности, последние поступают на блок 5 фильтрации нижних частот, на входе которого выделяется постоянная составляющая пропорциональная частоте входного сигаала. При изменении частоты входного сигнала, например, увеличении - изменяется частота следования коротких импульсов, а следовательно, изменяется и частота следования импульсов постоянной длительности. В результате напряжение на выходе блока 5 фильтрации нижних частот возрастает. Это напряжение достигает максимального значения, равного амплитуде импульсов постоянной длительности, тогда, когда частота следования коротких импульсов с выхода формирователя 1 коротких импульсов будет соответствовать величине, обратной длительности импульса формирователя 2. При альнейщем увеличении частоты входного сигнала в известном устройстве происходило сначала резкое уменьшение сигнала на выходе блока 5 фильтрации, а затем медленное нарастание до максимального значения при частоте следования коротких импульсов, соответствующей величине, обратной половине длительности импульса формирователя 2. При этом в известном устройстве скачки напряжения происходили при частоте следования импульсов формирователя 1, равной величине, обратной - , - , - и т.д. длительности импульса формирователя 2. Эти скачки возникают из-за эффекта деления частоты запускающих импульсов формирователем 2 импульсов. В настоящем частотном детекторе при изменении частоты входного сигнала от О до fo, где fo - , а г - длительность импульса формирователя 2, напряжение на выходе фильтра нижних частот 7| возрастает от О до максимального значения, равного амплитуде импульса формирователя 2. При дальнейщем возрастании входной частоты происходит резкое снижение (скачок) выходного напряжения до -ма. и затем оно вновь возрастает до U 2 ,. .дмзкс при частоте входного сигнала 2fo, затем происходит резкий скачок выходного напряжения 2 ДО - и дальнейщее возрастание до V входной частоте 3fo, т.е. скачок напряжения будет повторяться ппи частоте входного сигнала, кратной f о - . Но при частоте входного сигнала больще fg происходит совпадение импульсов в элементе совпадения 3 первого дополнительного канала, выходной сигнал которого запускает ждущий формирователь импульсов 4, постоянной длительности этого же канала, и на выходе фильтра 72 нижних частот появится напряжение, повторяющее напряжение фильтра 7, нижних частот при входной частоте больще f,. При частоте входного сигнала больше 2fo происходит совпадение импульсов в элементе 32 совпадения второго дополнительного канала, выходной сигаал которого запускает ждущий формирователь 42 импульсов постоянной длительности этого же канала и на выходе фильтра 7з нижних частот напряжение будет повто- . рять напряжение на выходе фильтра 7, нижних; частот при входной частоте больше 2f ц. Работа последующих каналов будет аналогична, т.е. третий дополнительный канал будет работать при входной частоте болыие 3fo, четвертый - 4fo и т.д.

Выходные напряжения всех каналов суммируются либо после фильтров (фиг. 2), либо до общего фильтра (фиг. 3), при этом общее выходное напряжение будет равно:

и

вых

макс

Техни КО-экономическая эффективность частотного детектора состоит в расширении полосы рабочих частот, устранении неоднозначности отсчета, что позволяет при использовании данного частотного детектора в системах автоподстройки частоты расширить полосу захвата зам кнутого кольца автоподстройки без усложнения других элементов кольца (управляемых генераторов, усилителей, смесителей и т.д.).

Формула изобретения

1. Частотный детектор, содержащий основной канал, состоящий из последовательно соединенных формирователя коротких импульсов, ждущего формирователя импульсов постоянной длительности и блока фильтрации нижних частот, отличающийся тем, что, с целью расширения полосы рабочих частот, в него введены п дополнительных каналов, где п 1, 2, 3, ..., каждый из которых сострит из последовательно соединенных элемента сов584776

падения и ждущего формирователя импульсов

постоянной длительности, при ЭГОМ входы (ЛСмента совпадения первого дополнительного канала подключены соответственно к входу и 5 выходу ждущего формирователя импульсов постоянной длительности основного канала, входы элемента совпадения п-го дополнительного канала подключены к входу и выходу ждущего формирователя импульсрв постоянной тельности (n-l)-ro канала, а блок фильтрации нижних частот выполнен многовходовым и его дополнительные входы подключены к выходам ждущих формирователей импульсов постоянной длительности дополнительных каналов. (5 2. Частотный детектор по п. 1, о т л и ч аю щ и и с я тем, что блок фильтрации нижних частот выполнен в виде сумматора, на каждом входе которого включен фильтр ниж-. них частот.

0 3. Частотный детектор по п. I, о т л и ч аю щ и и с я тем, что блок фильтрации нижних частот выполнен в виде последовательно соединенных сумматора и фильтра нижних частот.

Источники информации, ,. принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США N 3581220, кл. 329-126, 25.05.71 (прототип).