Цифровой частотный дискриминатор Советский патент 1980 года по МПК H03K5/19 

(54) ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТНЫЙ ДИСКРИМИНАТОР

1

Изобретение относится к технике связи и может использоваться, например, в аппаратуре систем передачи дискретной информации.

Известен частотный дискриминатор, 5 содержащий двоичные счетчики, триггеры, генератор импульсов и логические элементы. Дискриминатор работает по способу подсчета импульсов сравниваемых частот за фиксированный 10 промежуток времени с помощью двоичных счетчиков с последующим досчетом до их переполнения путем добавления к счетчикам дискриминатора постоянного числа ./ 15

Известен цифровой частотный дискриминатор, содержащий схемы И, первый и второй (Ьормирователи сигнала, два счетчика, триггеры и элемент ИЛИ. 20 Дискриминатор работает по способу подсчета импульсов сравниваемых частот на двух двоичных счетчиках.При заполнении счетчика, на вход которого приходит последовательность им- 25 пульсов с меньшей частотой, счет оканчивается и с выходов счетчиков считывает-ся число, соответствующее количественной величине разности частот, а с выхода триггера знака jO

снимается сигнал, соответствующий знаку разности частот f2j.

Известные дискриминаторы отличаются недостаточным быстродействием.

Наиболее близким по технической сущности предлагаемому является устройство измерения длительности импульсов, которое содержит цифровой

измеритель длительности импульсов, формирователь входного сигнала, элемент памяти, индикатор, триггер, два ждущих мультивибратора, делители частоты, сумматор и элемент сравнения двух чисел.

Устройство работает следующим образом.,

Цифровой измеритель длительности измеряет период длительности импульса, который сравнивается с записанным в элементе памяти числом, и, в случае если результат измерения меньше записанного в элементе памяти, устройство записывает это число в элемент памяти вместо записанного ранее. После измерения длительности большого числа импульсов в э.ггементе памяти записывается число, соответствующее -минимальной длительности измеряемого импульса З . Недостатком данного дискриминатор является недостаточная крутизна характеристик не позволяющая определит разницу периодов меньше периода тактового импульса. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем по вышения крутизны характеристики устройства. Для достижения этой цели в устрой стве, содержащем цифровой измеритель длительности импульсов, выполненный в виде соединенных последовательно генератора опорных импульсов, электронного ключа и счетчика импульсов, подключенного ко входам элемента сравнения, формирователь входного си нала, выход которого, подключен к сче ному входутриггера, делитель частоты импульсов, формирователь импульсо расширитель импульсов и логический блок, выход формирователя импульсов соединен с входом расширителя импуль сов, первый вход - с выходом формиро вателя входного сигнала и первым вхо дом делителя частоты импульсов, второй вход которого подключен к выходу генератора опорных импульсов, выход к второму входу формирователя импуль сов, а третий вход - к выходу триггера, второму входу счетчика импульсов, к первому входу включенного на выходе устройства логического блока, второй вход которого соединен с вторым входом электронного ключа и выходом расширителя импульсов, третий вход - с входом элемента сравнения, а второй выход - с третьим входом счетчика импульсов. На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы, поясня 01цие его работу. Цифровой частотный дискриминатор: содержит измеритель 1 длительности импульсов, выполненный в виде соединенных последовательно генератора 2 опорных импульсов, электронного клю-ча 3 и реверсивного счетчика 4 импульсов, выходы которого подключены к входам элемента 5 сравнения, входная шина устройства подключена через формирователь б входного сигнала и формирователь 7 импульсов к входу расширителя 8 импульсов выход которого соединен с вторым входом ключа 3 и первым входом логического блока9, вторбй вход которого подключен к выходу элемента 5, первый выход к второму входу счетчика 4, второй выход - к выходу устройства, а третий вход - к третьему входу счетчика 4, выходу триггера 10 и первому входу делителя 11 частоты импульсов, второй вход которого соединен с выходом генератора 2, выход - с вторым входом формирователя 7, а третий вход - с выходом формирователя б и входом триггера 10. Устройство работает следующим образом. На входную шину устройства поступает периодический частотно-манипулированный сигнал, который преобразуется формирователем б в прямоугольные импульсы, следующие с частотой входного сигнала (фиг. 2а). В момент прихода отрицательного перепада сформи- рованного импульса выход триггера 10 устанавливается в 1 (фиг. 26), выход формирователя 7 устанавливается в 1 фиг, 2д) и ва делитель 11 приходит сигнал, разрешающий деление опорной частоты (фиг. 2в). Одновременно выходной, сигнал триггера 10 управляет установкой направления счета реверсивного счетчика 4; если выход триггера 10 в единичном состоянии, то реверсивный счетчик 4 считает в положительном направлении, если в нулевом - в отрицательном. Делитель 11 вырабатывает импульсы отрицательной полярности (фиг. 2г), поступающие на вход сброса формирова-теля 7. Эти импульсы имеют частоту (где п - целое число, а fqj средняя частота манипуляции) и сдвинуты относительно положительного фронта,запуска делителя 11 (фиг, 2в) на время t . Величина выбирается из условия Т симальный период частотно-манипулярного колебания; ТТп-, минимальный период частотНо-манипулированного колебания) , а величина п выбирается с таким расчетом, чтобы, с одной стороны, делитель 11 подучился минимальных размеров, а с другой стороны, чтобы период, получившийся на выходе частоты, был больше величины ( с учетом несинхронности входной .частоты (фиг. 2а) и частоты генератора 2. С приходом следующего отрицательного перепада сформированного сигнала (фиг. 2а) формирователь 7 перебрасывается в 1 триггер 10 - в О и меняет направление счета в реверсивном счётчике 4, следующим затем отрицательным фронтом делителя 11 Сфиг.2г) формирователь 7 перебрасы- . вается в О (фиг. 2д). При совпадении, положительного импульса входного сигнала (фиг. 2а) и отрицательного -импульса (фиг. 2б) на выходе триггера 10 вход делителя 11 закрывается и на установочные входы триггеров делителя 11 приходит импульс (фиг. 2в), устанавливающий их в исходное состояние. Таким образом, на выходе формирователя 7 формируются пары импульсов (Фиг. 2д) , положительные фронты которых следуют с частотой входного частотно-мачипулированного колебания, а отрицательные фронты - со средней частотой этого колебания. Сформированные таким образом импульсы (фиг. 2д) поступают на вход расширителя 8, где их длительность увеличивается в Ц. раз (фиг. 2е), Выходной импульс расширителя 8 (фиг. 2е) подается на управляющий вход ключа 3 для пропуска на вход реверсивного счетчика 4 серии импульсов-генератора 2, частота которого много больше и кратна средней частоте входного частотно-манипулированного колебания. Во время первой серии (фиг. 2е) импульсов на входе ;реверсивного счетчика 4, сформированной при единичном значении выхода триггера 10 (фиг. 26), счет идет в положительном направлении, во время второй серии - в отрицательном. В случае равенства входной частоты частотно-манипулированного колебания средней частоте, оба импульса на выходе формирователя 7 (фиг.2д) -равны между собой и по окончании счета в отрицательном направлении на выходе реверсивного счетчика 4 устанавливается исходное значение. Если входная частота равна ff , второй импульс на выходе формирователя 7 короче первого на величину ( Тер.) а на выходе расширителя 8 - на величину k((y-Tfn,-jH число на выходе реверсивного счетчика 4 по окончании счета больше исходного значения. Если входная частота равна frrtaif. то второй импульс расширителя 8 больше первого на величину k(fcp.) число на выходе реверсивного счетчика 4 меньше исходного значения. По окончании счета в отрицательном направлении в блоке 9 происходит формирование импульса записи (фиг. 2ж), который разрешает запись полученной с выхода элемента 5 сравнения информа.ции на выход блока 9 и устанавливает на реверсивном счетчике 4 исходное значение. Элемент 5 сравнения производит постоянное сравнение числа на ВЫХОД9.Х реверсивного счетчика 4 с записанным в нем исходным состоянием реверсивного счетчика 4 и на выходе появляется О либо 1, в зависимости от того, больше записанного числа текущее значение или меньше.

Таким образом, возможность демодулировать с достаточной точностью импульсы, разность периодов которых меньше или равна периоду тактовой

частоты, позволяет при той же, что и в прототипе, частоте генератора 2 различить импульсы с меньшей разностью периодов, что повышает чувствительность демодуляторов, либо при сохранении крутизны характеристики перейти к более низкой .частоте генератора 2 и шриме11ить более экономичную систему, элементов.

Формула изобретения

Цифровой частотный дискриминатор, содержащий цифровой измеритель длительности импульсов, выполненный в виде соединенных последовательно генератора опорных импульсов, электронного ключа и счетчика импульсов, подключенчого ко ;рходам элемента сравнения, формирователь входного сигнала, выход которого подключен к счетному входу триггера, делитель частот импульсов, формирователь импульсов, расширитель импульсов и логический блок, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей . выход формирователя импульсов соединен с входом расширителя импульсов, первый вход - с выходом формирователя входного сигнала и первым входом делителя частоты импульсов, второй вход которого подключен к выходу генератора опорных импульсов, выход - к второму входу формирователя импульсов, а третий вход - к выходу триггера, второму входу счетчика импульсов и первому входу включенного на выходе устройства логического блока, второй вход которого соединен с вторым входом электронного ключа и выходом расширителя импульсбв, третий вход - с выходом элемента .сравнения, а второй выход - с третьим входом счетчика импульсов. ,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

,

. ;

;.i

,: 790235

e.

IT

IT

IT

ri

. г

IT

u

n

ъг