Детектор огибающей амплитудномодулированных сигналов Советский патент 1981 года по МПК G06G7/12 H03D1/16 

(54) ДЕТЕКТОР ОГИБАЮЩЕЙ АМПЛИТУДНО-МОДУЯИРОВАННЫХ

СИГНАЛОВ

1

Изобретение относите к аналоговой вычислительной и измерительной .технике и может быть использовано в множительных устройствах, системах контроля операционных усилителей, датчиках-приемниках с апмлитудной модуляцией и т.д.

Известен детектор, содержащий, амплитудный дискриминатор, кмпулъсный усилитель, два канала заряда запоминающего конденсатора, с расширителями импульсов, выпрямительHtiMH диодами и резисторами, запоминающий конденсатор, разрядный резистор и повторитель напряжения, выходкоторого подключен ко входу дискрикинатора 1.

Недостатком этого устройства является низкая точность выделения огибающей входного сигнала, обусловленная динамической погрешностью отслеживания входного сигнала, а также влиянием разрядного резист а. Кроме того, форсирукядий канал ив; обеспечивает максимальной скорости заряда запоминакнцёго конденсатора, так как содержит в цепи его заряда резистор.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству

является детектор огибающей амплитудно-модулированных сигналов, содержащий линию задержки, компаратор, дифференцирующее звено ждущий муль- тивибратор, .два выпрямительных диода и блок выборки и хранения с ключем запоминающим конденсатором, повторителем напряжения с стробирукяцей логической схемой. Перечисленные блоки

to в устройстве ррединены последовательно 2 . у

Недостатком устройства является низкая точность, так как при нестабильности несущей частоты входного амплитудно-модулированного сигнала в

выходное напряжение устройства вносится погр€мнность, обусловленная тем, что управляющий импульс на выборку амплитудного значения будет .поступать не в момент прохождения входного с|1гнала .через максимум, а раньше или позже и конденсатор будет запет-мнать не амплитудное значение.

25 По ЭТОЙ же причине разность фаз входного и вспомогательного сигналов должна быть равна нулю, а к точности элементов линии задержки и компаратора предъявляются высокие требо30 вания Цель изобретения - повышение точности. Поставленная цель достигается тем что в детектор огибающей амплитудномодулированных сигналов, содержащий последовательно соединенные нуль-орraw и дифференцирующий элемент, два ключа, два запоминающих конденсатора и два повторителя напряжения, ко вхо ду каждого из которых подключены первые выводы ключа и запоминающего конденсатора, соединенных вторыми вы водами с шиной нулевого потенциала, введены блок выбора наибольшего по модулю сигналаь. два формирователя и два амплитудных Детектора, нёинверти рующий вход каждого из которых подключей ко входу нуль-органа, выход - ко входу соответствующего повторител напряжения, а инвертирующий вход - к выходу этого повторителя напряжения, соединенного с одним, из входов блока выбора наибольшего по модулю сигнала причем формирователи управляющего сигнала включены мелоду выходом дифференцирующего элемента и управляющим входом соответствующего Ключа. На чертеже представлена схема детектора огибающей амплитудно-модулированных сигналов. Детектор огибающей амплитудно-модулированных сигналов содержит нульорган 1, дифференцирующий элемент -2, блок 3 выбора наибольшего по модулю сигнала, два канала однополупериод.ной демодуляции, причем, первый канал состоит из формирователя 4, управляющего сигнала, амплитудного детектора 5, ключа 6, запоминающего конденсатора 7, повторителя напряжения 8, второй канал состоит из формирователя Э управляющего сигнала амплитудного детектора 10, ключа 11, запоминающего конденсатора 12, повторителя напряжения 13. Неинвертирующие входы амплитудных детекторов 5 и 10 и вход нуль-Моргана 1 соединены вместе, выход нуль-орган 1 подключен ко входу дифференцирующего элемента 2, выход которого соединен со входами формирователей 4 и 9 управляющих сигнала, ключи 6 и 11, запоминающие конденсаторы .7 и 12 включены между шиной нулевого потенциала и неинвертирующими входами пов торителей напряжения 8 и 13, выходы которых подключены к инвертирующим входам амплитудных детекторов 5 и 10 и входам блока 3 выбора наибольшего по модулю сигнала. Предлагаемое устройство работает следующим образом. Входной сигнал поступает на входы нуль-органа 1 и амплитудных детекторов 10 и 5. Нуль-орган 1 преобразует периодический входной сигнал в меанд который подается на дифференцирующий элемент 2, формирующий импульсы поло жительной и отрицательной полярности Эти импульсы запускают формирователи управляющих сигналов 4 и 9. Формирователь 4 срабатывает от положительных импульсов и замыкает ключ бв момент прохождения входного сигнала из области отрицательных значений в область положительных значений. Формирователь 9 срабатывает от отрицательных импульсов и замыкает, ключ 11 в момент прохождения входного сйгнала из области положительных значений в область отрицательных значений. Таким образом, ключи 6 и И будут замыкаться поочередно, причем на кажт дый ключ сигнал на замыкание поступает через период. Ключи 6 и 11 остаются в замкнутом состоянии на врём), необходимое для разряда запоминающих конденсаторов 7 и 12, которое задается шириной импульсов, выдаваемых дифференцирующим элементом 2. В исходном положении ключи 6 и 11 разомкнуты, напряжения на запоминающих конденсаторах 7 к 12 равны О.При поступлении положительной полуволны входного сигнала происходит кратковременное замыкание ключа 6 (запоминающий конденсатор 7 не разряжается, так как напряжение на нем равно 0), отпирается амплитудный детектор 5 и запоминающий конденсатор 7 заряжается до амплитудного значения U|iJJoixf которое затем удерживается на нем до конца периода Т, пока не замкнется ключ 6. В течение этого полупериода амплитудный детектор 10 заперт, напряжение на его выходе и, соответственно, на запоминающем конденсаторе 12 равно 0. Напряжения запоминающих конденсаторов 7 и 12 через повторители напряжения 8 и 13 подаются на блок 3 выбора наибольшего по модулю сигнала, на выходе которого через время ;т Т установится которое будет на нем до конца периода. При прохождении входного сигнала через нулевое значение кратновременно замыкается ключ 11 (запоминающий конденсатор 12 не разряжается, так как напряжение на нем равно 0) и с началом прихода отрицательной полуволны запирается амплитудный детектор 5, а отпирается детектор 10.. На конденсаторе 12 появляется йапря- , жениё отрицательной полуволны, которое через повторитель напряжения 13 подается на блок 3 выбора наибольшего по модулю сигнала и сравнивается с напряжением . На выходе . блока 3 устанавливается наибольшее из них по модулю напряжение. Через время -гЧ напряжение на запоминающем конденсаторе 12 и на выходе повторителя напряжения 13 достигает амплитудного значения отрицательной полуволны. Через интервсш времени, равный периоду Т, замыкается ключ 6, происходит сброс предыдущего положительного амплитудного значения U Jlaxc за поминающего конденсатора 7, открывается детектор 5 и начинается отеле живаниё и запоминание максимального значения напряжения новой положитель ной полуволны, сравнение его с на блоке 3 и выделение наибольшего по модулю из них. Через время 1 Т происходит сбро и запоминание нового амплитудного значения отрицательной полуволны. Таким образом, происходит слежени за изменениями амплитудных значений положительной и отрицательной полярностей входного сигнала, выбор наибольшей амплитуды и сброс предыдущего значения. Введение в детектор огибающей амп литуд но-модулированных сигналов блока наибольшего по модулю сигнала, а в каждый канал однополупериодной демодуляции - блока управления ключом и амплитудного детектора, определенно связанных друг с другом, позволило повысить точность и расширить область его применения за счет того, что выборка и запоминание амплитудны значений полуволны входного сигнала осуществляется в каждом канале однополупериодной демодуляции амплитудны детекторомТ запоминающим кондеТ1сатором и повторителем напряжения, а выделение максимального значения блоком выбора наибольшего по модулю сигнала. Кроме того, логические переключения осуществляются нуль-компаратором, дифференцирующим звеном, блоком управления ключом .и ключом и все логические переключения происходят в первую половину полуволны, до момента прохождения входного сигнала через амплитудные значения, тоесть, в то время, когда они не влияют на точность выборки, запоминания и вьщеления максимального зиг чёния входйого сигнала. Точность повышается также за счет того, что входной сигнал используется для формирования управляющих команд на логические переключения в схеме. Формула изобретения Детектор огибающей амплитудно-модулированных сигналов, содержащий последовательно соединенные нульорган и дифференцирующий элемент, два ключа, два запоминающих Конденсатора и два повторителя напряжения, ко входу каждого из которых подключены первые выводы соответствукицих ключа и запоминающего конденсатора, соединенных вторыми выводами с шиной нулевого п„отенциала, о т л и.чающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены блок выбора наибольшего по модулю сигнсша, два формирователя управляйщего сигнала и два амплитудных детектора, неинвертируквдий вход каждого из которых подключен ко входу нуль-органа, выход -.ко входу.соответствуккцего повторителя напряжения, а инвертирующий вход - к выходу этого. повторителя напряжения, соединенного с одним из входов блока выбора наибольшего по модулю сигнала, причем формирователи управляющего сигнала включены между выходом дифференцирующего элемента и управляющим входом соответствующего ключа. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Волгин Л.И. Измерительные преобразователи переменного напряжения в постоянное. М., Советское радио 1977, с. 240. 2.Проектирование и применение операционных усилителей. Под ред. Дж.. Грэма и др. М., Мир, 1974, .с. 510, рис. 11, 16а (прототип).