Демодулятор сигналов Советский патент 1981 года по МПК H03K9/06 

(54) ДЕМОДУЛЯТОР СИГНАЛОВ

I

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в устройст вах автоматики, телемеханики, измерительной техники, и. т. п. для получеиия на выходе сигнала постоянного тока, пропорционального частоте входного сигнала.

Известно демодулирующеё устройство, содержащее генератор тактовых импульсов, схемы синхронизации, элемент И, счетчики, схему управления защитой, триггер управления, преобразователь напряження - частота импульсов, сглаживающий фильтр {. ю Недостатком данного устройства являет я узкий динамический диапазон. .. Известно также демодулнрующее устройство, содержащее формнрователь входного сигнала, вход которого соединён с вход- . ной шиной, а выход подключен к первому- у входу триггера, фильтр, преобразователь напряжеиия в частоту, вход которого соединен с входом фильтра, а выход подключен к второму входу, триггера 2J.

Недостатком известного устройства также является узкий динамический диапа.- я

ЗОИ.

Цель изобретения - расширение динамического диапазона.

Поставленная цель достнгается тем, что в демодулятор сигналов, содержащий формирователь входного сигнала, вход которого соединен с входной шиной, а выход подключен к первому входу триггера, фильтр преобразователь напряження в частоту, вход которого соединен с входом фильтра, а выход подключен к второму входу триггера, введены первый и второй элементы И, элемент ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ, инвертор, аналоговый сумматор, причем входы элемента ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ соединены с входами триггера, а выход подключен к первым входам первого н второго элементов И, вторые входы которых подключены соответственно к первому и второму выходам триггера, выход первого элемеита И подключен к первому входу аналогового сумматора, второй вход которого через инвертор подключен к выходу второго элемента И, выход аналогового сумматора соединен с входом фильтра, выход которого подключен к выходной шине.

На фиг. 1 представлена схема демодулятора сигналов; на фиг. 2 - нормированные по амплитуде времениые диаграммы, поясняющие его работу; на фиг. 3 нормированные графики зависимости амплитуды первой гармоники (ai) в спектре импульсной последовательности, поступающей на вход фильтра, от величины модулирующего сигнала V для известного (а) и для предлагаемого демодулятора (б). Устройство содержит (формирователь 1 входного сигнала, триггер , 2 фильтр 3, преобразователь 4 напряжения в частоту, первый 5 и второй б элементы И, элемент 7 ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ, инвертор 8, аналоговый сумматор 9. Устройство работает следующим образом. На вход формирователя I поступает частотно-модулированный сигнал, который ттреобразуется в п оследовательность прямоугольных частотно-модулированных импульсов, поступающих на первый вход триггера 2 и первый вход элемента 7 ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ. Импульсы с прямбго выхода триггера 2 поступают на первый вход элемента 6 И, на второй вход которого поступают импульсы с выхода элемента7 ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ. Импульсы с выхода элемента И 6 поступают на первый вход аналогового сумматора 9. Импульсы с инверсного выхода триггера 2 поступают на первый вход элемента И 5, на второй вход которого поступают импульсы с выхода элемента .7 ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ. Импульсы с выхода элемента И 5 инвертируются иивертором 8 и поступают иа второй вхбд аналогового сумматора 9. В результате на выходе аналогового сумматора 9 образуются двухполярные .импульсы, поступающие на вход преобразователя 4 напряжения в частрту, образующего цепь обратной связи демодулятора, и на вход фильтра 3, который выделяет полезную составляющую сигнала При отсутствии полезной составляющей во входном частотно-модулированном сигнале импульсы на выходе аналогового сумматора 9 отсутствуют. При положительной полезной составляк}щей, содержащейся в частотно-модулированном сигнале, на выходе аналогового сумматора 9 появляются импульсы положительиой полярности, длительность которых пропорциональна величине полезного сигнала. При отрицатель-, ной полезной составляющей в сигнале, поступающем на вход формирователя I, на выходе аналогового сумматора 9 появляются отрицательные импульсы длительность которых также пропорциональна амплитуде сигнала. На фнг. 2 показаны напряжение на выходе формирователя ,1 - а напряжение на выходе преобразователя 4 напряжения в частоту - б, напряжение на выходе элемента 7 ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ - в напряжение на прямом выходе триггера 2 - г, напряжение на инверсном выходе триггера 2 - д; напряжение на выходе элемента 6- ;напряжение на выходе элемента 5 - ж апряжение на выходе инвертора 8 - з, апряжение на выходе аналогового суммаора 9 - и. Введение дополнительных элементов в демодулятор позволяет расщирить динамический диапазон за, счет снижения .минимального сигнала, выделяемого с заданным отнощением сигнал/шум на выходе демодулятора, вследствие того, что при нулевой полезной составляющей, содержащейся во входном частотно-модулированном сигнале, на вход фильтра поступает-сигнал равный нулю, а при полезной составляющей близкой к нулю на вход фильтра поступает импульсная последовательность ,со скважностью мнбго большей двух. В этом случае амплитуда первой гармоники много меньше максимальной, а значит, и шум на выходе демодулятора много меньше уровня шума на выходе известного, демодулятора. Снижение уровня первой гармоники особенно важно при отношении несущей частоты к частоте модулирующего сигнала близком к единице, так как в этом.случае возникают трудности в выделении полезного сигнала и повышаются требования к фильтру. Формула изобретения Демодулятор сигналов, содержащий формирователь входного сигнала, вход которого соединен с входной щиной, а выход подключен к первому входу триггера, фильтр, преобразователь напряжения в частоту, вход KOTOpoto соединен с входом фильтра а выход подключен к второму входу триггера, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона в него введены первый н второй элементы И, элемент ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ, инвертор, аналоговый сумматор, причем входы элемента ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ соединены с входами триггера, а выход подключен к первым входам первого и второго элементов И, вторые входы которых подключены соответственно к первому н второму выходам триггеpa, выход первого элемента И подключен к первому входу аналогового сумматора, второй вход которого через инвертор подключен к выходу второго элемента И, выход аналогового сумматора соединен с входом фильтра, выход которого подключеи к выходной шине. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 427462, кл. Н 03 К 9/06, 1972. 2.Заявка Японии « ,52-29903, кл. Н 03 К 7/06, 9/06,- J977.