1
Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для детектирования частотно-модулированных колебаний или в качестве высокоточных преобразователей частота-напряжение в системах автоматического регулирования.
Известен частотный дискриминатор, содержащий последовательно соединенные первый смеситель, усилитель промежуточной частоты, первый фазовый детектор и фильтр нижних частот, а также второй смеситель, сигнальный вход которого соединен с сигнальным входом j первого смесителя и является входом устройства, а выход через линию задержки соединен с гетеродинным входом первого смесителя, перестраиваемый генератор промежуточной частоты, выход 20 которого подключен к гетеродинному входу второго смесителя и через формирователь - к другому входу первого фазового дeтeкfopa, и генератор испытательного сигнала, выход которого соединен с входом устройства tl.
Однако известный частотный дискриминатор имеет низкую стабильность нуля дискриминационной характеристики.
Цель изобретения - повышение стабильности нуля дискриминационной характеристики .
Цель достигается тем, что в частотный дискриминатор, содержащий последовательно соединенные первый смеситель, усилитель промех уточной частоты, первый фазовый детектор и фильтр нижних частот, а также второй смеситель, сигнальный вход которого соединен с сигнальным входом первого смесителя и является входом устройства, а выход через линию задержки соединен с гетеродинным входом первого смесителя, перестраиваемый генератор промежуточной частоты, выход которого подключен к гетеродинному входу второго смесителя и через фазовращател - к другому входу первого фазового детекто3 э pa, и генератор испытательного сигна ла, выхо;ц которого соединен с входом устройства, введены последовательно соединенные полосовой фильтр, вход которого соединен с выходом первого фазового детектора, второй фазорый детектор и блок выделения сигнала ошибки, выход которого подключен к управляющему входу генератора промежуточной частоты, при этом выход генератора испытательного сигнала соединен с другим входом второго фазового детектора. На чертеже представлена структурная схема предложеннрго частотного Дискриминатора. Частотный дискриминатор содержит смеситель 1, усилитель промежуточной частоты 2, фазовые детекторы 3 фильтр нижних частот 4, балансный смеситель 5, линию задержки 6, перестраиваемый генератор промежуточной частоты 7 фазовращатель 8 управляю щий элемент 9 блок выделения сигнала ошибки 10, генератор испытательного сигнала 11, фазовый детектор 12 полосовой фильтр 13Частотный дискриминатор работает следующим образом. На вход дискриминатора с первого выхода генератора испытательного си нала 11 поступает частотно-мйнипулированный сигнал ru.),t+4.J . 1пТ иС7пи;т (гп+)(«1та)Т; где и - амплитуда испытательного сигнала; угловые частоты; начальные фазы импульсов; Т длительность элементарной посылки. Длительность элементарной посылки определяется по формуле Т- е - л t -is- T а угловые частоты выбираются из условияии + ДО) - ДО) причем дш выбирает С Я на линейном участке характеристики дискриминатора. Напряжение на выходе усилителя мeжytoчнoй частоты 2 имеет вид ()-(u).u а.Х1Гд,.,(апц-)-т 4s,CM,-45 (an-n)-Titi(in+a)T. t) UJJ-cos ()-i (cu +ajp j+ianHjT -aj,(an.a).r+q..(j (inniTitiCin+i)., начальная фаза генераторапромежуточной частоты. Учитывая, что фазовращатель 8 дает фазовый сдвиг 7i/2, получим выходе полосового фильтра 13 коание вида ((.(аП41)Т+Ц,, - (гп41)-та. (in+ij-T ,i( (. ,,4 (гпи))(1лн)-т+ 1Дп+а). Это напряжение поступает на первход фазового детектора 12. На рой вход фазового детектора 12 тупает колебание вида U.J (t) итэС05 («I - Ч/г) t + ifj, - начальная фаза. Тогда на выходе фазового детека 12с учетом фильтрации составщей суммарной частоты uJ-i + (, ряжение имеет вид uUVs -KiV b lV h V4-VV. (an-)T,u (ап4«1)т )(1) ...()Tii5(an-«-3)T. Анализ последнего выражения поывает, что для эффективной работы предлагаемого дискриминатора необходимо осуществить равенство начальных фаз . Полагая i Т ZJm и учитывая, что при Ч 1 рад Sin окончательно получим . (ivn--.)T4t(tin+a)-T U5(t) )-«-Si jZn- l) + 3)-T При изменении постоянной времени ли-/ НИИ задержки Сд на выходе блока выделения сигнала ошибки 10 появляется постоянное напряжение иЙ . UbW - - Сд5-Т) Это напряжение поступает через управляющий- элемент 9 на вход перестраиваемого генератора промежуточно частоты 7, подстраивая его частоту д тех пор, пока не скомпенсируется ухо нуля дискриминатора, К достоинству предлагаемого дискриминатора следует отнести возможность совмещения режим коррекции нуля дискриминатора с ра бочим режимом. Для этого необходимо обеспечить ортогональность рабочего и испытательного сигналов. Используя периодичность дискриминационной характеристики можно несущую частоту и пытательного сигнала выбрать равной нулю соседнего с рабочим участка дис риминационной характеристики, т.е. вместо Q выбирается .1 (п+1)+3 АО и таким образом обеспечивается ортогональность испытательного и рабочего сигналов по входу дискриминатора. На выходе фазового детектора 3 испытательный сигнал выделяется на часто те ((JJ-i- LO(jJj а рабочий сигнал на нуле вой частоте, что создает реальные во можности для разделения этих сигналов. Однако спектры рабочего и испытательного сигналов могут перекрыват ся. Оценка взаимного влияния структу ры испытательного и полезного сигналов в частотно-временной области и выбор уровня испытательного сигнала проводится на основе известной методи ки. Предлагаемый дискриминатор является системой авторегулирования при анализе систем частотной автоподстройки. 1ри этом зависимость смещения нуля дискриминационной характеристики ufAgOT изменения постоянной времени линии задержки можно определить по формуле дг /-llliL Ai . Для предлагаемого дискриминатора эта формула имеет следующий вид io- .4S крутизна характеристики управляющего элемента; крутизна характеристики фазового детектора. При этом в предложенном дискриминаторе удается уменьшить в 1 + 5,(-5фд раз зависимость смещения нуля дискриминационной характеристики изменения постоянной BpeMeHti линии задержки . Реальная чувствительность типовых фазовых детекторов со(ставляет величину 5фдйО, 1(Рр|ад при uDc + 10 рад минимальная нестабильность постоянной времени линии задержки равна / л Смещение нуля дискриминационной характеристики при Тдз составитpi п +1 10 in +1 л Ао-Т-TFb- пг 0,1 Гц Нестабильность типовых линий задержек колеблется в пределах от 0,1% до 20, С учетом вышесказанного нестабильность постоянной времени линии задержки равна дСдз 0,1Гд5 0,ЫоЛ. При этом смещение нуля дискриминационной характеристики составит величинуп-И 0,1-10 1 Гц 10-6-100Отсюда выигрыш по точностным характеристикам определится KgailO. Применение предложенного частотного дискриминатора позволяет примерно на порядок уменьшить зависимость смещения нуля дискриминационной
