Частотный дискриминатор Советский патент 1982 года по МПК H03D3/00 H03D13/00 

(54) ЧАСТОТНЫЙ ДИСКРИМИНАТОР

Изобретение относится к радиотех ике и предназначено для применения в различных автоматизированных радиотехнических устройствах. Известен частотный дискриминатор, содержащий два резонатора, детекторы и дифференциальный усилитель 1. Полоса захвата у известного дискриминатора нерегулируемая, , Наиболее близким к предлагаемому является частотный дискриминатор, со держащий гиромагнитный фильтр с устройством медленной перестройки резонансной- частоты, которая является статической центральной частотой дискриминатора, устройство для быстрого свипирования резонансной частоты филь тра около центральной частоты, причем свипирование производится по линейному закону с одинаковой амплитудой в обе стороны и амплитуда свипирования регулируется для изменения полосы за хвата, генератор треугольного сигна.ла, детектор, логарифмический -усилитель , блок определения частотного сдвига 12, У прототипа выходной сигнал дискриминатора зависит от мощности радиосигнала. Этот недостаток приводит к уменьшению достоверности дискриминации частоты, возрастанию шумов, снижению помехоустойчивости, уменьшению динамического диапазона. Применение логари4 ического усилителя не приводит к устранению указанного недостатка, а только к некоторому его ослаблению. Цель изобретения - повышение точности -измерения путем устранения зависимости выходного сигнала от мощности входного сигнала. Поставленная цель достигается тем, что в частотном дискриминаторе, содержащем последовательно соединенные гиромагнитный фильтр, амплитудный детектор, пороговый блок, а также генератор опорных импульсов, соединенный через блок быстрой перестройки с первым входом перестройки гиромагнитного фильтра, блок медленной перестройки, соединенный с вторым входом перестройки гиромагнитного фильтра, и блок определения частотного сдвига, входы которого подключены соответственно к выходам noporoBOt o блока и генератора опорных импульсов, блок определения частотного сдвига выпол,нен в виде D-триггера, выходы которого подключены к входам дифференциального усилителя и первым входам двух

элементов И, вторые входы которых со.единены с выходом генератора счетных

импульсов, выходы элементов и соедийены с входами реверсивного счетчика, .а выход дифференциального усилителя

соединен с входом фильтра нижних часjcroT.

На фиг. 1 представлена функциональная схема частотного дискриминатора на фиг. 2-3 - эпюры напряжений на выходах блоков при различных уровнях входного сигнала.

Дискриминатор содержит гиромагнитный фильтр 1, вход которого является входок дискриминатора, блок 2 медленной перестройки, блок 3 быстрой перестройки, генератор 4 опорных импульсов, амплитудный детектор 5, пороговой блок б, D-триггер 7, дифференциальный усилитель 8, фильтр 9 нижних частот, генератор 10 счетных импульсов, элементы И 11 и 12, реверсивный счетчик 13. Блоки 7-13 образуют блок 14 определения частотного сдвига. Вы содные сигналы блоков приведены на фиг. 2 и 3; а - выход блока 4,6выход блока 3, в - выход детектора 5, г - выход блока 6, д,е - выходы триггера 7, ж - выход дифференциального усилителя 8, з - выход дискриминатора.

Дискриминатор работает следующим образом.

Генератор 4 опорных импульсов выдает сигнал в виде меандра (фиг.2,а) и синхронизирует блок 3 быстрой перестройки. Блок 3 быстрой перестройки двуполярными импульсами тока треугольной формы обеспечивает свипирование по линейному закону гиромагнитного фильтра 1 (фиг.2,б). Свипирование происходит в обе стороны от центральной частоты fo дискриминатора, двойная амплитуда свипирования равна полосе захвата дискриминатора. Интервалы нахождения входной частоты в полосе пропускания гиромагнитного фильтра 1 выделяются детектором 5 (фиг. 2,в). На фиг. 2 слева показан случай, когда входная частота f о справакогда fj fci. Сигнал с амплитудного детектора 5 поступает на пороговой блок 6, образующиеся прямоугольные импульсы, передний фронт которых фиксирует моменты попадания частоты в полосу пропускания (фиг.2,г), поступают на синхровход D-триггера 7 и устанавливают его своим передним фронтом в состояние, которое определяется сигналом на D-входе, т.е. опорными импульсами. Импульсы на прямом выходе D-триггера, длительность которых пропорциональна частотному смещению входной частоты относительно верхней границы полосы захвата, показавы на фиг.2,д. Импульсы на инверсном выходе D-триггера, длительность

которьох пропорциональна частотному смещению входной частоты относительно нижней границы полосы захвата, по казаны на фиг.2,е. Импульсы с выходоЬ триггера 7. поступают на входы дифференциального усилителя 8, на выводе которого образуется двуполярный сигнал (фиг.2,ж). Среднее значение двуполярн го сигнала, пропорциональное разности длительностей импульсов с выходов D-триггера, выделяется после фильтрации сигнала фильтром 9 нижних частот (фиг. 2,з). Это среднее значение, пропорциональное сдвигу входной частоты относительно центральной частоты, и есть выходной аналоговый сигнал дискриминатора. Цифровой выходной сигнал дискриминатора образуется аналогично. Импульсы с выходов р-триггера 7 заполняются счетными им(пульсами с помощью генератора 10 счетных импульсов и, двух элементов 11 и 12 и подаются на входы реверсивного счетчика 13. Выходное двоичное число пропорционально разности длительностей выходных импульсов триггера 7, т е. пропорционально частотному сдвигу входного сигнала относительно центральной частоты, и является выходнь « .цифровым сигналом дискриминатора.

На.фиг. 3 представлены графики, поясняющие работу дискриминатора при изменении уровня входного сигнала, где а - опорные импульсы, б - свипирование частоты. Сплошной линией показаны импульсы с малой амплитудой при малом.уровне мощности входного сигнала, пунктиром показаны импульсы с большой амплитудой при боль;шом уровне сигнала (фиг.Зв) . На фиг. 3г., показаны импульсы с выхода порогового блока, соответствующие входному сигналу малой мощности, на фиг.Зг показаны импульсы, соответствующие сигналу большой мощности. Эти импульсы сдвинуты относительно друг друга на одну и ту же величину. На фиг.З е показан выходной импульс D-триггера, длительностью соответствующий входному сигналу малой мощности, на фиг.З е - выходной импульс D-триггера, длительностью соответствующий сигналу большой мощности. Сигнал, пропорциональный частотному сдвигу, не зависит от уровня входной мощности. Этот фактор обеспечивает также измерение и дискриминацию частоты, соответствующей центральной чистоте гиромагнитного фильтра, и позволяет не привязываться к максимуму резонансной характеристики, это дополнительно повышает точность измерения и дискриминации частоты, так как паразитные пики от высших типов магнитостатических колебаний гиромагнитного фильтра не учитываются и не влияют на точность дискриминации. На точ- ность дискриминации по тем же причи

нам не влияют размытость максимума динамической резонансной характерно тики и некоторое его смещение в нап-. равлении изменения частоты.

Формула изобретения

Частотный дискриминатор, содержащий последовательно соединенные гиромагнитный фильтр, амплитудный детектор, пороговый блок, а также генератор опорных импульсов, соединенный через блок быстрой перестройки с первых входом перестройки гиромагнитного фильтра, блок медленной перестрой ки, соединенный с вторым входом перв стройки гиромагнитного фильтра, блок определения частотного сдвига, входы которого подключены соответственно к выходам порогового блока и генаратора опорных импульсов, отличающийся тем, что, целью повышения точности измерения, блок определения частотного сдвига выполнен в виде D-триггера, выходы которого подключены к входгш дифференциального усилителя и первым входам двух элементов И, вторые входы которых соединены с выходом генератора счетных импульсов, выходы элементов И соединены с выходами реверсивного счетчика, а выход дифференциального усилителя соединен с входом фильтра нижних частот.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

I 1492862, кл. Н 03 D 3/00, 1977.

, «

/Л

tput.3