Устройство для автоматической настройки избирательного усилителя на частоту входного сигнала

 

Изобретение относится к радиотехнике . Цель изобретения - повышение точности настройки. Устройство содержит избирательный усилитель 1, амплитудный детектор 2, дифференцирующую цепь 3, формирователь 4 импульсов, счетчики 5, 22, 23 и 31, дешифраторы 6 и 30, АЦП 7, регистры 8, 12, и 17, блоки сравнения 9 и 18 кодов, ключи 10, 13, 19, 25, 32, 33 и 34, коммутаторы 11, 16, и 20, элемент ИЛИ 14, триггеры 15 и 29, делитель 21 на два, генератор 24 тактовых импульсов, реверсивный счетчик 26, оперативно-запоминаюш,ий элемент 27 и триггер 28 Шмитта. В режиме настройки счетчик 26, управляя коммутацией ветвей конденсатора, входящего.в состав усилителя 1, изменяет частоту настройки усилителя 1. Использование в усилителе 1 реального набора конденсаторов с провалами емкости приводит к нарушениям настроечной характеристики контура. Провал по емкости вызывает уменьшение напряжения на контуре, т. е. как бы скачок назад по резонансной характеристике. Наличие непрогнозируемого числа провалов различной величины и в различные моменты времени искажает информацию о действительной ширине полосы пропускания. Цель достигается за счет исключения из подсчета при определении ширины полосы пропускания числа тактовых импульсов, начиная с момента провала до момента нового возрастания амплитуды сигнала на контуре до величины, предшествовавшей провалу. 5 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 H03J500

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4278778/24-09 (22) 06.07.87 (46) 23.03.89. Бюл. № 11 (71) Ленинградский электротехнический институт связи им. проф. М. А. Бонч-Бруевича (72) Л. Б. Бузюков (53) 621.375.026 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 362421, кл. Н 03 J 5/00, 1970. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ НАСТРОЙКИ ИЗБИРАТЕЛЬНОГО

УСИЛИТЕЛЯ НА ЧАСТОТУ ВХОДНОГО

СИГНАЛА (57) Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения — повышение точности настройки. Устройство содержит избирательный усилитель 1, амплитудный детектор 2, дифференцирующую цепь 3, формирователь 4 импульсов, счетчики 5, 22, 23 и 31, дешифраторы 6 и 30, АЦП 7, регистры 8, 12, и 17, блоки сравнения 9 и 18 кодов, ключи 10, 13, !9, 25, 32, 33 и 34, коммутаторы 11, 16, и 20, элемент ИЛИ 14, тригге„„SU„„1467748 А1 ры 15 и 29, делитель 21 на два, генератор 24 тактовых импульсов, реверсивный счетчик 26, оперативно-запоминающий элемент 27 и триггер 28 Шмитта. В режиме настройки счетчик 26, управляя коммутацией ветвей конденсатора, входящего.в состав усилителя 1, изменяет частоту настройки усилителя 1. Использование в усилителе 1 реального набора конденсаторов с провалами емкости приводит к нарушениям настроечной характеристики контура. Провал по емкости вызывает уменьшение напряжения на контуре, т. е. как бы скачок назад по резонансной характеристике. Наличие непрогнозируемого числа провалов различной величины и в различные моменты времени искажает информацию о действительной ширине полосы пропускания. Цель достигается за счет исключения из подсчета при определении ширины полосы пропускания числа тактовых импульсов, начиная с момента провала до момента нового возрастания амплитуды сигнала на контуре до величины, предшествовавшей провалу. 5 ил.

1467748

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в избирательных трактах радиоэлектронной аппаратуры различного назначения.

Цель изобретения — повышение точности настройки.

На фиг. 1 показана схема набора необходимого номинала контурной емкости; на фиг. 2 — идеализированная зависи мость контурной емкости от цифрового кода, поступающего на входы управления избирательного усилителя; на фиг. 3 реальная зависимость контурной емкости от цифрового кода, поступающего на входы управления избирательного усилителя; на фиг. 4 — реальная зависимость напряжения на контуре от цифрового кода, поступающего на входы управления избирательного усилителя; на фиг. 5 — электрическая структурная схема устройства для автоматической настройки избирательного усилителя на частоту входного сигнала.

Устройстео для автоматической настройки избирательного усилителя на частоту входного сигнала содержит избирательный усилитель 1, амплитудный детектор 2, дифференцирующую цепь 3, формирователь 4 импульсов, первый счетчик 5, первый дешифратор 6, аналого-цифровой преобразователь 7, первый регистр 8, первый блок 9 сравнения кодов, первый ключ 10, первый коммутатор 11, второй регистр 12, второй ключ 13, элемент ИЛИ 14, первый триггер 15, второй коммутатор 16, третий регистр 17,;второй блок 18 сравнения кодов, третий ключ 19, третий коммутатор 20, делитель 21 на два, второй счетчик 22, третий счетчик 23, генератор 24 тактовых импульсов, четвертый ключ 25, реверсивный счетчик 26, оперативно-запоминающий элемент 27, триггер 28 Шмитта, второй триггер 29, второй дешифратор 30, четвертый счетчик 31, пятый ключ 32, шестой ключ 33 и седьмой ключ 34.

Устройство для автоматической настройки избирательного усилителя на частоту входного сигнала работает следующим образом.

Импульс сброса обнуляет реверсивный счетчик 26, первый счетчик 5, второй 22, третий 23 и четвертый 31 счетчики, устанавливает первый триггер 15 в единичное состояние, а второй триггер 29 — в состояние, открывающее четвертый ключ 25 и обеспечивающее работу первого блока 9 сравнения кодов.

На вход избирательного усилителя 1 подается сигнал нужной частоты. В режиме настройки на реверсивный счетчик 26 через открытый первый ключ 10 поступают импульсы от генератора 24 тактовых импульсов. Реверсивный счетчик 26, управляя коммутацией ветвей конденсатора; входящего в состав избирательного усилителя 1, 10

55 изменяет частоту настройки избирательного усилителя 1. По мере сближения этой частоты с частотой входного сигнала напряжение на выходе амплитудного детектора 2 возрастает и при достижении некоторого порогового значения триггер 28 Шмитта срабатывает, закрывая пятый 32 и шестой 33 ключи и открывая седьмой ключ 34. Тактовые импульсы, поступающие через открывшийся седьмой ключ 34, обеспечивают сигнал «Разрешение считывания» в аналогоцифровом преобразователе (АЦП) 7 и сигналы «Разрешение записи» в первом 8, втором 12 и третьем 17 регистрах. Цифровой код сигнала, снимаемого с АЦП?, записывается в первый регистр 8 и с задержкой на такт через первый коммутатор i l во второй регистр 12. При движении внутри полосы по восходящей ветви резонансной характеристики сигнал с второго триггера 29 включает в работу первый блок 9 сравнения кодов, обеспечивающий получение на своем выходе единичного сигнала, ког.да цифровой код А больше или равен цифровому коду В. Первый коммутатор 11 открывается этим же сигналом, а четвертый ключ 25 сигналом с второго триггера 29.

Таким образом производится сравнение напряжения, снимаемого с выхода амплитудного детектора 2, на последующем (код А) и предыдущем (код В) тактах работы устройства.

Г1ри монотонном движении вверх по восходящей ветви резонансной характеристики код А всегда больше кода В и сигнал с первого блока 9 сравнения кодов, проходя через открытый четвертый ключ 25 и элемент ИЛИ 14, открывает второй ключ 13.

При этом в третий счетчик 23 производится запись тактовых импульсов, а во второй счетчик 22 через делитель 21 на два половины числа тактовых импульсов, формируя в итоге информацию как о всей ширине полосы пропускания усилителя 1, так и о ее половине.

Сигнал с выхода третьего счетчика 23 через третий коммутатор 20, управляемый сигналом второго дешифратора 30, поступает на адресные входы оперативнозапоминающего устройства (ОЗУ) 27. Сигнал второго дешифратора 30 обеспечивает также режим работы ОЗУ 27 (первоначально — режим записи). В соответствии с изменяющейся адресной информацией в ОЗУ 27 производится последовательная запись кодов реверсивного счетчика 26, управляющего работой избирательного усилителя 1.

Использование в избирательном усилителе 1 реального набора конденсаторов с провалами емкости (фиг. 3) приводит к нарушениям настроечной характеристики контура. Провал по емкости вызывает уменьшение напряжения на контуре (фиг. 4), т. е. как бы скачок назад по резонансной характеристике. Наличие непрогнозируемого

1467748 числа провалов различной величины и в различные моменты времени искажает информацию о действительной ширине полосы пропускания. Необходимо исключитьиз подсчета при определении ширины полосы пропускания число тактовых импульсов, начиная с момента провала до момента нового возрастания амплитуды сигнала на контуре, до величины, предшествовавшей провалу.

Пусть уменьшение амплитуды сигнала за счет провала не вызывало обратного срабатывания триггера 28 Шмитта. Нулевой сигнал с выхода первого блока 9 сравнения кодов закрывает первый коммутатор 11 и во втором регистре 2 сохраняется код амплитуды, предшествовавший моменту провала.

Ступенчатая огибающая сигнала, снимаемая с выхода амплитудного детектора 2, дифференцируется дифференцирующей цепью 3 и поступает на вход формирователя 4 импульсов, обеспечивающего получение пронормированного по амплитуде цифрового сигнала из остроконечных импульсов различной полярности. С выхода формирователя 4 импульсов снимаются две группы импульсов, соответствующие положительным и отрицательным приращениям напряжения на амплитудном детекторе 2. Импульс, соответствующий провалу, т. е. уменьшению напряжения, записывается в первый счетчик 5, но сигнал на выходе первого дешифратора 6 ветви при записи одного импульса не меняется.

Однако двух и более идущих подряд провалов в принципе быть не может, так как на следующем шаге после провала производится очередное увеличение емкости контура и напряжение на выходе амплитудного детектора 2 должно увеличиться.

Обязательно идущий следом за провалом импульс другой группы, соответствующий положительным приращениям, воздействует на установочный вход первого счетчика 5 и возвращает его в исходное состояние.

Нулевой сигнал с выхода первого блока 9 сравнения кодов через четвертый ключ 25 и элемент ИЛИ 14 закрывает второй ключ 13, что прекращает запись импульсов во второй 22 и третий 23 счетчики.

При дальнейшей перестройке амплитуда сигнала на контуре в некоторый момент времени вновь достигает значения, предшествовавшего провалу. На выходе первого блока

9 сравнения кодов вновь появляется единичный сигнал и процесс подсчета тактовых импульсов продолжается.

При наличии внутри полосы пропускания провала по емкости достаточно большой величины напряжение на выходе ампл тудного детектора 2 уменьшается ниже порога срабатывания триггера 28 Шмитта.

Последний возвращается в исходное состояние, что может быть ошибочно оценено

10 как выход из полосы пропускания. Сигнал триггера 28 Шмитта открывает пятый 32 и шестой ЗЗ ключи и закрывает седьмой ключ 34.

Через открывшиеся пятый 32 и шестой 33 ключи сигнал с формирователя 4 импульсов поступает на четвертый счетчик 31, работающий аналогично первому -счетчику 5, т. е. срабатывание триггера 28 Шмитта от импульса провала не вызывает изменение сигнала на выходе второго дешифратора 30.

Работа первого блока 9 сравнения кодов не отличается от случая, когда провал не вызвал срабатывания триггера 28 Шмитта,т,. е. подсчет тактовых импульсов вновь не производится до момента времени, в который напряжение на контуре не достигает значения, предшествовавшего провалу.

Дальнейшая перестройка приводит на нисходящую ветвь резонансной характеристики, когда при монотонном увеличении контурной емкости напряжение на каждом последующем шаге должно быть меньше, чем при предыдущем.

Момент перехода на нисходящую ветвь определяется с помощью первого счетчика 5 по записи двух подряд идущих отрицательных импульсов, снимаемых с выхода формирователя 4 импульсов. С игнал с выхода первого дешифратора 6 опрокидывает второй триггер 29, который закры30 вает четвертый ключ 25 и выключает первый блок 9 сравнения кодов, открывает третий ключ 19 и включает в работу второй блок 18 сравнения кодов. Сигнал единицы на выходе второго блока 18 сравнения кодов появляется в том случае, ког35 да напряжение сигнала на последующем такте (код А), меньше или равно напряжению на предыдущем такте (код В).

Работа устройства при движении по нисходящей ветви резонансной характеристи40 ки аналогична работе при движении по восходящей ветви. Необходимо только учесть, что в этом случае провал по емкости вызывает увеличение амплитуды си гнала на контуре.

После достижения истинной границы

45 полосы пропускания и срабатывания триггера 28 Шмитта в четвертый счетчик 31 записывается два подряд идущих импульса, соответствующих отрицательным ступеням приращения напряжения на контуре, что вызывает изменение сигнала на выходе второго

50 дешифратора 30.и опрокидывание первого триггера 15 в нулевое состояние. Сигнал с его выхода закрывает первый ключ 10, прекращая подачу тактовых импульсов на реверсивный счетчик 26, т. е. останавливая про55 цесс пе рестр ой ки.

Кроме того, сигнал второго дешифратора 30 разрешает параллельную запись в реверсивный счетчик 26, обеспечивает

1467748

Формула изобретения сигнал «Разрешение считывания» ОЗУ 27 и переключает на выход третьего коммутатора 20 информацию с выходов второго 22. счетчика, в котором записано число импульсов вдвое меньшее числа импульсов, соответствующего истинной ширине полосы, найденной с учетом всех нарушений монотонности движения по настроечной характеристике контура, обусловленных провалами в контурной емкости. Код середины полосы пропускания через третий коммутатор 20 поступает на адресные входы ОЗУ 27. По адресу., определяемому кодом, в процессе настройки в ОЗУ 27 было записано состояние реверсивного счетчика 26, соответствующее середине полосы пропускания контура.

После перехода ОЗУ 27 в режим считывания и поступления на вход управления параллельной записи реверсивного счетчика 26 разрешающего сигнала с второго дешифратора 30, в реверсивный счетчик 26 записывается кодовая комбинация, на основании которой избирательный усилитель 1 скачком настраивается на середину полосы пропускания. На этом процесс настройки заканчивается.

Для настройки устройства на новую частоту нужно вновь подать на него импульс сброса, а на вход избирательного усилителя 1 — сигнал нужной частоты.

Формирователь 4 частоты представляет собой два разнополярных усилителя-ограничителя, выполненных на операционных уси-. лителях и объединенных по входу.

Устройство для автоматической настройки избирательного усилителя на частоту входного сигнала, содержащее избирательный усилитель, вход и выход которого образуют вход и выход устройства для автоматической настройки избирательного усилителя на частоту входного сигнала, генератор тактовых импульсов, амплитудный детектор, триггер Шмитта, дифференцирующую цепь, реверсивный счетчик, выходы которого соединены с соответствующими входами управления избирательного усилителя,-делитель на два, первый триггер, первый, второй, третий и четвертый ключи, при этом выход генератора тактовых импульсов соединен с входом реверсивного счетчика через первый ключ, управляющий вход которого соединен с выходом первой триггера, отличающееся тем, что, с целью повышения точности настройки, введены последовательно соединенные формирователь импульсов, первый счетчик, первый дешифратор и второй триггер, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, первый регистр, первый блок сравнения кодов, первый коммутатор и второй регистр, последовательно соединенные второй коммутатор, третий регистр и второй блок

55 сравнения кодов, последовательно соединенные второй дешифратор, третий коммутатор и оперативно-запоминающий элемент, элемент ИЛИ, второй, третий и четвертый счетчики, пятый, шестой и седьмой ключи, пятый ключ включен между выходом формирователя импульсов и входом четвертого счетчика, его вход управления соединен с выходом триггера Шмитта и с входами шестого и седьмого ключей, выход шестого ключа соединен с первым входом четвертого счетчика, а его вход — с вторым выходом формирователя импульсов и входом управления первого счетчика, вход седьмого ключа соединен с выходом первого ключа, а его выход — с первым входом управления оперативно-запоминающего элемента, с выходами управления аналогоцифрового преобразователя, первого регистра, второго ключа, второго и третьего регистров, вход амплитудного детектора соединен с выходом избирательного усилителя, а его выход — с входом дифференцирук ц<ей цепи, с входом триггера Шмитта и входом аналого-цифрового преобразователя, выход дифференцирующей цепи соединен с входом формирователя импульсов, выходы оперативно-запоминаюшего элемента соединены с соответствующими выходами реверсивного счетчика, второй вход управления оперативно-запоминающего элемента соединен с выходом второго дешифратора, входом второго триггера, первым входом управления реверсивного счетчика, а дополнительные выходы — с соответствующими дополнительными входами реверсивного счетчика, второй вход управления которого является установочным входом устройства и соединен с третьим входом четвертого счетчика, с установочными входами первого триггера, второго и третьего счетчиков и с установочными входами первого и второго счетчиков, выход первого блока сравнения кодов соединен с входом четвертого ключа и входом первого коммутатора, выход четвертого ключа соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которой соединен с выходом третьего ключа, а выход — с входом управления второго ключа, выход второго ключа соединен с входом делителя на два и и входом третьего счетчика, выходы которого соединены с соответствующими входами третьего коммутатора, вход второго счетчика соединен с выходом делителя на два, а его выходы соединены с соответствующими входами третьего коммутатора, первый выход первого триггера соединен с входами управления четвертого ключа и первого блока сравнения кодов, второй выход — с входами управления третьего ключа и второго блока сравнения кодов, выходы первого регистра соединены с соответствующими входами второго коммутатора и второго блока сравнения кодов, l467748 выходы второго регистра соединены с соответствующими входами первого блока сравнения кодов, выход второго блока сравкения кодов соединен с входом управления второго коммутатора и входом третьего ключа.

1467748

Составитель В. Зарщиков

Редактор Л. Зайцева Техред И. Верес Корректор М. Самборская

Заказ 1213/55 Тираж 879 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Пагент», r Ужгород, ул. Гагарина, 101