Частотный детектор

 

Изобретение относится к технике цветного телевидения. Цель изобретения уменьшение искажений выходного сигнала частотного детектора и расширение функциональных возможностей для сигналов с девиацией выше стандартной. Детектор содержит формирователь 1 квадратурных сигналов, блоки задержки 2 и 3, сумматоры 4 и 5, вычислитель 6 модуля, умножитель 7 на коэффициент N, вычитатель 8, умножитель 9 на коэффициент N, вычитатель 10, умножитель 11 на коэффициент M, вычитатель 12, умножитель 13 на коэффициент M, вычитатель 14, логическое звено 15 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, сумматор 16, умножитель 17 на коэффициент N, умножитель 18 на коэффициент M и блок линеаризации 19. С помощью формирователя 1 из частотно-модулированного сигнала получают его ортогональные составляющие, а посредством сумматоров 4 и 5 и вычитателей 12 и 14 - сигналы, представляющие собой суммы и разности ортогональных составляющих. Вычитатели 8 и 10 формируют разности полученных сигналов, причем каждый вводится с некоторым коэффициентом. Вычислитель 6 определяет модуль, пропорциональный синусу девиации. Знаковый разряд выходного сигнала определяется суммированием в звене 15 по модулю двух знаковых разрядов соответствующих сигналов. Выбор соответствующих значений коэффициентов умножителей обеспечивает уменьшение искажений выходного сигнала. Для повышения линейности используется блок линеаризации 19, запрограммированный на функцию ARCSIN, что расширяет область применения частотного детектора для сигналов с большой девиацией. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (g))5 Н 03 D 3/00 Н 04 N 9/66

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4424119/24-09 (22) 13.05.88 (46) 23.07.90. Бюл. N - 27 (72) Б.Н.Хохлов (53) 621.397.132 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1261080, кл. Н 03 D 3/00, 1987. (54) %ACTOTHblA ДЕТЕКТОР (57) Изобретение относится к технике цветного телевидения. Цель изобретения уменьшение искажений выходного сигнала частотного детектора и расширение функциональных возможностей для сигналов с девиацией выше стандартной. Детектор содержит формирователь

1 квадратурных сигналов, блоки задержки 2 и 3, сумматоры 4 и 5, вычислитель 6 модуля, умножитель 7 на ко— эффициент и, вычитатель 8, умножитель

9 на коэффициент и, вычитатель 10, умножитель 11 на коэффициент m, вычитатель 12, умножитель 13 на коэффициент m, вычитатель 14, логическое звено 15 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, сумматор 16, умножитель 17 на коэффициент и, ум„„SU„„158()523 А 1

2 ножитель 18 на коэффициент тп и блок линеаризации 19. С помощью формирователя 1 из частотно-модулированного сигнала получают его ортогональные составляющие, а посредством сумматоров 4 и 5 и вычитателей 12 и 14 сигналы, представляющие собой суммы и разности ортогональных составляющих, Вычитатели 8 и 10 формируют разности полученных сигналов, причем каждьп» вводится с некоторым коэффициентом. Вычислитель 6 определяет модуль, пропорциональный» синусу девиа— ции. Знаковый разряд выходного сигнала определяется суммированием в звене 15 по модулю двух знаковых разрядов соответствующих сигналов. Вы- @ бор соответствующих значений коэффи— циентов умножителей обеспечивает уменьшение искажений выходного сиг- ( нала. Для повышения линейности используется блок линеаризации 19, запрограммированныйнный на функцию Arcs in, фюеюй что расширяет область применения частотного детектора для сигналов с боль" © шой девиацией. " з.п.ф-лы, 1 ил.

СР

158О523

=П + к

Оых

F=X — Х г

Изобретение относится к цветному телевидению, в частности к декодирующим устройствам CEKAM с цифровой обработкой сигнала.

Целью изобретения является уменьшение искажений выходного сигнала частотного детектора и расширение функциональных возможностей для сигналов с девиацией выше стандартной. 10

На чертеже представлена электрическая структурная схема частотного

:детектора.

Детектор содержит формирователь

1 квадратурных сигналов, первый 2 и второй 3 блоки задержки, первый 4 и второй 5 сумматоры, вычислитель 6 модуля, умножитель 7 на коэффициент п, вычитатель 8, умножитель 9 на коэффициент и, вычитатель 10, умножитель 11 на коэффициент т, вычитатель

12, умножитель 13 на коэффициент m вычитатель 14, логическое звено

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15, сумматор 16, умножитель 17 на коэффициент и, умножитель 18 на коэффициент m и блок

19 линеаризации.

Детектор работает следующим образом.

На вход детектора поступает цифровой ЧМ сигнал U 5< = Asin 1.2 И (fp +

+ ДЙ) t ) где Qf — девиация частоты. C помощью формирователя 1 из ЧМ сигнала получают его ортогональные

35 .составляющие У и Х,2. При идентичности сигнала У входному сигнал

Х = Асоя (2 % (f + gf)tg ..

Блоки 2 и 3 задерживают сигналы

У и Х на два периода тактовой час1 тоты f 7 = —, Задержанные и незадержанные сигналы Y » Y и Х „ Х складываются и вычитаются в сумматорах

4 и 5 и вычитателях 12 и 14, образуя сиг налы

С=Ут+Y;D=X+X, Е=У -У„;

Вычитатели 8 и 10 определяют разности R = m F — п С и S = mE — nD, где m — коэффициенты умножителей 11 и 13, а п — коэффициент умножителей

7 и 9.

Вычислитель 6 определяет модуль сигналов S и R:

Сумматор 16 вычисляет сигнал Я =

= m D + n .E. Знаковый разряд сигнала

Q(singQ) и знаковый разряд сигнала

S(singS) поступают на входы логического звена ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15. Выходной сигнал этого звена является знаковым разрядом выхода частотного детектора. Если частотный детектор применяется в декодере СЕКАМ, где девиация частоты относительно невелика, выходной сигнал снимается с выхода вычислителя 6.

В случае двух применений, когда девиация частоты велика, между выходом вычислителя 6 и выходом устройства включен блок 19 линеаризации в виде ПЗУ (ROM), запрограммированный на функцию Ц 51,I!! = Arcsin(U 6„ ).

Детектор демодулирует ЧМ сигнал без искажений при произвольном выборе значения тактовой частоты f7.

На входе и выходе блока 2 выделяются сигналы, сдвинутые на два такта:

У = Asin (2 it(f + df)(t — 1 )J

У = Asin (21t(fo + 8f)(t + а)) На выходе сумматора 4 выделяется сигнал

С = У, + У = 2Asin Г2Т (fo +

+ c3f)tg cos Г2Г(fо + дf)i) 2Asin Г 27 (f + л f) t1.(соя(2Т*. о df . +o . f к -- ) cos(27t — )-я п(2й — ) sin (2Н вЂ” )) .

f fT f7

На выходе вычитателя 12 формируется сигнал

Г = Xf — Х = 2А ° sin (2Т (fp +

+ f)t) sin (2tt (р +gf)!,J

2Asin (27 (f + д f) tg (sin (2л х --) cos(2 II — ) + cos (26 — )»

fo .df л р

:7 f. т

af

f„

На входы вычитателя 8 поступают сиг1

I, f p налы m F и п С. Пусть m = соя(2Г(--)

f т

1580523 нять или

2A (m + n )х 30 бах

Ж х sin(2 ((--) т

df х sin(2 ((— -) т,. о а п = sin(2» --) . Тогда т

R = mF - nC 2A sin(2» (f, +df)t) °

df df х (шпсоз(21(--) + шг sin(2((--) / т т

2А sin (2 (((f, + d f) t) - (mncos к (2,/(--) — n s in(2 ((--)j = 2А r

df х т т

«sin 2 (((f + д f) t Д (m + n ) i

df

r здп(2Ф вЂ” ) . т

df

Составляющие сов(21(†), нарушаюг щие работу частотного детектора, компенсировались. -Аналогично находим сигнал S на выходе вычитателя 10, который равен

S = mE — nD = 2А.cos (2 (! (f р +

+ 4f) t) (шг + пг) з1п(2 ((,--) ndf

Вычислитель 6 определяет модуль сигналов S и R:

Тем самым при произвольном значении тактовой частоты f выходной сигнал частотного детектора пропорционален синусу девиации df и не содержит члеr df нов cos (2((†), создающих искажения. т 40

Для декодера СЕКАМ замена аргумента его синусом не создает недопустимой погрешности. Максимальная девиация частоты df в сигнале СЕКАМ составляет 280 кГц. Пусть

13,5 МГц. Тогда аргумент синуса ф-= 2((-д — = 0,13031 рад. Значе0 28

13,5 ние sin y = sin(0,135) = 0,12994.

Отличие синуса от его аргумента составляет (Од 1 303 1 — Од1 2994) 1 00

0 13031 — О 287 °

Известно, что допустимая нелинейность демодуляционной характеристики частотного детектора СЕКАМ для девиации +280 кГи не должна превышать

+5X. Предлагаемы((детектор создает нелинейные искажения в 17 раэ меньше допустимь(х, поэтому блок 19 линеаризации для декодера СЕКАМ не требуется и с достаточной точностью можно при— 8г + Кг " 4А»(тпг+п ) — K

df

Ьь(К

Д

f т

8г + R2

4А f(m + n2 ) К

Если девиация частоты велика, на выходе вычислителя 6 модуля включают линеариэирующее ПЗУ. Тогда

df (ьг + R з1п(2О --)

2A(m + пг)

У . 1 (У + У

2/ ((— = Arcsin (- — — — - —-)2A (m2 + n ) т т А

Детектор может работать при разных значениях f, при этом коэффициенты умножителей 7, 9, 11 и 13 должны соответствовать условиям

m = cos(2 ((--); n = sin(2 y — ) .

n р . -4 т т

При f = 13,5ÌÃöè К = 1 ш=

-0,41; n = 0,91.

Сигнал на выходе звена 15 определяется девиацией частоты входного сигнала. На входы сумматора 16 поступают сигналы пЕ и mD. Результирующий сигнал ((равен

= nE + mD = 4A(m + n ) cos (2Ях

v(f + df)t icos (2» --). .-d f р f

Т

Знаковый разряд сигнала Q, а также знаковый разряд сигнала

S = 4A(m + и ) cos (2(((Е + 4f) ter поступают на входы логического звена ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15. При df ) 0

cos(2((--) ) О и sin(271 --) 7 О, df df т т

Д(: при df (О cos(!((†-) О и т

1580523 первый умножитель на коэффициент m с первым входом третьего вычитателя выход которого соединен с первым входом вычислителя модуля, выход второго вычитателя соединен через второй умножитель нг коэффициент m c

Формула изобретения л fo

a n = sin(2s ---), где f — центральт

Составитель А.Олейникова

Техред Л.Сердюкова Корректор M-Пэжо

Редактор И.Горная

Заказ 2021 Тираж 658 Подписное

РнИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-.35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

-.df зЫ(2 и --) (О, поэтому независимо

f . от знака cos(2 (f + gf)t g npu

4f w 0 знаки Q u S одинаковы, а при 5

ДЯ (0 — различны. Следовательно, при df 1 0 на выходе звена 15 полуЧается логический нуль, а при gf (0 — логическая единица, поэтому сигнал с выхода звена 15 служит эна1 новым разрядом выходного сигнала етектора.

Детектор позволяет снизить тактовую частоту до стандартного значейия 13,5 МГц, что упрощает выпол15, пение микросхем.

1. Частотный детектор, содержащий формирователь квадратурных сигналов, вход которого является входом частот«ного детектора, выходы соединены с

Первыми входами первого и второго сумматора соответственно, а со вторыми входами сумматоров — через перВый и второй блоки задержки, вторые йходы которых являются входами тактовых импульсов, и вычислитель модуЭО ля, выход которого является выходом частотного детектора, о т л и а— ю шийся тем, что, с целью уменьщения искажений выходного сигнала при Ет 4f, введены четыре вычитателя, третий сумматор, три умножителя на коэффициент m и три умножителя на коэффициент и и элемент ИСКЛЮЧАЮ1ЦЕЕ ИЛИ, входы первого и второго вычитателей соединены с входами первого и второго сумматоров, выход первого вычитателя соединен через первым входом четвертого вычитателя, выход которого соединен с вторым входом вычислителя модуля, выходы первого и второго сумматоров соединены через первый и второй умножители на коэффициент и с вторыми входами четвертого и третьего вычитателей, выход первого вычитателя соединен через третий умножитель на коэффициент и с первым входом третьего сумматора, второй вход которого соединен через третий умножитель на коэффициент m с выходом второго сумматора, знаковый разряд выхода третьего сумматора соединен с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом знакового разряда третьего вычитателя, а выход является знаковым разрядом выхода частот1 ного детектора, причем тп = сов(2И вЂ ), о

f ная частота характеристики детектора;

Š— тактовая частота, 2. Частотный детектор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства для сигналов с девиацией выше стандартной, введен формирователь сигнала U „ =arcsin

x(U „ ), вход которого соединен с выходом вычислителя модуля, а выход является выходом устройства.