Цифровой частотный дискриминатор

 

ем но т,.

" . "ея

О П И А -Я-3f-- ЕИЗОБРЕТЕЛЙЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (in790235

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-еу (22) Заявлено 14.09.78 (21)2бб4098/18-21 с присоединением заявки Ио (23) Приоритет

Опубликовано 2312.80. Бюллетень NP 47

Дата опубликования описания 23 . 12 . 80 (51) М. КЛ.3

Н 03 К 5/19

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.374.. 3 (088. 8) (72) Авторы изобретения

К. Д. Лазинцев, В. A. Могунов и Р. H. Туровский (71) Заявитель (54 ) ЦИФРОВОЙ ЧАСТОТНЫЙ ДИСКРИМИНАТОР

Изобретение относится к технике связи и может использоваться, например, в аппаратуре систем передачи дискретной информации.

Известен частотный дискриминатор, содержащий двоичные счетчики, триггеры, генератор импульсов и логические элементы. Дискриминатор работает по способу подсчета импульсов сравниваемых частот за фиксированный промежуток времени с помощью двоичных счетчиков с последующим досчетом до их переполнения путем добавления к счетчикам дискриминатора постоянного числа f1) .

Известен цифровой частотный дискриминатор, содержащий схемы И, первый и второй формирователи сигнала, два счетчика, триггеры и элемент ИЛИ.

Дискриминатор работает по способу подсчета импульсов сравниваемых частот на двух двоичных счетчиках.При заполнении счетчика, на вход которого приходит последовательность импульсов с меньшей частотой, счет оканчивается и с выходов счетчиков . считывается число, соответствующее количественной величине разности частот, а с выхода триггера "знака" снимается сигнал, соответствующий знаку разности частот P3 .

Известные дискриминаторы отличаются недостаточным быстродействием.

5 Наиболее близким по технической сущности предлагаемому является устройство измерения длительности импульсов, которое содержит цифровой

:измеритель длительности импульсов, О формирователь входного сигнала, элемент памяти, индикатор, триггер, два ждущих мультивибратора, делителв.час тоты, сумматор и элемент сравнения двух чисел.

Устройство работает следующим образ ом ., Цифровой измеритель длительности измеряет период длительности импуль2О са, который сравнивается с записан ным в элементе памяти числом, и, в случае если результат измерения меньше записанного в элементе памяти, устройство записывает это число в

25 элемент памяти вместо записанного ра; нее. После измерения длительности большого числа импульсов в элементе памяти записывается число, соответствующее.минимальной длительности измеряемого импульса (3 .

790235

Недостатком данного дискриминатора является недостаточная крутизна характеристик, не позволяющая определить разницу периодов меньше периода тактового импульса.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем по-. 5 вышения крутизны характеристики устройства.

Цля достижения этой цели в устройстве, содержащем цифровой измеритель длительности импульсов, выполненный в виде соединенных последовательно генератора опорных импульсов, электронного ключа и счетчика импульсов, подключенного ко входам элемента сравнения, формирователь входного сиг- нала, выход которого подключен к счетному входу. триггера, делитель частоты импульсов, формирователь импульсов, расширитель импульсов и логический блок, выход формирователя импульсов 2О соединен с входом расширителя импульсов, первый вход — с выходом формирователя входного сигнала и первым входом делителя частоты импульсов, второй вход которого подключен к выходу р генератора опорных импульсов, выход к второму входу формирователя импульсов, а третий вход — к выходу триггера, второму входу счетчика импульсов, к первому входу включенного на выходе устройства логического блока, второй вход которого соединен с вторым входом электронного ключа и выходом расширителя импульсов, третий вход — c входом элемента сравнения, а второй выход — с третьим входом счетчика импульсов.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройствами на фиr. 2 — диаграммы, поясняющие его работу. 40

Цифровой частотный дискриминатор содержит измеритель 1 длительности импульсов, выполненный в виде соеди-. ненных последовательно генератора 2 опорных импульсов, электронного клю- ..45 ча 3 и реверсивного счетчика 4 импульсов, выходы которого подключены . к входам элемента 5 сравнения, входная шина устройства подключена через формирователь б входного сигнала и формирователь 7 импульсов к входу расширителя 8 импульсов выход котоl рого соединен с вторым входом ключа

3 и первым входом логического блока.

9, втордй вход которого подключен к выходу элемента 5, первый выход к второму входу счетчика 4, второй„ выход — к выходу устройства, а третий вход — к третьему входу счетчика 4, выходу триггера 10 и первому входу делителя 11 частоты импульсов, Щ второй вход которого соединен с выходом генератора 2, выход — с вторым входом формирователя 7, а третий вход — с выходом формирователя б и входом триггера 10. 65

Устройство работает следующим об— разом.

В

На входную шину устройства поступает периодический частотно-манипулированный сигнал, который преобразуется формирователем б в прямоугольные импульсы, следующие с частотой входного сигнала (фиг . 2а). В момент прихода отрицательного перепада сформированного импульса выход триггера 10 устанавливается в "1" (фиг. 26), выход формирователя 7 устанавливается в "1" фиг. 2д) и на делитель "1 приходит сигнал, разрешающий деление опорной частоты (Фиг. 2в). Одновременно выходной сигнал триггера 10 управляет установкой направления счета реверсивного счетчика 4; если выход триггера 10 в "единичном" состоянии, то реверсивный счетчик 4 считает в "положительном" направлении, если в "нулевом" — в "отрицательном". Делитель 11 вырабатывает импульсы отрицательной полярности (фиг. 2г), поступающие на вход сброса формирователя 7. Эти импульсы имеют частоту п-fcp (где и — целое число, а Гс средняя частота манипуляции) и сдвинуты относительно положительного фронта, запуска делителя 11 (фиг, 2в) на время ь . Величина Т выбирается из условия Г Т Т .„(где 1 „ -максимальный период частотно-манийулярного колебания; (щ-,д — минимальный период частотно-манипулированного колебания), а величина и с таким расчетом, чтобы, с одной стороны, делитель 11 подучился минимальных размеров, à с другой стороны, чтобы период, получившийся на выходе частоты, был больше величины(Г„,С, -Г <3) пС с учетом несинхронности входной частоты (фиг. 2а) и частоты генератора

2. С приходом следующего отрицательного перепада сформированного сигнала (фиг. 2а) формирователь 7 перебрасывается в "1", триггер 10 — в "0" и меняет направление счета в реверсивном счетчике 4, следующим затем отрицательным фронтом делителя 11 (фиг. 2г) Формирователь 7 перебрасывается в "0" (фиг. 2д) . При совпадении положительного импульса входного сигнала (фиг. 2а) и отрицательного импульса (фиг. 26) на выходе триггера 10 вход делителя 11 закрывается и на установочные входы триггеров делителя 11 приходит импульс (фиг. 2в), устанавливающий их в исходное состояние. Таким образом, на выходе формирователя 7 формируются пары импульсов (фиг. 2д), положительные фронты которых следуют с частотой входного частотно-манипулированного колебания, а отрицательные фронты — co средней частотой этого колебания. Сформированные таким образом импульсы (фиг. 2д) поступают на вход расширителя 8, где их дли790235 тельность увеличивается в )(. раз (фиг. 2е). Выходной импульс расшири-. теля 8 (фиг. 2е) подается на управляющий вход ключа 3 для пропуска на вход реверсивного счетчика 4 серии импульсов генератора 2, частота которого много больше и кратна средней частоте входного частотно-манипулированного колебания. Во время первой серии (фиг. 2е) импульсов на входе реверсивного счетчика 4, сформированной при "единичном" значении выхода триггера 10 (фиг. 2б), счет идет в

"положительном" направлении, во время второй серии — в "отрицательном".

В случае равенства входной частоты частотно-манипулированного колебания средней частоте, оба импульса на выходе формирователя 7 (фиг. 2д) равны между собой и по окончании счета в

"отрицательном" направлении на выходе реверсивного счетчика 4 устанавливается исходное значение. Если входная частота равна „;, второй импульс на выходе формирователя 7 короче первого на величину(Т - Тор) / а на выходе расширителя 8 — на вели-. чину k(+ ax Т,„;„)и число на выходе реверсивного счетчика 4 по окончании счета больше исходного значения . Если входная частота равна Г„, „, то второй импульс расширителя 8 больше первого на величину k(T> "Т„„„) и число на выходе реверсивного счетчика 4 меньше исходного значения . По окончании счета в "отрицательном" направлении в блоке 9 происходит формирование импульса записи (фиг. 2ж), который разрешает запись полученной с выхода элемента 5 сравнения информации на выход блока 9 и устанавливает на реверсивном счетчике 4 исходное значение. Элемент 5 сравнения производит постоянное сравнение числа на выходах реверсивного счетчика 4 с записанным в нем исходным состоянием реверсивного счетчика 4 и на выходе появляется "0" либо "1", в зависимости от того, больше записанного числа текущее значение или меньше.

Таким образом, возможность демодулировать с достаточной точностью импульсы, разность периодов которых меньше или равна периоду тактовой частоты, позволяет при той же, что и в прототипе, частоте генератора 2 различить импульсы с меньшей разностью периодов, что повышает чувствительность демодуляторов, либо при сох5 ранении крутизны характеристики перейти к более низкой аСтоте генератора 2 и применить более экономичную систему элемейтов.

Формула изобретения

Цифровой частотный дискриминатор, содержащий цифровой измеритель длительности импульсов, выполненный в 5 виде соединенных последовательно генератора опорных импульсов, электронного ключа и счетчика импульсов, под ключенного Ko,входам элемента сравнения, формирователь входного сигна2О ла, выход которого подключен к счетному входу триггера. делитель частоты импульсов, формирователь импульсов, расширитель импульсов и логический блок, отличающийся тем, 5 что, с целью расширения функциональных возможностей . выход формирователя импульсов соединен с входом расширителя импульсов, первый вход — с выходом формирователя входного сигнала и первым входом делителя частоты импульсов, второй вход которого подключен к выходу генератора опорных импульсов, выход — к второму входу формирователя импульсов, а третий вход — к выходу триггера, второму входу счетчика импульсов и первому входу включенного на выходе устройства логического блока, второй вход которого соединен с вторым входом электронного ключа и выходом расшири40 теля импульсов, третий вход. — с выходом элемента, сравнения, а второй выход — с третьим входом счетчика импульсов .

Источники информации

45 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

i9 264779, кл. Н 03 Ь 3/18, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР, Р 484620, кл . Н 03 j) 13/00, 1974.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 516187, кл. Н 03 К 5/20, 1974.

4

Ъ

790235

Составитель A. Мамросенко

Редактор А. Маковская Техред A.Ùåïàíñêàÿ Корректор И. Муска

Заказ 9069 62 Тираж 995 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r Ужгород, ул. Проектная, 4