CS195480B1 - Frequency discriminator - Google Patents

Description

Vynález se týká kmitočtoeého diskriminátoru, který obsahuje tearoeač pro obdélníkové impulsy kmitočtově manipulovaného signálu. Kmitočtový diskriminátor, na jehož výstup je zapojen tvarovač pro obdélníkove impulsy kmitočtově manipulovaného signálu, je znám. Výstup tohoto tvarovače je spojen se vstupem prosteekku ke srovnání ti^vání každého obdélníkového impulsu kmitočtově manipulovaného signálu s tivá^nm referenčního signálu a výstupy tohoto prostředku, obsahujícího mentor, jsou spojeny elektricky přes dva součinové členy s odpovíddjjcc mi výstupy statik к é h o klopného ob^Odu, .jehož jeden stav odpovídá existenci kmročtu na vstupu ddskrimtnát.oru a jehož opačný stav ode o vídá existenci ji. né ho kmitočtu kmitočtově maaípulovaného signálu na vstupu diskríminátoru,

Prostředek ke srovnání trvání každého obdélníkového . impulsu kmitočtově aanipplovaného signálu s trváním referenčního signálu obsahuje také prení monsstnbi.ní mul tivátoc, jehož vstup je připojen k výstupu t.ear^oeače pro ob dělníkové taρolsy, a jehož výstup je spojen přes druhý aannsSt^j^ilnd mlLί.eibrátsr s prvním vstupem prvního součinového členu a se vstupem třetího гли^!víbrátoru, jehož výstup je. spojen s jírvním vsypem druhého součinového členu. S druhými vstupy jmenovaných součinových členu je spojen výstup čtvrtého mor ostabi lniho rct U t ieibrátsrl.

Výstup tvarovače pro ob dělníkové ii^u^sy je spojen přes inventor se. vstupem Čtvrtého aoonnSaailndhn mul ti-víbrátoru /viz např.: Patentový spis US Č. 3 233 181/.

Jak známo, nemetá í ^monos aol. Ítí mu 1. ti vibrátory žádnou vysokou stabilitu pro časové parametry vytvářených impulsu pří práci v štokkam teplotním rozsahu například od mínus 40 °C do plus '60 °C, a jejich nasazení k vytváření, referenčních signálů vede proto z jeho strany k nízké stabilitě středních kmitočtů diskrimdnátorl.

Proto <’c nedá použít známý kmitočtový diskriminátor v soustavě přenosu informací, ve?, které se využívá kmitočtově ma a ip^ilovaný signál o pomáTně malé odchylce kmitočtu.

Při poslítí známého kmitočtového diskri. m.i^í3toru v rozsahu nízkých a infranízkých pracovních kmitočtů /několik desítek hertzů, popřípadě několik hertzů/ je nutné nasadit m^nnottabální mu lt ivíbrátor y s· větší dobou zpoždění, k jejcehž realizací se potřebují kondenzátory o větší kapacctě /několik desítek a set mi^ι^(^Sara^i^/.

K zjjištěid potřebné stability časových parametrů mon o s t ab i ln í ch mu 11 iv i b r á t orů se musí po и u ít stabilní ko n d d ei zátory s foliemi z plastické h^moy, které jsou pro větší ka p a a ctní ho<1 noty náročné na místo a ná kladné .

Při o^onjíct známého d í s k r í.m í ná t o i?· u v tomto km i točivém rozsahu bude tento tudíž vykazovat vysoké náklady a velké rozměry.

Při ladění na jmenovitý, kmitočet nebo při přel, adování známého kmitočtového diskriminátoru na ji né pracovní kmitočty je nutné provést vyladění nebo přeladění všech čtyř tnu Iti-vibrátorů , což ¹komaOikuje provoz disk r im in á t o ru .

Nadto je prakticky nemožné realizovat známý kmitočtový ditkriainátnr v ii^i^oin195480 tegrovaném provedení pro nutnost použití kondenzátorů o relatúne velké kapacitě v mullivibrátorech.

Účelem vynálezu je vytvoření kmitočtového diskriminátoru k provozu v úzkopásmových sdělovacích kanálech a k přenosu diskrétních informaci, včetně nízkých a infranízkých kmitočtových rozsahů.

Úkolem vynálezu je vytvooit kmitočtový diskri^minátor takového druhu, u kterého dovoluje nové spínací technické řešení prostředku ke srovnání trvání každého obddlnákového impulsu kmitočtově, mmn ^pulovaného signálu s trváním referenční ho signálu zvýšit stabilitu středního kmitočtu diskriminátoru, rozšířit pracovní rozsah ve směru nízkých a infranizkých kmitočtů, jakož i zjednod^št ladění a provoz d i sk r im in a t o ru a vyjmout kmitočtový Uískrt.míaátor v ilcroϊιΙegoovnném proveddná.

Poddsata kmitočtového diskriminátoru podle vynálezu spočívá v tom, že prostředek ke srovnávání každého obdélníkového impulsu kmitočtově maai^pulovaného signálu s trváním referenčního signálu obsahuje taktový impulsový generátor, třetí součinový člen, jehož jeden ze vstupů je spojen ss výstupem tvarovače pro obdélníkové impulsy a druhý vstup s výstupem taktového impulsového generátoru, tvarovač pro zatemňovací imppusy, jehož vstup je napojen na výstup tvarovače pro obdélníkové ^pusy, ke kteríu je připojen také vstup invertoru a počítadlo, u kterého je volen počet klopných obvodů podle požadovaného rozlišení diskrí^mináturu. podle kmitočtu a výstupy dvou posledních klopných obvodů p^t^i.tadla jsou spojeny se vstupy prvního a druhého součinového Členu, přičemž prvý výstup Q posledního klopného obvodu a druhý výstup Q předposledního klopného obvodu jsou napojeny na dva výstupy prvního součinového členu, druhý výstup Q _ pes ledního klopného obvodu a první výstup Q předposledního klopného obvodu po^radla i sou napojeny ηε dva vstupy druhého součinového členu a třecí vstupy těchto součinových členů na výstup inv e noru, jeden vstup počitadla je spojen s výstupem třetího součinového Členu a druhý vstup p^(^i.taUla je napojen na výstup tvarovače pro zatemňovací impulsy. Kiiočtový dií^krminá tor podle vynálezu uιnooήujn zvýšení stability středního kmitočtu Uiskrmtaátoru , rozšíření pracovního rozsahu ve směru nízkých a vel.mi nízkých pracovních kmitočtů bez rozsáhlého p^iUžití kondensátorů o velké kapaaitě, rozšíření pracovního teplotního rozsahu, jakož i zjedaodι.šnní. ladění a provozu Uiskrimiaátorl a vyvinuti kmitočtového Uiskrίmiaáι^uι^l v mik r<. in i ag r o v an ém provedení.

Vynález bude podrobně objasněn na základě popisu κ o;i k r é t u í. no přikladu uⁱ’o^nd^ní a při ložených výkresů.

Na obr. i je znázorněno blokové schéma kmitočtového d i s k r i m i n á t o r u p c dle vynálezu, n.a obr. 2 pozice a, b, c, d, 3, f, g, h, i,

j. k, 1, m Časového dia^grmu výstupních signálu jednotek kmitočtového Uiskrimtaátoru. po .·· 1 e v y n á 1 e zu .

•Kiiočtový dtskrmiaátur obsahuje tvarovač i /obr. 1/ pro obdélníkoví impulsy kmitoct ově r.c^nipul^ va^^iéhc signálu, jehož vý stup je spojen se vstupem prostředku 2 ke .srovnání trvání každého obdélníkového impulsu kmitočtově manipulovaného signálu s trváním referenčního signálu.

Prostředek 2. ke srovnávání trvání obsahuje taktový impulsový generátor. £ ov 1 .a d u te 1arho děliče k^^ii<^^tu, na jehož vstup je připojen výstup tvarovače £ pro obdélníkové impulsy.

Prostředek 2 obsahuje také gcučinový člen 4, jehož jeden vstup je spojen s výstupem impulsového generátoru £ a druhý vstup je připojen k výstupu tvarovače 1 pro ob d d én i kové im^uusy, invertor £, jehož vstup je připojen na výstup tvarovače £ pro obd^nikové imppusy, tvarovač £ pro zatemňovací impulsy,. jehož vstup je zapojen na tentýž výstup tvarovače £ pro obdélníkové impulsy a binární počitadlo £, sestáv a^cí z prvého klopného obvodu 3, druhého klopného obvodu £, třetího klopného obvodu 10, předposledního klopného obvodu 11 a posledního klopného obvodu 12.

Mi^imá^ání požadovaný počet klopných obvodů v binárním poččted^ £ /avšak ne méně než .dva/ se zvolí podle podmínky požadovaného rozlišení kmitočtového diskriminátoru a určí se podle vztahu;

p > 3,4 lg

kde značí p počet klopných obvodů v počitadle 7, j.g syi^ol pro desetinný logaritmus, Fo střední kmitočet kmitočtově maaápu lovasignálu a

ZF kmitočtovou odchylku km i točtově·man i putovaného signálu.

Opakovaný kmitučnt pro takt^uvanr impulsy impulsového generátoru 3 se zvo lí na základě následujícího vztahu:

F = 2 ^“7F2 . (2n - 1) , kde je

F opakovaný kmitočet pro taktové impu 1 sy impulsového generátoru 3,

Fi a “2 dolní nebo horní pracovní kmitočet kmitočtově, manipulovaného signálu, η = 2P po čet uožndovnaých impulsů k ru^l.ΐšnní posledního klopného obvodu 12 binárního pouitadla £ a p počet klopných obvodů v 7. stanovený podle prvního vztahu.

K oρnrnčniu vst^upu prvního klopného obvodu 8 binárního ρoUčtaUla 7 je připojen výstup součinového členu £ a ke vstupům S. pro' seřízení prvého klopného obvodu 8 druhého klopného obvodu 9, třet^hl^o klopného obvodu £0 a předposledního klopného obvodu J_1_ binárního počitadla 7 do výstupního stavu, je připojen výstup tvarovače 6 pro zatemňovací impu1sy.

Mimoto obsahuje kmitočtový disktimi-nátor první součinový člen 13 a druhý součinový člen 14 vždy se třemi vstupy a stati, siícký klopný obvod 15 se dvěma vstupy.

Prvý výstup Q ££ ρředρuslnUního klopného obvodu 11 binárního počitadla. £ je spojen s jedním ze vstupů druhého součinového členu ££ a druhý výstup Q 1£ předposledního klopného obvodu ££ je uříuojea k jednomu ze vstupů prvního součinového členu 13.

První výstup Q l£ posledního klopného obvodu 12 je spojen s druhým vsuupem součinového členu £3 a druhý výstup Q ££ poulnUnl-ho klopného obvodu 12 je spojen s druhým vsti^j^i^m drahého součinového clenu £4.

Třetí vstupy prvého součinového členu ££ a druhého souči.nuvrho členu £4 jsou připojeny k výstupu iavertorl £ a výstupy prvého součinc-vého členu 13 u druhého součinového členu £44 k -odpovidaj cíitn vsuupům statistického klopného obvodu 1£, jehož prvý výstup 20 & druhý výstup 21 vystupuje jako výstupy kmitočtového d ískri^minátoru. '

Obr. 2 ukazuje časové diagramy výstupních signálů z :

a/ taktového impulsového generátoru £,

6 b/ tvarovače J_ pro obdélníkové impulsy, с/ součinového členu 4_, d/ invertoru _5, e/ tvarovače _6 pro zatemňovací impulsy, f/ prvého výstupu Q 16 předposledního klopného obvodu 11, g/ druhého výstupu 17 předposledního klopného obvodu I1, h/ druhého výstupu 19 posledního klopného obvodu 22.» i/ prvého výstupu Q 18 posledního klopného obvodu _g2, j/ prvého součinového členu 1I, к/ druhého součinového členu 14, 1/ prvého výstupu 20 statického klopného obvodu 15 a m/ druhého výstupu 21 statického klopného obvodu 15.

Kmitočtový diskriminátor pracuje následovní:

Na vstupu tvarovače g /obr. 1/ pro obdélníkové impulsy dospěje ze sdělovacího kanálu kmitočtově manipulovaný signál a na jeho výstupu se vytvoří sled obdélníkových impulsů 22^ /obr. 2, pozice b/ s dolním pracovním kmitočtem Fj a impulsů 23 s horním pracovním kmitočtem F2 tohoto signálu.

Po příchodu prvního obdélníkového impulsu 22 na vstup tvarovače 6. /obr. 1/ pro zatemňovací impulsy dospěje z jeho výstupu к výstupům £ prvého klopného obvodu 8, druhého klopného obvodu 9, třetího klopného obvodu 10, předposledního klopného obvodu 11 a posledního klopného obvodu 12 binárního počitadla 1_ pro nastavení do výstupního stavu krátkodobý zatemňovací impuls 24 /obr. 2, pozice e/, který se tvaruje od náběžné hrany obdélníkového impulsu 22 /obr. 2, pozice b/. —

Sou časně přijde tento obdélníkový impuls 22 к jednomu ze vstupů součinového členu 4 Tobr. 1/, na jehož druhém vstupu se vydá sled taktových impulsů 25 /obr. 2, pozice a/ taktového impu lsového·generátoru g /obr. 1/. Součinový člen 4 propojí a nechá přijít к operačnímu vstupu prvého klopného obvodu 8 binárního počitadla 1_ v průběhu trvání obdélníkového impulsu 22 /obr. 2, pozice b/ referenční sled taktových impulsů 25 /obr. 2, pozice с/.

V témže okamžiku se na výstupu invertoru 5 /obr. 1/ tvaruje invertovaný impuls 2 6 7cbr. 2, pozice d/, který uzavře první součinový člen 13 a druhý součinový člen 1 4 /obr. 1/ na dobu trvání obdélníkového impulsu 22 /obr. 2, pozice b/.

V průběhu trvání tohoto impulsu 22 se naplní binární počitadlo 7_ /obr. 1/ sledem taktových impulsů 2_5 /obr, 2, pozice с/, přičemž je sled taktových impulsů 25 v referenčním shluku dostatečný к vybavení posledního klopného obvodu 12 /obr. 1 / binárního počitadla 7.

Přitom se na druhém výstupu Q 19 posledního klopného obvodu 12 a na prvém výstupu Q 2_6 předposledního klopného obvodu 1 1 tvarují vybavovací signály 27 /obr. 2, pozice h/ nebo 28 /obr. 2, pozice f/, které dospějí ke vstupům druhého součinového členu /obr. 1/.

Po doznění obdélníkového impulsu 22 /obr. 2, pozice b/ se uzavře součinový člen £, /obr. 1/ a na výstupu invertoru 5_ se objeví otvírací impuls 29 /obr, 2, pozice d/, který umožní viaběhnuti druhého součinového členu M /obr. 1/.

Signál /obr. 2, pozice j/ z posledního výstupu nastaví statický klopný obvod 1 5 /obr. 1/, zatímco dorazí к jednomu z jeho vstupů na stav, který odpovídá existenci dolního pracovního kmitočtu Fj kmitočtově manipulovaného signálu. Přitom přilehne к prvnímu výstupu 20 statického klopného obvodu 15 signál 31 /obr. 2, pozice 1/.

Tento proces srovnání trvání obdélníkového impulsu 22 /obr. 2, pozice b/ se sledem taktových impulsů 25 /obr. 2, pozice a/ v jednom shluku referenčních impulsů, který dospěl ke vstupu binárního počitadla 7.» se děje pokaždé po příchodu obdélníkového impulsu 22 /obr. 2, pozice b/ s trváním, které odpovídá dolnímu pracovnímu kmitočtu Ff kmitočtově manipulovaného signálu.

Stav statického klopného obvodu 15 /obr. 1/ zůstává přitom nezměněn.

Jakmile ke vstupu tvarovače _1_ dorazí obdélníkový impuls 23 /obr. 2, pozice b/ s trváním, které odpovídá hornímu pracovnímu kmitočtu F2 kmitočtově manipulovaného signálu, začíná se plnit binární počitadlo 7_ /obr. 1/ taktovými impulsy 25 /obr. 2, pozice с/, přičemž sled těchto taktových impulsů 25 v referenčním shluku postačí nyní jen к vybavení předposledního klopného obvodu /obr. 1/ binárního počitadla 7_.

Na druhém výstupu Q 17 předposledního klopného obvodu 11 a na prvním výstupu Q 1 8 posledního klopného obvodu _1_2 se tvoří vybavovací signály 3 2 /obr, 2, pozice g/, popřípadě 33 /obr. 2, pozice i/, které dospějí na vstupy prvního součinového členu 13 /obr. 1/.

Po doznění obdélníkového impulsu 23 /obr. 2, pozice b/ se uzavře součinový člen 4 /obr. 1/, a na výstupu invertoru 5^ se objeví otvírací impuls 2_9_ /obr. 2, pozice d/, který umožní naběhnutí prvního součinového člénu 13 /obr. 1/,

Signál 3 4. /obr. 2, pozice к/ z posledního výstupu nastaví statický klopný obvod j_5 /obr. 1/ tím, že dorazí na druhý z výstupu, do opačného stavu, který odpovídá existenci horního pracovního kmitočtu F? kmitočtově manipulovaného signálu. Na druhý výstup 2 1 statického klopného obvodu 15 přilehne tím signál 35 /obr. 2, pozice m/.

Tento proces srovnávání trvání obdélníkového impulsu 23 /obr. 2, pozice b/ se sledem taktových impulsů 25 /obr. 2, pozice с/ v jednom shluku referenčních impulsů, došlých ke vstupu binárního počitadla 7. /obr. 1/, se děje pokaždé po příchodu obdélníkového impulsu 23 /obr. 2, pozice b/ s trváním, které odpovídá hornímu pracovnímu kmitočtu F2 kmitočtově manipulovaného signálu.

Stav statického obvodu 15 /obr. 1/ zůstává přitom nezměněn.

Při napájení kmitočtově manipulovaného signálu., obsahujícího dva pracovní kmitočty Fj a F2, na vstup kmitočtového diskriminátoru změní tedy statický klopný obvod 1 5 svůj·stav pokaždé při změně pracovních kmitočtů Fi a F2 tohoto signálu, tj . kmitočtový diskriminátor pracuje jako detektor pro kmitočtově manipulovaný signál.

Kmitočtový diskr iminát.or je určen к použití jako detektor pro kmitočtově manipulovaný signál v elektronické sdělovací aparatuře, v přenosu informací a v technice dálkového působení, jakož i jako člen prahové hodnoty, který je citlivý na změny kmitočtu elektrických kmitů, přiváděných od jeho vstupu a nachází použiti také v automatických regulačních soustavách.

Claims (1)

1. Kmitočtový diskriminátor, který obsahuje tvarovač pro obdélníkové impulsy kmitočtově manipulovaného signálu, jehož výstup je spojen se vstupem prostředku ke srovnání trvání každého obdélníkového tm^i^lsu kmitočtově manipulovaného signálu s trváním referenčního signálu a výstupy tohoto prostředku, který vykazuje invertor, jsou spojeny elektricky přes dva součinové Cleny s odp ooiídjjc imi vstupy statCkkého klopného obvodu, jehož jeden stav odpovídá existencí dolního pracovního kmitočtu na vstupu diskriminátoru, a jehož opačný stav odpovídá existenci horního pracovního kmitočtu kmitočtově manipulovaného signálu na vstupu diskriminátoru, vyznačující se tím, že prostředek /2/ ke srovnávání trvání každého obdélníkového impulsu kmitočtově man kulovaného signálu s trváním referenčního signálu obsahuje impulsový generátor /3/, třetí součinový člen /4/, jehož jeden ze vstupu je spojen s výstupem tvarovače /1/ pro obdé lníkové sy a druhý vstup s výstupem impulsového generátoru /3/, tvarovač /6/ pro zatemňovací imppusy, jehož vstup je napojen na vstup tvarovače /1/ pro obdélníkové impulsy-, a ke

   Y NÁLEZU kteéému je připojen také vstup invertoru /5/, a binární počitadlo . /7/, u kterého je volen počet klopných obvodu /8, 9, 10, 11 a

   12/ podle požadovaného rozlišení kmiiočtového diskrimínátoru a výstupy předposledního /11/ a posledního /12/ klopného obvodu binárního pooútadla /7/ jsou spojeny se vstupy prvního součinového členu, /13/ a druhého součinového členu /14/, přičemž první výstup Q /18/ posledního klopného obvodu /12/ a druhý výstup Q /17/ předposledního klopného obvodu /11/ binárního pot^j-tadla /7/ jsou napojeny na dva vstupy prvního součinového členu /13/, druhý výstup Q /19/ posledního klopného obvodu /12/ a první výstup Q /16/ .předposledního klopného obvodu /11/ binárního poočtadla /7/ jsou napojeny na dva vstupy druhého součinového členu /14/ a třetí vstupy těchto součinových členů /13 a 14/ jsou spojeny s výstupem invertoru /5/, jeden vstup binárního poči-ladla /7/ je spojen s výstupem třetího součinového členu /4/ a druhý vstup binárního počitadla /7/ je napojen na výstup tvarovače /6/ pro zatemňovací ím^i^isy.