CS266015B1

CS266015B1 - Connection of frequency demodulation circuit

Info

Publication number: CS266015B1
Application number: CS877432A
Authority: CS
Inventors: Jan Ing Spinka
Original assignee: Jan Ing Spinka
Priority date: 1987-10-14
Filing date: 1987-10-14
Publication date: 1989-11-14
Also published as: CS743287A1

Abstract

Řeší se problém zvětšení přesnosti demodulace, citlivosti na okamžité změny kmitočtu a výrazné snížení zbytkového rušivého napětí. U rozšířeného zapojení řeší jednoduché odstranění či nastavení stejnosměrné složky na výstupu. Podstata řešení spočívá v tom, že na zdroj proudu jsou připojeny přes dva spřažené čtyřpolohové přepínače a dva pracovní kondenzátory. U prvého čtyřpolohového přepínače jsou první dva vývody připojeny na zdroj proudu, třetí na vzorkovací obvod a čtvrtý na vybíjecí člen. U druhého čtyřpolohového přepínače je první vývod připojen na vzorkovací obvod, druhý vývod na vybíjecí člen a třetí se čtvrtým vývodem na zdroj proudu. Na pracovních kondenzátorech, připojených na společné vývody čtyřpolohových přepínačů se provádí střídavě integrace proudu. V rozšířeném zapojení je zdroj proudu automaticky regulován obvodem pro nastavení pracovního bodu celkového obvodu pro kmitočtovou demodulaci na požadovanou stejnosměrnou složku výstupního nebo nulovaného signálu. Řešení má hlavní význam pro měřicí techniku, například pro měření nerovnoměrnosti pohybu nebo otáček, jež jsou úměrně převáděny na kmitočet. Další použití je při demodulaci fekvenčně modulovaných signálů v přenosových linkách. Obvod je možno realizovat v integrovaném provedení.The problem of increasing accuracy is solved demodulation, sensitivity to immediate changes frequency and a significant residual reduction interference voltage. With extended wiring solves simple removal or setup DC component at the output. Essence The solution lies in the fact that the current source they are connected through two coupled four-position switches and two working capacitors. For the first four-position switch the first two pins are connected to the power source, the third to the sampling circuit and fourth to discharge member. The other the four-position switch is the first outlet connected to sampling circuit, second discharge to discharge member and third to fourth output to the power supply. Working capacitors connected to the common the pins of the four-position switches are made alternating current integration. In the extended wiring is the power source automatically controlled by a working setting circuit point of the total circuit for frequency demodulating to the desired DC the output or zero signal component. The solution is of major importance for measuring technology, for example, to measure motion unevenness or revolutions that are proportionally transferred to frequency. Further use is in demodulation fake-modulated signals in transmission lines. The circuit can be realized in an integrated design.

Description

Vynález se týká zapojení obvodu pro kmitočtovou demodulaci, vhodného pro svou přesnost především pro měření přístroje.The invention relates to the connection of a frequency demodulation circuit suitable for its accuracy, in particular for measuring an instrument.

Jsou známy různé obvody pro kmitočtovou demodulaci. Například pro vyšší kmitočty se používají poměrové, či koincidenční detektory, které využívají fázové posuvy na rezonančních obvodech. Jejich hlavní nevýhody jsou velká nelinearita, malá šíře pásma a pro nízké kmitočty špatná realizace indukčnosti. Dále je známo zapojení s monostabilním obvodem, jehož nevýhodou je velká složka rušivých napětí, malá linearita a stabilita. Pro daný účel se též používá demodulace pomocí fázového závěsu, jehož nevýhodou je jednak skutečnost, že velké hodnoty modulace jsou omezeny rozsahem zachycení a sledování smyčky fázového závěsu, a dále je dosahováno malé citlivosti na rychlé změny kmitočtu. Pro nízké kmitočty se používá obvod s integračním kondenzátorem s převodem periody na napětí, jehož nevýhodou je nepřesnost daná reálnými spínacími časy spínačů.Various frequency demodulation circuits are known. For example, for higher frequencies, ratio or coincidence detectors are used, which use phase shifts on resonant circuits. Their main disadvantages are high nonlinearity, small bandwidth and poor inductance realization for low frequencies. Furthermore, a circuit with a monostable circuit is known, the disadvantage of which is a large component of interfering voltages, low linearity and stability. Phase-locked demodulation is also used for this purpose, the disadvantage of which is the fact that large modulation values are limited by the extent of capture and monitoring of the phase-locked loop, and low sensitivity to rapid frequency changes is achieved. For low frequencies, a circuit with an integration capacitor with period-to-voltage conversion is used, the disadvantage of which is the inaccuracy given by the real switching times of the switches.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zapojení obvodu pro kmitočtovou demodulaci podle vynálezu s použitím zdroje proudu, a vzorkovacího zesilovače, připojeného ke zdroji kmitočtově modulovaného signálu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že výstup zdroje kmitočtově modulovaného signálu určeného k demodulaci je připojen na vstup násobiče kmitočtu. Jeho výstup je připojen jednak na vstup děliče kmitočtu a dále na vstup obvodu pro vytváření přepisovacích impulsů. První výstup děliče kmitočtu je připojen jednak na první vstup obvodu dvoupólového čtyřpolohového přepínače, a dále na druhý vstup obvodu pro vytváření přepisovacích impulsů, zatímco jeho druhý výstup je připojen na druhý vstup obvodu dvoupólového čtyřpolohového přepínače. K třetímu vstupu obvodu dvoupólového čtyřpolohového přepínače je připojen výstup zdroje proudu. Výstup obvodu dvoupólového čtyřpolohového přepínače je připojen na první vstup vzorkovacího obvodu, jehož druhý vstup je připojen na výstup obvodu pro vytváření přepisovacích impulsů. Výstup výstupního obvodu tvoří celkový výstup celkového zapojení obvodu pro kmitočtovou demodulaci.The above drawbacks are overcome by the connection of the frequency demodulation circuit according to the invention using a current source, and a sampling amplifier connected to the frequency modulated signal source. The essence of the invention lies in the fact that the output of the source of the frequency modulated signal intended for demodulation is connected to the input of the frequency multiplier. Its output is connected to the input of the frequency divider and to the input of the circuit for generating transcription pulses. The first output of the frequency divider is connected to the first input of the circuit of the two-pole four-position switch and to the second input of the circuit for generating rewrite pulses, while its second output is connected to the second input of the circuit of the two-pole four-position switch. The output of the current source is connected to the third input of the circuit of a two-pole four-position switch. The output of the circuit of the two-pole four-position switch is connected to the first input of the sampling circuit, the second input of which is connected to the output of the circuit for generating transcription pulses. The output of the output circuit forms the total output of the total circuit connection for frequency demodulation.

Mezi výstup výstupního obvodu a celkový výstup celkového zapojení obvodu pro kmitočtovou demodulaci je zapojen výstupní zesilovač, a dále je mezi celkový výstup celkového zapojení obvodu pro kmitočtovou demodulaci a vstup zdroje proudu zapojen obvod pro nastavení pracovního bodu celkového obvodu pro kmitočtovou demodulaci.An output amplifier is connected between the output of the output circuit and the total output of the total frequency demodulation circuit, and a circuit for setting the operating point of the total frequency demodulation circuit is connected between the total output of the total frequency demodulation circuit and the input of the current source.

Obvod dvoupólového čtyřpolohového přepínače je tvořen dvěma čtyřpolohovými přepínači, jejichž společné vývody jsou připojeny na první a druhý integrační kondenzátor, jejichž druhé vývody jsou spojeny se svorkou opěrného napětí. U prvního čtyřpolohového přepínače je první s druhým přepínacím vývodem připojen ke třetímu vstupu obvodu dvoupólové čtyřpolohového přepínače, třetí přepínací vývod je připojen výstup obvodu dvoupólového čtyřpolohového přepínače, a čtvrtý přepínací vývod je připojen na vybíjecí člen, jehož druhý vývod je spojen se svorkou opěrného napětí, zatímco u druhého čtyřpolohového přepínače je první přepínací vývod připojen na výstup obvodu dvoupólového čtyřpolohového přepínače·; druhý přepínací vývod je připojen na vybíjecí člen, jehož druhý vývod je spojen se svorkou opěrného napětí a třetí se čtvrtým přepínacím vývodem je připojen ke třetímu vstupu obvodu dvoupólového čtyřpolohového přepínače. První a druhý vstup obvodu dvoupólovélío čtyřpolohového přepínače je připojen na obvod pro ovládání přepínače. .The circuit of the two-pole four-position switch consists of two four-position switches, the common terminals of which are connected to the first and second integration capacitors, the second terminals of which are connected to the support voltage terminal. In the first four-position switch, the first with the second switching terminal is connected to the third input of the two-pole four-position switch circuit, the third switching terminal is connected to the two-pole four-position switch circuit, and the fourth switching terminal is connected to a discharge member whose second terminal is connected to the support voltage terminal. while in the case of the second four-position switch, the first switching terminal is connected to the output of the circuit of the two-pole four-position switch ·; the second switching terminal is connected to a discharging member, the second terminal of which is connected to the support voltage terminal and the third to the fourth switching terminal is connected to the third input of the circuit of the two-pole four-position switch. The first and second inputs of the two-pole or four-position switch circuit are connected to the switch control circuit. .

Výhody obvodu pro kmitočtovou demodulaci spočívají v tom, že umožňuje přesně demodulovat kmitočtovou modulaci i při velké šíři pásma, přičemž reaguje i na nepatrné změny kmitočtu - periody. Podstatně se zmenší i vliv přepínacích prvků na přesnost měření. Další výhodou je velmi malé rušivé zbytkové napětí vstupního kmitočtu na výhodné jednoduché odstranění či nastavení stejnosměrné složky na výstupu u rozšířeného zapojení. Při větších počtech využití se nabízí možnost uplatnění obvodu v integrovaném provedení.The advantages of the frequency demodulation circuit are that it makes it possible to accurately demodulate frequency modulation even at a large bandwidth, while responding to even slight changes in frequency - periods. The influence of switching elements on the measurement accuracy is also significantly reduced. Another advantage is the very small interfering residual voltage of the input frequency for the advantageous simple removal or adjustment of the DC component at the output in an extended circuit. With larger numbers of uses, it is possible to use the circuit in an integrated design.

Zapojení obvodu pro kmitočtovou demodulaci bude následovně blíže popsáno v příkladovém provedení pomocí připojených vyobrazení, kde obr. 1 znázorňuje základní zapojení obvodu pro kmitočtovou demodulaci, obr. 2 znázorňuje rozšíření zapojení uvedeného obvodu, obr. 3 znázorňuje zapojení obvodu dvoupólového čtyřpolohového přepínače, obr. 4 znázorňuje časové průběhy napětí zapojení obvodu pro kmitočtovou demodulaci, a obr. 5 znázorňuje příkladovou tabulku s popisem funkce při jednotlivých polohách přepínače.The connection of the frequency demodulation circuit will be described in more detail below in the exemplary embodiment with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows the basic circuit of the frequency demodulation circuit, Fig. 2 shows an extension of said circuit shows the time courses of the voltage of the circuit connection for frequency demodulation, and Fig. 5 shows an example table with a description of the function at the individual positions of the switch.

Zapojení obvodu pro kmitočtovou demodulaci znázorněné na obr. 1, je založeno na použití zdroje I produu a vzorkovacího zesilovače V, připojeného ke zdroji F kmitočtově modulovaného signálu.The connection of the frequency demodulation circuit shown in Fig. 1 is based on the use of a source I of the product and a sampling amplifier V connected to the source F of the frequency modulated signal.

Výstup F1 zdroje F kmitočtově modulovaného signálu je připojen na vstup 1N násobiče N, jehož úkolem je vytvářet impulsy odvozené od každé hrany vstupního kmitočtu, jak je znázorněno napětovým průběhem a signálu na obr. 4. Jeho výstup NI je připojen jednak na vstup ID děliče D kmitočtu za účelem vydělení vstupního signálu na první výstup dvěma a na druhý výstup čtyřmi, aby tak vznikly čtyři kombinace logických stavů, jak je znázorněno na obr. 4 a 5. První výstup Dl děliče D kmitočtu je připojen jednak na první vstup 1S obvodu S dvoupólového čtyřpolohového přepínače, a dále na druhý vstup 2P obvodu P pro vytváření přepisovacích impulsů, zatímco jeho druhý výstup je připojen na druhý vstup 2S obvodu S dvoupólového čtyřpolohového přepínače. Úkolem této části je dle kombinace logických stavů na prvním a druhém vstupu 1S, 2S obvodu 2 dvoupólového čtyřpolohového přepínače přepínat do odpovídající polohy dvoupólový čtyřpolohový přepínač. Jedna z možných variant je uvedena na obr. 4. K třetímu vstupu 3S obvodu S dvoupólového čtyřpolohového přepínače je připojen výstup II zdroje I proudu. Výstup S1 obvodu S dvoupólového čtyřpolohového přepínače je připojen pro ovžorkování a zapamatování hodnoty jeho napětí na první vstup IV vzorkovacího obvodu V. Výstup násobiče N kmitočtu dále vede na vstup IP obvodu P pro vytváření přepisovacích impulsů, jehož úkolem je vytváření přepisovacích impulsů zpožděných proti náběžné, či sestupné hraně vstupního signálu, a dále vytváření přepisovacích impulsů ve správných polohách přepínače, jak je znázorněno napětovým průběhem h signálu na obr. 4. Výstup PÍ obvodu P pro vytváření přepisovacích impulsů je připojen na druhý vstup 2V vzorkovacího obvodu V. Výstup VI výstupního obvodu V tvoří výstup U celkového zapojení obvodu pro kmitočtovou demodulaci.The output F1 of the frequency modulated signal source F is connected to the input of the 1N multiplier N, whose task is to generate pulses derived from each edge of the input frequency, as shown by the voltage waveform and the signal in Fig. 4. Its output NI is connected to the ID frequency in order to divide the input signal to the first output by two and to the second output by four to form four combinations of logic states, as shown in Figs. 4 and 5. The first output D1 of the frequency divider D is connected to the first input 1S of the two-pole four-position switch, and further to the second input 2P of the override pulse generating circuit P, while its second output is connected to the second input 2S of the circuit S of the two-pole four-position switch. The task of this part is to switch the two-pole four-position switch to the corresponding position according to the combination of logic states on the first and second input 1S, 2S of the circuit 2 of the two-pole four-position switch. One of the possible variants is shown in Fig. 4. The output II of the current source I is connected to the third input 3S of the circuit S of the two-pole four-position switch. The output S1 of the circuit S of the two-pole four-position switch is connected to sample and memorize the value of its voltage to the first input IV of the sampling circuit V. or falling edge of the input signal, and further generating rewrite pulses in the correct positions of the switch, as shown by the voltage profile h of the signal in Fig. 4. V forms the output U of the total circuit connection for frequency demodulation.

Při rozšířeném zapojení předmětného obvodu podle obr. 2 je mezi výstup VI výstupního obvodu V a výstup U celkového zapojení obvodu pro kmitočtovou demodulaci zapojen výstupní zesilovač VZ, aby se automaticky nastavoval pracovní bod obvodu pro kmitočtovou demodulaci. Dále je mezi výstup U celkového zapojení obvodu pro kmitočtovou demodulaci a vstup 12 zdroje 2 proudu zapojen obvod R pro nastavení pracovního bodu celkového obvodu pro kmitočtovou demodulaci. Úkolem této jednotky je měnit plynule s určitou časovou odezvou hodnotu výstupního proudu tak, aby střední hodnota výstupního demodulovaného napětí byla na konstantní, předvolené hodnotě.In the extended circuit of the circuit according to FIG. Furthermore, a circuit R for setting the operating point of the total frequency demodulation circuit is connected between the output U of the total circuit of the frequency demodulation circuit and the input 12 of the current source 2. The task of this unit is to change the value of the output current continuously with a certain time response so that the mean value of the output demodulated voltage is at a constant, default value.

Obvod S dvoupólového čtyřpolohového přepínače znázorněný na obr. 3 je tvořen dvěma čtyřpolohovými přepínači SA, SB, jejichž společné vývody sA, sB jsou připojeny na první a druhý integrační kondenzátor CA, CB, jejichž druhé vývody jsou spojeny se svorkou UO opětného napětí. Účelem uvedeného uspořádání je možnost posunutí výstupní stejnosměrné složky demodulovaného signálu na požadovanou hodnotu, aniž by se aktivní prvky obvodu pro kmitočtovou demodulaci dostaly do nevhodné pracovní oblasti. U prvního čtyřpolohového přepínače SA je první s druhým přepínacím vývodem připojen ke třetímu vstupu 3S obvodu 2 dvoupólového čtyřpolohového přepínače pro zajištění integrace proudu na prvním integračním kondenzátoru CA při dvou polohách přepínače. Třetí přepínací vývod je připojen na výstup S1 obvodu 2 dvoupólového čtyřpolohového přepínače za účelem připojení prvního integračního kondenzátoru CA ke vzorkovacímu obvodu V. Čtvrtý přepínací vývod je připojen na vybíjecí člen RA, jehož druhý vývod je spojen se svorkou DO opěrného napětí. Úkolem tohoto členu je vybití náboje na prvním integračním kondenzátoru CA tak, aby byl připraven na další integraci. Oproti tomu je u druhého čtyřpolohového přepínače SB první přepínací vývod připojen na výstup S1 obvodu 2 dvoupólového čtyřpolohového přepínače za účelem připojení druhého integračního kondenzátoru CB ke vzorkovacímu obvodu V. Druhý přepínací vývod je připojen na vybíjecí člen RB, jehož druhý vývod je spojen se svorkou UO opěrného napětí. Úkolem tohoto členu je vybití náboje na druhém integračním kondenzátoru CB tak, aby bylThe circuit S of the two-pole four-position switch shown in Fig. 3 is formed by two four-position switches SA, SB, the common terminals sA, sB of which are connected to the first and second integration capacitors CA, CB, the second terminals of which are connected to the re-voltage terminal U0. The purpose of this arrangement is to be able to shift the output DC component of the demodulated signal to the desired value without the active elements of the frequency demodulation circuit getting into an unsuitable working area. In the first four-position switch SA, the first with the second switching terminal is connected to the third input 3S of the circuit 2 of the two-pole four-position switch to ensure current integration on the first integration capacitor CA at the two switch positions. The third switching terminal is connected to the output S1 of the circuit 2 of the two-pole four-position switch to connect the first integration capacitor CA to the sampling circuit V. The fourth switching terminal is connected to the discharge member RA, the second terminal of which is connected to the supply voltage terminal DO. The task of this member is to discharge the charge on the first integration capacitor CA so that it is ready for further integration. In contrast, in the second four-position switch SB, the first switching terminal is connected to the output S1 of the circuit 2 of the two-pole four-position switch to connect the second integration capacitor CB to the sampling circuit V. The second switching terminal is connected to the discharge member RB supporting voltage. The task of this member is to discharge the charge on the second integration capacitor CB so that it is

I připraven na další integraci. Třetí se čtvrtým přepínacím vývodem je připojen ke třetímu vstupu 3S obvodu S! dvoupólového čtyřpolohového přepínače pro zajištění integrace proudu na druhém integračním kondenzátoru CB při dvou polohách přepínače. První a druhý vstup 1S, 2s obvodu E> dvoupólového čtyřpolohového přepínače je připojen na obvod K pro ovládání přepínače za účelem dekódování vstupní binární kombinace na těchto vstupech pro přepnutí do odpovídající polohy dvou čtyřpolohových přepínačů SA, SB.I ready for further integration. The third with the fourth switching terminal is connected to the third input 3S of the circuit S! a two-pole four-position switch to ensure current integration on the second integration capacitor CB at the two switch positions. The first and second inputs 1S, 2s of the circuit E> of the two-pole four-position switch are connected to the switch control circuit K in order to decode the input binary combination at these inputs to switch to the corresponding position of the two four-position switches SA, SB.

Ve výchozím stavu je pro základní zapojení znázorněné na obr. 1 výstup F1 zdroje F kmitočtově modulovaného signálu bez modulace. Výstup F1 zdroje F kmitočtově modulovaného signálu, znázorněného napěťovým průběhem y signálu na obr. 4, určeného k demodulaci, je připojen na vstup 1N násobiče N, kde se vytvářejí impulsy odvozené od každé hrany vstupního kmitočtu, například použitím monostabilních obvodů, které vytvářejí od vzestupné i sestupné hrany vstupního signálu impuls, jak je znázorněno napěťovým průběhem 2 signálu na obr. 4. Jeho výstup Ni je připojen jednak na vstup 1D děliče D kmitočtu, který vydělí vstupní signál dvěma na první výstup, a čtyřma na druhý výstup, čímž vzniknou čtyři kombinace logických stavů, jak je znázorněno na obr. 4 a 5. První výstup Dl děliče kmitočtu D je připojen jednak na první vstup 1S obvodu jJ dvoupólového čtyřpolohového přepínače, a dále na druhý vstup 2P obvodu P pro vytváření přepisovacích impulsů, zatímco jeho druhý výstup je připojen na druhý vstup 2S obvodu S dvoupólového čtyřpolohového přepínače. Podle binární kombinace na prvním a druhém vstupu IS, 2S obvodu S dvoupólového čtyřpolohového přepínače se přepíná do určité polohy dvoupólový čtyřpolohový přepínač. Jedna z možných variant je znázorněna na obr. 4, kde K značí vyjádření binární kombinace v BCD kódu, a L odpovídající polohy čtyřpolohových přepínačů SA, SB. K třetímu vstupu 3S obvodu S dvoupólového čtyřpolohového přepínače je připojen výstup II zdroje I proudu. Napětí výstupu Sl obvodu S dvoupólového čtyřpolohového přepínače je ovzorkováno a zapamatováno vzorkovacím obvodem V. Výstup násobiče N kmitočtu vede dále na vstup IP obvodu P pro vytváření přepisovacích impulsů, kde se vytvářejí přepisovací impulsy zpožděné proti náběžné či sestupné hraně vstupního signálu tak, aby vzorkovací napětí bylo bez přechodových jevů, a dále zajišťuje vytváření přepisovacích impulsů v době, kdy je na vstupu vzorkovacího obvodu V připojené integrované napětí pracovních kondenzátorů CA, CB, jež je úměrné periodě, jak je znázorněno napěťovým průběhem h signálu na obr. 4. Výstup PÍ obvodu P pro vytváření přepisovacích impulsů je připojen na druhý vstup 2V vzorkovacího obvodu V, kde se provede vzorkování vstupního napětí vzorkovacího obvodu V a přepis vzorku do paměti přepisovacím impulsem z obvodu P pro vytváření přepisovacích impulsů znázorněným průběhem napětí h na obr. 4. Výstup VI výstupního obvodu V tvoří výstup U celkového zapojení obvodu pro kmitočtovou demodulaci.In the initial state, for the basic circuit shown in Fig. 1, the output F1 of the source F of the frequency modulated signal is without modulation. The output F1 of the source F of the frequency modulated signal, shown by the voltage waveform y of the signal to be demodulated in Fig. 4, is connected to the input of a 1N multiplier N where pulses derived from each edge of the input frequency are generated, for example using monostable circuits. as well as the falling edges of the input signal pulse, as shown by the voltage profile 2 of the signal in Fig. 4. Its output Ni is connected to the input 1D of the frequency divider D, which divides the input signal by two to the first output and four to the second output. combination of logic states, as shown in Figs. 4 and 5. The first output D1 of the frequency divider D is connected to the first input 1S of the circuit jJ of the two-pole four-position switch is connected to the second input 2S of the circuit S of a two-pole four-position switch. According to the binary combination at the first and second inputs IS, 2S of the circuit S of the two-pole four-position switch, the two-pole four-position switch is switched to a certain position. One of the possible variants is shown in Fig. 4, where K denotes the expression of the binary combination in the BCD code, and L the corresponding position of the four-position switches SA, SB. The output II of the current source I is connected to the third input 3S of the circuit S of the two-pole four-position switch. The output voltage S1 of the circuit S of the two-pole four-position switch is sampled and memorized by the sampling circuit V. The output of the frequency multiplier N leads further to the input of the IP circuit P for generating rewriting pulses, where rewriting pulses delayed was without transients, and also ensures the generation of rewrite pulses at the time when the input of the sampling circuit V is connected to the integrated voltage of working capacitors CA, CB, which is proportional to the period as shown by the voltage profile h of the signal in Fig. 4. P for generating rewriting pulses is connected to the second input 2V of the sampling circuit V, where the input voltage of the sampling circuit V is sampled and the sample is transcribed into memory by a rewriting pulse from the circuit P for generating rewriting pulses shown by the voltage profile h in Fig. 4. circuit V forms the output U of the total circuit connection for the frequency de modulation.

U rozšířeného zapojení předmětného obvodu podle obr. 2 je mezi výstup VI výstupního obvodu V celkového zapojení obvodu pro kmitočtovou demodulaci zapojen výstup zesilovač VZ, jehož použitím se automaticky nastavuje pracovní bod. Dále je mezi výstup U celkového zapojení obvodu pro kmitočtovou demodulaci a vstup II zdroje proudu zapojen obvod R pro nastavení pracovního bodu celkového obvodu pro kmitočtovou demodulaci. Tento obvod mění plynule s určitou časovou odezvou hodnotu výstupního proudu zdroje y proudu tak, aby střední hodnota výstupního demodulovaného napětí na výstupu ϋ celkového zapojení obvodu pro kmitočtovou demodulaci byla na konstantní, předvolené hodnotě.In the extended circuit of the circuit in question according to FIG. Furthermore, a circuit R for setting the operating point of the total frequency demodulation circuit is connected between the output U of the total connection of the frequency demodulation circuit and the input II of the current source. This circuit continuously changes the value of the output current of the current source y with a certain time response so that the mean value of the output demodulated voltage at the output ϋ of the total circuit of the frequency demodulation circuit is at a constant, default value.

Obvod S dvoupólového čtyřpolohového přepínače znázorněný na obr. 3 je tvořen dvěma čtyřpolohovými, výhodně elektronickými, přepínači SA, SB, jejichž společné vývody sA, sB jsou připojeny na první a druhý integrační kondenzátor CA, CB, jejichž druhé vývody jsou spojeny se svorkou UO opěrného napětí. Tímto opěrným napětím se zabezpečuje vhodná pracovní oblast aktivních prvků obvodu pro kmitočtovou demodulaci. U prvního čtyřpolohového přepínače SA se první s druhým přepínacím vývodem připojuje ke třetímu vstupu 3S obvodu S dvoupólového čtyřpolohového přepínače, přičemž se integruje proud na prvním integračním kondenzátoru CA při dvou polohách přepínače. Třetí přepínací vývod je připojen na výstup Sl obvodu S dvoupólového přepínače, kde se propojí první integrační kondenzátor CA se vzorkovacím obvodem, čtvrtý přepínací vývod je připojen na vybíjecí člen RA, jehož druhý vývod je spojen se svorkou UO opěrného napětí. Tento vybíjecí člen RA vybíjí náboj na prvním integračním kondenzátoru CA tak, aby byl připraven pro další integraci. Oproti tomu je u druhého čtyřpolohového přepínače SB první přepínací vývod připojen na výstup SI obvodu S dvoupólového čtyřpolohového přepínače, kde propojí druhý integrační kondenzátor CB se vzorkovacím obvodem V. Druhý vývod je připojen na druhý vybíjecí člen RB, jehož druhý vývod je spojen se svorkou UO opěrného napětí. Tento vybíjecí člen RB vybíjí náboj na druhém integračním kondenzátoru CB, tak aby byl připraven pro další integraci. Třetí se čtvrtým přepínacím vývodem se připojuje ke třetímu vstupu 35 obvodu £ dvoupólového čtyřpolohového přepínače, přičemž se integruje proud na druhém integračním kondenzátoru CB při dvou polohách přepínače. První a druhý vstup 1S, 2S obvodu S dvoupólového čtyřpolohového přepínače je připojen na obvod K pro ovládání přepínače, který dekóduje vstupní binární kombinaci na těchto vstupech a podle jejich stavu přepne čtyřpolohové přepínače do odpovídající polohy.The circuit S of the two-pole four-position switch shown in Fig. 3 is formed by two four-position, preferably electronic, switches SA, SB, whose common terminals sA, sB are connected to the first and second integration capacitors CA, CB, the second terminals of which are connected to the support terminal Tension. This support voltage ensures a suitable working area of the active elements of the circuit for frequency demodulation. In the first four-position switch SA, the first with the second switching terminal is connected to the third input 3S of the circuit S of the two-pole four-position switch, integrating the current on the first integration capacitor CA at the two switch positions. The third switching terminal is connected to the output S1 of the circuit S of the two-pole switch, where the first integration capacitor CA is connected to the sampling circuit, the fourth switching terminal is connected to the discharge member RA, the second terminal of which is connected to the support voltage terminal U0. This discharge member RA discharges the charge on the first integration capacitor CA so that it is ready for further integration. In contrast, in the second four-position switch SB, the first switching terminal is connected to the output S1 of the circuit S of the two-pole four-position switch, where it connects the second integrating capacitor CB to the sampling circuit V. The second terminal is connected to the second discharging member RB supporting voltage. This discharging member RB discharges the charge on the second integration capacitor CB so that it is ready for further integration. The third with the fourth switching terminal is connected to the third input 35 of the circuit 6 of the two-pole four-position switch, whereby the current on the second integration capacitor CB is integrated at the two positions of the switch. The first and second inputs 1S, 2S of the circuit S of the two-pole four-position switch are connected to the switch control circuit K, which decodes the input binary combination at these inputs and switches the four-position switches to the corresponding position according to their state.

Činnost střídání funkcí při jednotlivých polohách přepínačů je zřejmá z obr. 4 a 5, kde napěťový průběh x signálu napětí na prvním integračním kondenzátoru CA a napěťový průběh χ signálu odpovídá napětí na druhém integračním kondezátoru CB. Integrační kondenzátor CA nebo CB je vždy nabíjen ze zdroje £ proudu po dva takty, v dalším taktu je připojen k vzorkovacímu zesilovacímu zesilovači V, kde je napětí na kondenzátoru ovzorkováno a zapamatováno, a v dalším taktu je napětí na kondenzátoru vybíjeno přes příslušný vybíjecí člen. Režimy integračních kondenzátorů jsou vždy v protitaktu, to znamená, že když je jeden nabíjen, pak je druhý vzorkován, a naopak. Na výstupu U celkového zapojení obvodu pro kmitočtovou demodulaci je napětí přímo úměrné periodě vstupního kmitočtu zdroje F kmitočtově modulovaného signálu.The operation of alternating functions at individual switch positions is evident from Figs. 4 and 5, where the voltage course x of the voltage signal on the first integration capacitor CA and the voltage course χ of the signal correspond to the voltage on the second integration capacitor CB. The integration capacitor CA or CB is always charged from the current source 6 for two cycles, in the next cycle it is connected to the sampling amplifier V, where the voltage on the capacitor is sampled and memorized, and in the next cycle the voltage on the capacitor is discharged through the respective discharge member. The modes of integration capacitors are always in counterclockwise, meaning that when one is charged, then the other is sampled, and vice versa. At the output U of the overall connection of the frequency demodulation circuit, the voltage is directly proportional to the input frequency period of the frequency modulated signal source F.

Zapojení obvodu pro kmitočtovou demodulaci je pro svou přesnost, velkou citlivost na okamžité změny kmitočtu a malou složku zbytkového rušivého napětí výhodně využitelné hlavně v oblasti měřicí techniky, například pro měření nerovnoměrnosti pohybu nebo otáček. Mimoto je předmětné zapojení možné použít při demodulaci frekvenčně modulovaných signálů v přenosových linkách.Due to its accuracy, high sensitivity to instantaneous frequency changes and small component of the residual interfering voltage, the connection of the frequency demodulation circuit is advantageously usable mainly in the field of measuring technology, for example for measuring non-uniformity of movement or speed. In addition, the present circuit can be used to demodulate frequency modulated signals in transmission lines.

Při větších počtech využití je možné a výhodné zapojení obvodu pro kmitočtovou demodulaci realizovat jako integrovaný obvod, například v technologii CMOS, což přináší výhody malého rozměru, jednoduché montáže a nízké spotřeby energie.With a larger number of uses, it is possible and advantageous to connect the frequency demodulation circuit as an integrated circuit, for example in CMOS technology, which brings the advantages of small size, easy installation and low power consumption.

Claims

1. Connection of a frequency demodulation circuit using a current source and a sampling amplifier connected to a frequency modulated signal source, characterized in that the output (F1) of the frequency modulated signal source (F) is connected to the input (1N) of the frequency multiplier (N), whose output (NI) is connected on the one hand to the input (ID) of the frequency divider (D) and further to the input (IP) of the circuit (P) for generating rewriting pulses, the first output (D1) of the frequency divider (D) being connected to the first the input (1S) of the circuit (S) of the two-pole four-position switch, and further to the second input (2P) of the circuit (P) for generating rewriting pulses, while its second output (D2) is connected to the second input (2S) of the circuit (S) of the two-pole four-position switch. the output (II) of the current source (I) is connected to the third input (3S) of the circuit (S) of the two-pole four-position switch, while the output (S1) of the circuit (S) of the two-pole four-position switch is connected to the first input (IV) of the sampling circuit. (V), whose second vs tup (2V) is connected to the output (P1) of the circuit (P) for generating rewriting pulses, and the output (VI) of the output circuit (V) forms the output (U) of the overall circuit of the frequency demodulation circuit.

2. Frequency demodulation circuit connection according to item 1, characterized in that between the output (VI) of the output circuit (V) and the output (U) of the overall circuit of the frequency demodulation circuit.

An output amplifier (Vz) is also connected to the demodulation, and further a circuit (R) is connected between the output (U) of the total connection of the frequency demodulation circuit and the input (II) of the current source (I) to set the operating point of the total frequency demodulation circuit.

3. Connection of a frequency demodulation circuit according to items 1 and 2, characterized in that the circuit (S) of a two-pole four-position switch consists of two four-position switches (SA, SB), the common terminals of which are connected to the first and second integration capacitors (CA, CB). ), the second terminals of which are connected to the support voltage terminal (UO), the first four-position switch (SA) being connected to the third input (3S) of the two-pole switch circuit (S) by the first switching terminal, the third switching terminal being connected to the output (S1) of the circuit (S) of the two-pole four-position switch, and the fourth switching terminal is connected to a discharge member (RA), the second terminal of which is connected to the support voltage terminal (UO), while the second four-position switch (SB) is connected to the first switching terminal. to the output (S1) of the circuit (S) of a two-pole four-position switch, the second switching terminal is connected to a discharging element (RB), the second terminal of which is connected to the support voltage terminal (UO) and the third to the fourth switch The first and second inputs (S1, 2S) of the circuit (S) of the two-pole four-position switch are connected to the circuit (K) for controlling the switch.