DE1516332A1 - Phasenempfindlicher Detektor - Google Patents

Description

TJ N I P A N Zahiad Do|wiadczalny Budowy Aparatury Naukowej Warszawa, ul ,Kr a j owe j Rady Narodowej 5Ϊ/55 / P ο 1 e η ■„

" Phasenempfindlicher Detektor."

Gegenstand der Erfindung ist ein phasenempfindlicher Detektor, der die Detektion von Signalen mit bestimmter Frequenz aus starkem Hintergrund von Störungen oder Geräuschen ermöglicht und sich durch eine sehr gute Linearität der Detektionscharakteristik, grosse Stabilität und Leistungsfähigkeit bei der Detektion

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des gewünschten Signals, grosse Nullstabilität in Abhängigkeit von der Zeit und von der Frequenz des Referenzsignals, breiten Frequenzbereich der detektierten Signale und die Möglichkeit korrekter Wirkungsweise bei einem Verhältnis des unerwünschten zum erwünschten Signal, das mehrmals grosser ist als Eins, auszeichnet. '

Bekannte Systeme phasenempflindlicher Detektoren "beruhen auf dem Ausnutzen von Ringdetektoren oder deren Modifikationen, zu denen das detektierte Signal sowie das Referenzsignal vermittels Transformatoren oder Verstärkern ιim konventionellen System zugeführt werden können,, Nachteile derartiger Systeme sind die Schwierigkeiten der Anpassung des Ausgangswiderstandes der Quellen des detektierten Signals und des Referenzsignals an die Eingangswiderstände des Detektors (die vom Verhältnis der Grosse beider Signale abhängen), zwecks Erzielung einer linearen Detektlongcharakteristik im breiten Frequenzbereich bei maximaler Detektionsleistungs«· fähigkeit, weiter die Schwierigkeit eine gute Nullstabilität und Detektio ms Stabilität- in Abhängigkeit von Zeit, Temperatur und Frequenz zu erzielen. Die in bekannten Systemen phasenempfindlicher Detektoren auftretenden Nachteile können im erfindungsgemässen phasenempfindlichen Detektor vermieden werden, der eich durch die Anwendung einer negativen Rückkopplung mit

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mit hoher Schleifenverstärkung im transformatorlosen System auszeichnet, die mit ihrer Schleife die Detektionsbrücke zusammen mit den Gleichrichterelementen sowie die Verstärker umfasst. Die negativen Rückkopplungen im erfindungsgemässen phasenempfindlichen Detektor beeinflussen sowohl das Detektionssignal als auch das Referenzsignal, wodurch eine gute Linearität der Detektionscharakteristik-auch bei grossen Signalen, eine grosse Detektionsleistungsfähigkeit, gleichmassiger Verlauf der Frequenz· und Phasencharakteristik der Schaltung, automatische Aufrechterhaltung der Nullabstimmung der Schaltung beim Fehlen des Detektionssignals und konstanter Detektionsleistungsfähigkeit in Abhängigkeit von Zeit, Temperatur und Frequenz, sQwie eine Unabhängigkeit der Detektionsleistungsfähigkeit von Störsignalen und Geräuschen, die vielfach grosser als das Deteitionssignal sein können, erlangt werden«

In der Zeichnung veranschaulicht die Fig,1 den Schaltplan eines phasenempfindlichen Detektors gemäss Er« findung.

Gemags der Zeichnung bildet der Punkt A den Eingang identischer Verstärker 1 und 2 für das detektierte Signal, das auf dem Hintergrund bedeutend grösserer Störsignale oder Geräusche, als es selbst ist,auftreten kannj die Punkte B und C bilden Eingänge für das im

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Verhältnis sur Masse symmetrische, mit den Detektions« signal aynohrone Referenssignal· In dan Ponktan D und E, dia entsprechend Aussauge dar Verstärker 1 und 2 sind, tritt das verstärkte Signal auf, Aaa aus Aar algefcraisohen tumalerung Aar Referenzsignale und das kub SIngang A augafUhrten Signals entstanden ist·

Zwischen die Punkte D und E und die Masse des Systems ist die Detektioneterücke eingeschaltet, die aus Gleichrichter element en 3,4,5,6 sowie aua den Widerständen 7,8, 9,10,11,12,13,14,15,16 und 17 besteht. Die Punkte F und

G bilden den Ausgang der Schaltung, wobei das detektierte Signal von diesen Punkten entweder symmetrisch oder asymmetrisch Im Verhältnis Kur Masse, jedem dieser Punkte entnommen werden kann« Von den Punkten M und N werden Signale der negativen Rückkopplung entsprechend für die Verstärker 1 und 2 entnommen; die Signale der negativen Rückkopplung enthalten sowohl einen Teil der Referenzsignale als auch einen Teil des detektierten Signals, wobei das gegenseitige Grössenverhältnis dieser Signale durch die gegenseitigen Verhältnisse der Widerstände 7,8,9,13 sowie 11,12,10,13 geändert werden kann.

Die Wirkungsweise der zwischen die Punkte B,E,F,G ge- ' schalteten phasenempfindlichen Detektionsbrücke beruht auf dem bekannten Prinzip der Steuerung der Leitung der

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Gleichriohtereleaente in der Brücke mittels des Referenzsignals derart, dass während einer Hälfte der Periode des Referenzsignals die Gleiohrioht er elemente im oberen Zweig der Brüoke und in der nachfolgenden Hälfte der Periode die Gleichrichterelemente im unteren Zweig der Brücke leiten· Wenn die Referenzsignale in den Punkten D und E im Verhältnis zur Masse des Systems symmetrisch sind, dann tritt bei Einhaltung der Symmetrie der . Widerstandselemente der Betektionebrüoke/im Verhältnis zu denjpunkten^F und G in diesen Punkten das Referenz» signal nicht auf. Wenn ausserdem das Detektlonssignal in Phase 0°, z.B. mit dem Referenzsignal im Punkt S₁ und in Gegenphase, d*i. um 180° verschoben, im Verhältnis zum Referenzsignal im Punkt E ist, dann erscheint im Punkt G ein aus positiven Hälften der Sinusoid· des Detektion·signal· bestehendes Signal, dagegen wird im Punkt F das detektierte Signal aus negativen Hälften der Sinusoide bestehen« Auf diese Weise entsteht im Punkt G eine positive, und im Punkt F eine negative, zur Amplitude des detektierten Signals proportioneile Gleichstromkomponente. Ist die Phasenverschiebung zwischen dem detektierten Signal und dem Referenzsignal von 0° oder von 180° verschieden, dann werden die Gleiohetromkoeponenten in den Punkten G und F einen kleineren Wert aufweisen oder gleich IuIX sein, wenn die Phasenverschiebung entsprechend 90° und 270°

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beträgt« Störsigaale ader Geräusche, die in keinem best immttn und konstanten Phaeenverhältnis «um Referenzsignal stehen, bewirken nicht das erscheinen in den Punkten G und F einer Gleiohetromkompenente in einem Zeitraum, der der Perlode dee Storsignals gleicht oder deren Vielfaches ausmacht· Zn den Punkten M und N erscheint ein Signali das einen Teil des zu den Punkten D und E augeführten Signal· bildet, wobei das Verhältnis des detektierten Signal· sum Referen»signal mittels des Widerstandes 13, der die Grosse der Verstärkungen der Schleifen der negativen Rückkopplungen für die Referenzsignale nicht beeinflusst, im den Punkten M und N geändert werden kann* Die Signale aus den Punkten H und H werden al· Signale der negativen Rückkopplung benutzt.

Patentansprüche : • 7 -

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Claims (2)

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Patentanspruch·!

Phasenempfindllohtr Ptttkttr mit ethr gut« Linearität der Detektiongcharakterletik, groteer IuIlstabilität uad DtUktioniltletu*f|fllhifk«lt in Ab hängigkeit von Zelt, Temperatur und Freiu·*·, tJmai· hangigkeit der Detektlontleietunfefahigkeit vom »ehr· fach grösierea Niveau der 8t or signale, breitem Frequent«, bereich, wobei cu den Eingängen der Detektionsbrüoke , ■: das detektlerte Signal und das Referentsignal Mittels der Verstärker iuf«führt werden, dadurch gekemmieichnet, dass er Schleifen negativer Rückkopplung eunt Stabil!« sieren und zum Ausgleich im breiten yrequemsbereioh der VerstärkungBCharakteristik und der Phasenohar&kteristik der Verstärker enthält, wobei diese Schleifen die Detektionsbrücke mit den Gleichrichterelementen 6f4,5,6) umfassen, sowohl für das am Eingang (A) detektlerte Signal als auch für das Referenzsignal aus den Eingängen (B) und (0) durch Abführen eines Teiles ^! der in der Detektionsbrücke bestehenden Signale entsprechend mittels aus Widerständen (7,8,9,13 sowie 1.0, 11) bestehenden Spannungsteilern zu den Eingängen der für.die Signale der negativen Rückkopplung vorgesehenen Verstärker (!) und (2)·

2. Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Widerstand (13) zum Wählen der Schleifen-

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verstärkung der negativen Rückkopplung für das Detektions« signal, sowie Widerstände (9 und 10) zum Fahlen der Schleifenverstärkungen negativer Rückkopplungen für Referenzsignale "besitzt, wobei der erstgenannte Widerstand (13) die Grosse der Schleifenverstärkungen negativer Rückkopplungen für Referenzsignale nicht beeinflusst«

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