Изобретение относитс к радиотехнике И предназначено дл демодул ции ЧМ-сигналов, а также дл использова .НИН в точных измерител х частоты, работающих в широком диапазоне воздействующих дестабилизирующих факторов . Известен частотный дискриминатор содержащий входной ключевой коммутатор , управл емый генератором тактовых импульсов, выход которого через последовательно соединенные формирователь импульсов и резистор подключен к входу выходного ключевого коммутатора , управл емого генератором тактовых импульсов, причем каждый из выходов выходного ключевого коммутатора соединен с входом преобразовател длительности в напр жение, выходы которых подключены к входам выходного дифференциального усилител посто нного тока. В этом дискрими наторе задача повышени стабильности нулевой точки амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) решена за счет компенсации ошибок, возникаюпщх при обработке сигнала и опорной частоты разными формировател ми импульсов 1. Недостатком известного дискримина тора вл етс недостаточно высока стабильность опорной точки АЧХ, вызванна различи ми в величинах коэффициентов передачи канальных пре образователей. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс частотный дискриминатор, содержащий соединенные последовательно первый коммутатор входных сигналов, управп ют е входы которого подключены к парафазным выходам генератора тактовых импульсов, формирователь импульсов посто нной длительности и фильтр нижних частот, а также первьй амплитудно-фазовый детектор, опорный вход которого соединен с одним из выходов генератора тактовых импульсов 2. Данный частотный дискриминатор обладает недостаточной величиной кру тизны и стабильности дискриминацион ной характеристики. Цель изобретени - увеличение крутизны и стабильности дискриминационной характеристики. Поставленна цель достигаетс тем, что в частотный дискриминатор. 27- 2 содержащий соединенные последовательно первый коммутатор входных сигналов, упра,вл ющие входы которого подключены к парафазным выходам генератора тактовых импульсов, формирователь импульсов посто нной длительности и фильтр нижних частот, а также первьй амплитудно-фазовьм детектор, между выходом фильтра нижних частот и входом первого амплитудно-фазового детектора введены последовательно соединенные первый блок устранени посто нной составл ющей, первый сумматор, полосовой усилитель с регулрфовкой усилени , второй амплитудно-фазовый детектор и второй блок устранени прсто нной составл ющей , при этом между выходом и управл ющим входом полосового усилител с регулировкой усилени введены последовательно соединенные второй коммутатор, первый амплитудный детектор , первый блок выборки-хранени , второй сумматор и инвертирующий интегратор на операционном усилителе , неинвертирующий вход которого подсоединен к источнику опорного напр жени , а между вторым выходом второго коммутатора и вторым входом второго сумматора включены последовательно соединенные второй амплитудный детектор и второй блок выборки-, хранени , причем между выходом генератора тактовьк импульсов и объединенными между собой управл ющими входами второго коммутатора, второго блока выборки-хранени и опорным входом первого амплитудно-фазового детектора включен делитель частоты, инверсный выход которого соединен с управл юш {м входом первсзго блока выборки-хранени , а между парафазными выходами генератора тактовых импульсов и объединенными между собой вторым входом первого сумматора и опорным входом второго амплитудно-фазового детектора включен третий коммутатор, управл ющий вход которого соединен с пр мым выходом делител частоты. На фиг. 1 представлена структур-, на электрическа схема предлагаемого частотного дискриминатора на фиг. 2-5 - временные диаграммы его работы. Частотный дискриминатор содержит первый коммутатор 1 входных сигналов, генератор 2 тактовых импульсов, формирователь 3 импульсов посто нной 3 . длительности, фильтр 4 нижних частот первый амплитудно-фазовьй детектор 5 первый блок 6 устранени посто нной составл ющей, первый сумматор 7, усилитель 8 с регулировкой усилени , второй амплитудно-фазовьй детектор 9, второй блок 10 устранени посто н ной составл ющей, второй коммутатор 11, первьм амплитудный детектор 12, первый блок 13 выборки-хранени , второй сумматор 14, инвертирующий интегратор 15 на операционном усилителе 16, источник 17 опорного напр жени , второй амплитудный детектор 18, второй блок 19 выборки-хранени делитель 20 частоты, третий коммутатор 21. Частотньй дискриминатор работает следующим образом. Первый коммутатор 1 поочередно подключает (фиг.2а. За) вход формировател 3 импульсов посто нной длительности то к источнику входного сигнала, то к источнику сигнала эталонной частоты. Так как первый, коммутатор 1 на каждые полпериода тактовой частоты подключает к входу формировател 3 импульсов посто нной длительности либо источник сигнала входной частоты f, либо источник сигнала эталонной частоты , то на входе формировател 3 присутству ют пачки меандров, частоты которых в общем случае, т.е. при fc / различны от пачки к пачке (фиг.2Ь, 35). Формирователь 3 импульсов пост нной длительности, формирует из поступающих на его вход меандров импульсы фиксированной длительности (фиг.26, ЗЬ), в результате чего скважность импульсных последователь ностей измен етс при изменении час тоты входного сигнала fg внутри пач ки It. 12 и остаетс посто нной внутр пачки Тк/2 сигнала эталонной частоты f 4т На выходе фильтра 4 нижних часто образуетс посто нное напр жение, пропорциональное посто нной составл ющей , содержащейс в пачках на ин тервалах Тц/2 (фиг.2г, Зг). Огибающа выходного напр жени с выхода фильтра 4 нижних частот измен етс .в зависимости от того, что больше; fc f,T и-пи fet fc- При ft - f огибающа будет представл ть собой чисто посто нное напр жение, а пере 274 менна составл юща напр жени ошибки будет равна нулю. Напр жение ошибки, т.е. переменна составл юща сигнала Тк, пропорциональна отклонению f от f;,,. , отдел етс от посто нной составл ющей с помощью блока 6 устранени посто нной составл ющей (фиг-.2(3, Зо) и, суммиру сь когерентно с напр жением частоты l/Tt, поступающей с выхода генератора 2 тактовых импульсов через третий коммутатор 21, поступает на вход полосового усилител 8, где усиливаетс и постзтает на вход второго амплитудно-фазового детектора 9. При этом третий коммутатор 21 подает на вход первого сум-t матора 7 пачки импульсов тактовой частоты, имеющих вид фазоманипулированных пачек, т.е. с заполнением пачек измен ющихс на 180 от одного полупериода до другого полупериода (фиг.4Ь и фиг.5Ь). Эти пачки импульсов коммутации когерентны с импульсами генератора 2 тактовых импульсов, так как делитель 20 частоты формирует на своем выходе импульсы, образованные из поделенных в целое число раз импульсов с выхода генератора 2 тактовых импульсов (фиг.4а и фиг.5а). Импульсы с выхода блока 6 устранени посто нной составл ющей суммируютс когерентно с импульсами той же длительности, но посто нной амплитуды с выхода третьего коммутатора 21. При этом суммирование будет зависеть как от амплитуды импульсов с выхода блока 6 устранени посто нной составл ющей, котора пропорциональна разности частот f и f так и от их фазы (фиг.4г, 5г). Просуммированный сигнал после усилени полосовым усилителем поступает на один вход второго амплитудно-фазового детектора 5, на другой вход которого поступает опорное напр жение, такое же, как на вход первого сумматора 7 (фиг.4Ь и 5Ь). Напр жение на выходе второго амплитудно-фазового детектора 9 будет зависеть как от амплитуды и фазы сигнала с выхода блока 6 устранени посто нной составл ющей (фиг.45, 58), так и от фазы опорных импульсов внутри пачек импульсов Тл/2п (фиг.4А, 5А). Второй блок 10 устранени посто нной составл ющей осуществл ет $1 вьиеление переменной составл ющей из сигнала (фиг.Ае и 5е), величина которого пропорцинальна разности частот, а фаза по отношению к сигналу с выхода делител 20 частоты зави сит от выполнени неравенства ftf tyt.nK fo fit (фиг.Ае и 5е) что виднр из сравнени фиг,4о-с фиг. 4еи фиг. 5о-с фиг.Зе. Напр жение на выходе второго a шлитyднo-фaз вого детектора 10 будет пропорционально как разности частот fc и , так и знаку их разности (фиг.жи 5ж Крутизна дискриминационной характеристики зависит от коэффициента усилени полосового усилител 8 и может регулироватьс изменением его коэффициента усилени , а,стабильност опорной точки дискриминационной характеристики зависит от стабильности If , котора в случае иcпoльзoвaJни кварцевого генератора может быть очень высокой. Сигнал с выхода полосового усилител 8 подаетс через второй коммутатор 11 поочередно на входы амплитудных детекторов 19 и 18, напр жени с выходов которых поочередно запоминаютс блоками 13 и 19 выборки-хранени и подаютс на второй сумматор 14. При этом на выходе сумматора 14 всегда будет напр жение, пропорциональное величине напр жени генератора 2 тактовых импульсов и коэффициенту усилени поло ового усилител 8 и не завис щее от уровн сигнала с выхода первого блока 6 устранени посто нной состав л ющей (фиг.4д и ЗА). Это объ сн ет с тем, что сумма данных напр жений в течение периода Ти/п не измен етс , а измен етс лишь их разность при изменении ft относительно f ;,f . Сигнап с выхода второго сумматора 14 сравниваетс с напр жением источника 17 опорного напр жени , усиливаетс и одновременно интегрируетс , благодар включению конденса тора в цепь отрицательной обратной св зи операционного усилител 16, jVtn обеспечени устойчивости замкну той систеьо автоматического регули .ровани , и поступает на зп1равл юш й вход полосового усилител 8. Измен величину опорного напр жени , регулируют величину усилени полосового усилител 8 и, следова7 тёльно, крутизну дискриминационной характеристики частотного дискриминатора . Вместоамплитудных детекторов 12 и 18 могут бьп-ь применены синхронные фазовые детекторы. Значение тактовой частоты генератора 2 тактовых импульсов выбираютс исход из ожидаемой частоты входного сигнала и скорости ее изменени . За врем , равное одному периоду Т ( генератора 2, к входу частотного дискриминатора подключаетс источник входного сигнала fc и источник эталонного сигнала fjr . При этом длительность Т, должна быть выбрана такой, чтобы количество периодов входного измер емого или эталонного сигналов бьшо не менее 7-10 периодов за врем Т /2. Чем больше периодов входного сигнала укладьтаетс за врем Тк/2, тем вьш1е точность детектировани , однако быстродействие при этом снижаетс . Увеличение количества импульсов свьнпе 10-15 практически не сказываетс на повьш1ении точности детектировани . Величина коэффициента дл делител 20 выбираетс исход из скорости изменени частоты входного сигнала, быстродействи амплитудных детекторов и скорости изменени коэффициента передачи усилител 8, котора , как правило , имеет очень низкое значение. Поэтому основным фактором вл етс скорость изменени частоты входного сигнала и приемлемым значением вл етс величина коэффициента делени . Таким образом, в частотном дискриминаторе действует система автомати,ческой регулировки усилени , не вли юща на амплитудные изменени сигнала, характеризующего отKJtoнекие частоты от эталонной f эт Технико-экономические преимущества предлагаемого частотного дискриминатора по сравнению с известным заключаетс в увеличении чувствительности в 100-1000 раз, увеличении крутизны дискриминационной характеристики на 30-40 дБ при сохранении ее стабильности с погрешностью 1% при воздействии температуры от -50 до +120 С, а также в повышении точности измерени откпонени частоты.
Й/г.2
uj.3 Гк/2п тЛ ТкПп Фаг-5