Изобретение относитс к радиотехнике и может быть использовано дл вьщелени слабых периодических сигналов на фоне помех. , Цель изобретени - увеличение отношени сигнал/шум. На чертеже представлена функциональна электрическа схема предлагаемого синхронного детектора. Устройство содержит дифференциал ный усилитель 1, параллельно соединенные две идентичные ветви 2 и 3, кажда из которых содержит ключ 4 и реактивный элемент - катушку индуктивности 5, опорный генератор 6, входной резистор 7, пиковый детекто 8 положительных импульсов, пиковый детектор 9 отрицательных импульсов, алгебраический сумматор 10, первый и второй 12 дополнительные ключи. Устройство работает следующим образом. Опорный генератор 6 вырабатывает напр жение, по частоте и фазе совпадающее с вьздел емым сигналом. Пусть в положительную полуволну сиг нала ключ 4 ветви 2 и ключ 12 замкнуты , а ключ 4 ветви 3 и ключ 11 разомкнуты. При этом катушка 5 индуктивности накапливает входной сиг нал, а катушка индуктивности ветви отдает накопленную во врем предыду щего полупериода энергию на один из входов диффереН1 иальното усилител Посто нна времени разр да катуш ки 5 индуктивности выбираетс корот кой по сравнению с полупериодом сиг Т нала у, вследствие чего на входах дифференциального усилител 1 при замыкании дополнительных ключей 11 или 12 поочередно формируютс остро конечные импульсы напр жени большой амплитуды с экспоненциальные спадом. Причем, на одном из входов импульсы посто нно положительные, а на втором - отрицательные, поэтому выходные импульсы дифференциального усилителе 1, поступающие на пиковые детекторы 8 и 9, имеют одну пол рность , например положительн то. При этом на выходе пикового детектора В положительных импульсов устанавливаетс посто нное напр жение, близк по величине к амплитуде его входных импульсов. На выходе пикового детек тора 9 отрицательных импульсов напр жение равно нулю. Напр жение на вы6 ходе алгебраического сумматора 10 , равно выходному напр жению пикового детектора 8 положительных импульсов. При несовпадении частот опорного генератора 6 и входного сигнала импульсы на выходе дифференциального усилител 1 станов тс разнопол рньми. На выходе пикового детектора 9 отрицательных импульсов по вл етс отрицательное напр жение, которое вычитаетс в алгебраическом сумматоре 10 из положительного выходного напр жени пикового детектора 8 положительных импульсов, в результате чего выходное напр жение синхронного детектора уменьшаетс . При больпшх посто нных времени пиковых детекторов 8 и 9 уже небольшое несовпадение частот приводит к уменьшению выходного напр жени почти до нул . Увеличение отношени сигнал/шум достигаетс уменьшением собственного шума синхронного детектора. А уменьшение собственного шума синхронного детектора достигаетс с одной стороны увеличением коэффициента передачи, с другой стороны - уменьшением напр жени дрейфа нул на выходе синхронного детектора. Увеличение коэффициента передачи достигают сжатием входного сигнала в короткие импульсы большой амплитуды. Ток в катушке 5 индуктивности в момент переключени ее на большое входное сопротивление дифференциального усилител 1 не может изменить свое значение , поэтому амплитуда импульсов на входах дифференциального усилител значительно превосходит амплитуду исходного сигнала. Ограничение величины входного сопротивлени дифференциального усилител 1 сверху св зано с необходимостью иметь апериодический разр д индуктивности, который при чрезмерном увеличении входного сопротивлени дифференциального усилител 1 превращаетс в затухающий колебательный. Напр жение дрейфа нул на выходе синхронного детектора определ етс дрейфом нул алгебраического сумматора 10. Дрейф нул алгебраического сумматора определ етс коэффициентом усилени , который равен единице. Дрейф нул дифференциального усилител 1 не попадает на выход синхронного детектора, так как пиковые детекторы 8 и 9 не реа3 1The invention relates to radio engineering and can be used to distinguish weak periodic signals against interference. The purpose of the invention is to increase the signal-to-noise ratio. The drawing shows the functional electrical circuit of the proposed synchronous detector. The device contains a differential amplifier 1, two identical branches 2 and 3 connected in parallel, each of which contains a switch 4 and a reactive element — an inductor 5, a reference generator 6, an input resistor 7, a peak detector of 8 positive pulses, a peak detector of 9 negative pulses, algebraic adder 10, first and second 12 additional keys. The device works as follows. The reference generator 6 generates a voltage, in frequency and phase, coinciding with the output signal. Let the key 4 of branch 2 and key 12 be closed in a positive half-wave of a signal, and key 4 of branch 3 and key 11 be open. In this case, the inductor 5 accumulates the input signal, and the branch inductance transfers the energy accumulated during the previous half period to one of the inputs of the differential amplifier and the amplifier. The constant discharge time of the inductor coil 5 is chosen to be short compared with the signal half period T as a result, at the inputs of the differential amplifier 1, when closing the additional switches 11 or 12, sharply finite pulses of high amplitude with exponential decay are alternately formed. Moreover, the pulses are permanently positive at one of the inputs, and negative at the second, so the output pulses of the differential amplifier 1 arriving at the peak detectors 8 and 9 have the same polarity, for example, positive. At the same time, at the output of the peak detector B a positive pulse a constant voltage is established, which is close in magnitude to the amplitude of its input pulses. At the output of the peak detector of 9 negative pulses, the voltage is zero. The voltage at the output of the algebraic adder 10 is equal to the output voltage of the peak detector of 8 positive pulses. If the frequencies of the reference oscillator 6 and the input signal do not coincide, the pulses at the output of the differential amplifier 1 become opposite fields. At the output of the peak detector 9 negative pulses, a negative voltage appears, which is subtracted in the algebraic adder 10 from the positive output voltage of the peak detector 8 positive pulses, with the result that the output voltage of the synchronous detector decreases. With the large time constant peak detectors 8 and 9, an already small frequency mismatch leads to a decrease in the output voltage to almost zero. An increase in the signal-to-noise ratio is achieved by reducing the intrinsic noise of the synchronous detector. And the reduction of the intrinsic noise of a synchronous detector is achieved on the one hand by increasing the transmission coefficient, on the other hand by decreasing the zero drift voltage at the output of the synchronous detector. The increase in transmission coefficient is achieved by compressing the input signal into short pulses of large amplitude. The current in the inductor coil 5 at the moment of its switching to the large input resistance of the differential amplifier 1 cannot change its value; therefore, the amplitude of the pulses at the inputs of the differential amplifier far exceeds the amplitude of the original signal. The limiting value of the input impedance of the differential amplifier 1 from above is associated with the need to have an aperiodic discharge inductance, which, with an excessive increase in the input impedance of the differential amplifier 1, becomes a damped oscillatory one. The drift voltage zero at the output of the synchronous detector is determined by the drift zero of the algebraic adder 10. The drift zero of the algebraic adder is determined by the gain factor, which is equal to one. The drift of the zero differential amplifier 1 does not fall on the output of the synchronous detector, since the peak detectors 8 and 9 are not pea3 1
гируют на медленно мен ющеес напр жение .guided on a slowly varying voltage.
Усиление коротких импульсов требует от дифференциального усилител 1 широкой полосы, что приводит к по влению на его выходе высокочастотных шумов. №1е близкий к нормаль ному закон распределение с нулевым средним значением, они одинаково детектируютс обоими пиковыми детекторами 8 и 9 и вычитаютс в алгебраическсж сумматоре 10. Однако 7The amplification of short pulses requires a wide bandwidth from the differential amplifier 1, which leads to the appearance of high-frequency noise at its output. No. 1e, the distribution is close to normal with a zero mean value; they are equally detected by both peak detectors 8 and 9 and subtracted in an algebraic adder 10. However, 7
19376641937664
вследствие неизбежных погрешностей при детектировании и суммировании на выходе синхронного детектора по вл етс некоторое напр жение, 5 вызванное наличием собственного шума дифференциального усилител 1, которое тем меньше, чем меньше отличаютс между собой коэффициенты передачи пиковых детекторов 8 и 9 due to unavoidable errors in the detection and summation at the output of the synchronous detector, some voltage appears, 5 caused by the presence of the intrinsic noise of the differential amplifier 1, which is the smaller, the smaller the transmission coefficients of the peak detectors 8 and 9 differ from each other
to и коэффициенты передачи алгебраического сумматора 10. по разнкм входам .to and transfer coefficients of the algebraic adder 10. according to different inputs.