Способ дискретного дифференцирования частотно- модулированного сигнала

С053 Советокит

Социаливтичеокив

Ревоубкик

О П И С А..Н И вЂ” Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 02.И1.19?О (№ 1457758/18-24) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 28.Х!.1972. Бюл;.етень № 36

Дата опубликования описания 21.II,1973

М. Кл. 6 06 7/18

Комитет оо деком изооретеиий и открытий ори Совете Министров

СССР

УДК 681.335.713 (088.8) Авторы изобретения

Ф. К. Лежнин, И. В. Ребрин и Е. Б. Табачник

Заявитель

СПОСОБ ДИСКРЕТНОГО ДИФФЕРЕНЦИРОВАНИЯ

ЧАСТОТНО-МОДУЛ ИРОВАН НОГО СИГНАЛА

Изобретение относится к аналого-цифровь|м способам дифференцирования электрических, в частности, частотно-модулированных сигналов. Такие способы дифференцирования позволяют получить положительную и отрицательную производную частотно-модулированного сигнала по времени в виде числа импульсов и обеспечивают одинаковый коэффициент передачи при,выделении положительной и отрицательной производной.

Известный способ заключается в квантовании частотно-модулированного сигнала по времени с постоянной частотой и суммировании числа колебаний частотно-модулированно-.о сш- ала в течение каждого нечетного периода ква товання прн последующем вычитании из полученной суммы числа колебаний частотно. ; одулированного сигнала за четный период квантования. Таким об разом получают разность, величина и знак которой соответствуют величине и инвертированному знаку первой производной частотно-модулированного сигнала по времени. Отрицательную разность (т. е. число колебаний частотно-модулированного сигнала, пропорциональное положительной производной) измеряют посредством дифференцируемого сигнала в конце четного периода квантования после сравнения числа колебаний в четном периоде квантования с суммарным числом колебаний в нечетном периоде кванток т °

1 -- ==ЗЬО67О вання, „;, положительную разность посредством дифференцируемого сигнала в начале нечегного периода квантования. При этом величину положительной разности запоминают, а затем

5 вычитают из суммы числа колебаний очередногс четного периода квантования.

Этот способ сложен из-за необходимости запоминания положительной разности на время измерения ее величины, что требует ucl0 пользования двух реверсивных счетчиков прн синтезе дифференцирующего устройства.

Цель изобретения — упрощение процесса дифференцирования частотно-модулированного сигнала.

,5 Это достигается тем, что положительную разность числа колебаний частотно-модулированного сигнала измеряют в начале нечетного периода квантования посредством электрических сигналов, частота которых превосходит

20 частоту дифференцируемого сигнала.

Il0 предложенному способу предусмотрено квантование частотно-модулированного сигнала по времени с постоянной частотой и суммирование числа колебаний частотно-модулиро2 ванного сигнала в течение каждого нечетного периода fiBBHTQBBHHH Т с последующим вычитанием из полученной суммы числа колебаний за четный период квантования Т, получая таким образом разность числа колебаний, вели чина и знак которой соответствуют величитт..

360670

3 и инвертированному знаку первой производной частотно-модулированного сигнала по времени.

П ри увеличении частоты дифференцируемого сигнала суммарное число колебаний в четном периоде квантования Т больше, чем суммарное число колебаний в нечетном периоде Т, поэтому;разность числа колебаний частотно-модулированного сигнала отрицательна.

Эту разность измеряют посредством дифференцируемого сигнала в конце четного периода Г после сравнения числа колебаний в четном периоде T квантования с суммарным числом колебаний в нечетном периоде Т, а положительную разность (т. е. число колебаний частотномодулированного сигнала, пропорциональное величине отрицательной производной), измеряют в начале нечетного периода Т посредством электрических сигналов, частота которых превосходит частоту,дифференцируемо о сигнала.

На чертеже показана блок-схема дифференцирующего устройства для осуществления предложенного способа.

В исходном состоянии триггеры 1, 2, 8, реверсивный счетчик 4, с триггером 5 знака находятся в состоянии «О». При этом импульсы

U частотно-модулированного сигнала не поступают на вход счетчика 4 и на выходы дифференцирующего устройства. После переключения тумблера 6 импульсом Uz генератора 7 тактовых импульсов (частотой импульсов U; определяется период Т квантования) триггеры

2, 5 и 8 перебрасываются в состояние «1» (триггер 8 перебрасывается выходным напряжением триггера 5),,в результате чего импульсы Uq через логическую схему «И» 8 и логическую схему «ИЛИ» 9 поступают на вход реверсивного счетчика, работающего при состоянии «I» триггера знака в .режиме «сложение». Вторым импульсом Uz триггер знака перебрасывается в состояние «О», а реверсивный счетчик 4 переводится в режим «вычитание».

Состояние триггера 8 при этом не изменяется.

Если частота входного сигнала увеличи вается, то количество импульсов Uь поступившее на вход реверсивного счетчика 4 в четном периоде Т генератора 7, больше, чем в нечетном, поэтому реверсивный счетчик 4 в состоянии «О» окажется несколько ранее окончания четного периода Т генератора 7, а именно в момент равенства вычитаемого уменьшаемому.

При переходе реверсивного счетчика в состояние «О» перепадом выходного напряжения нуль-индикатора 10 триггер 3 перебрасывается в состояние «О» (состояние триггера 1 прн этом не изменяется). С выхода триггера 3 на вход логической схемы «И» 11 поступает сигнал «I» и до прихода следующего импульса

U через схему. «И» 11 импульсы U, поступают на первый выход дифференпирующего устройства. Количество этих импульсов и ропорционально скорости увеличения частоты импульсов U . С приходом очередного импуль5 0

4 са U> триггеры 5 и 3 перебрасываются в состояние «I» и цикл выделения положительной производной повторяется.

При уменьшении частоты входного сигнала в нечетном периоде Т генератора 7 на вход реверсивного счетчика импульсов Ь, поступаег больше, чем в четном, поэтому в четном периоде Т реверсивный счетчик 4 и триггер 3 не переводятся в состояние «О». Положительная разность числа колебаний частотно-модулированного сигнала измеряется при этом в начале нечетного периода Т генератора 7. Это осуществляется следующим образом. К началу следующего нечетного периода Т после выделения в реверсивном счетчике 4 положительной разности триггер 8 находится в состоянии

«I» и ключ 12 открыт выходным сигналом этого триггера, проходящим через схему 18 задержки (время задержки этой схемы не менее времени срабатывания триггера 1),,в результате этого при перебросе импульсом У триггера 5,в состояние «1» выходным напряжением триггера 5 через ключ 12 триггер 1 перебрасывается в состояние «I», при этом с выхода триггера 1 поступает сигнал «О» и открываются ключи 14 и 15. Импульсы U, могут поступать на вход схемы 16 задержки, а через схему «И» 8 на вход реверсивного счетчика 4 они не поступают. Импульсы U, генератора 17 счетных импульсов через ключ 15 подаются на второй выход дифференцирующего устройства и через логическую схему «ИЛИ» 9 на вход реверсивного счетчика 4, работающего в это время в режиме «вычитание», так как первым же импульсом U>, прошедшим через ключ

l5 триггер 5 по входу «сброс» перебрасывается в состояние «О».

Развязывающий диод 18 предотвращает переброс остальных триггеров в этот момент по шине «сброс». В состоянии «О» триггер 5 находится в течение времени, необходимого для выделения положительной разности, т. е. до того момента, пока реверсивный счетчик 4 не окажется в состоянии «О» и не перебросятся триггеры 1, 3 и 5, причем триггеры 1 и 3 перебрасываются выходным напряжением нульиндикатора 10 в состояние «О», а триггер 5 выходным напряжением триггера 1 через развязывающий диод 19 перебрасывается в состояние «1», в результате этого исчезают импульсы U3 на втором выходе дифференцирук щего устройства, реверсивный счетчик 4 переводится в режим «сложение», и на вход его снова могут поступать импульсы U> через логическую схему «И» 8.

За время измерения положительной разности частотно-модулированного сигнала в зависимости от частоты генератора 17 на вход дифференцирующего устройства может поступить один или несколько импульсов UI дифференцируемого сигнала. Если эти импульсы в нечетном такте не поступают на вход реверсивного счетчика 4 при работе его в режиме

«сложение», то величина следующей разности

360670

Составитель В. )Ковинский

Техред 3. Тараненко

Редактор Т. Рыбалова

Корректоры Е. Талалаева н Е. Сапунова

Заказ 687/2356 Изд. № 1800 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. кПатентъ оказывается больше или меньше истинной, что вызывает погрешность дифференцирования.

Для исключения этой погрешности импульсы Ut, поступающие на вход дифференцирующего устройства во время измерения положительной разности, задерживаются схемой 16 задержки на время, не меньшее времени измерения положительной .разности, а затем через схему «ИЛИ» 9 поступают на вход реверсивного счетчика 4, работающего в режиме

«сложение». Однако во многих случаях нет необходимости использования схемы 1б задержки и ключа 14, так как при соответствующих частоте генератора 17 и быстродействии счетчика 4 время измерения положительной разности может быть уменьшено до величины, меньшей минимального периода следования импульсов Ut, при этом ошибка становится пренебрежимо малой.

Предмет изобретения

5 С-.îñîá дискретного дифференцирования ча стотно-модули|рованного сигнала с использованием квантования сигнала по времени и определения знака и величины разности числа колебаний частотно-модулированного сигнала за

1О два фиксированных периода времени и с определением отрицательной разности в конце четного фиксированного периода времени, от гичающийся тем, что, с целью упрощения процесса дифференцирования, положительную разность измеряют,в начале нечетного фиксированного периода с помощью электрических сигналов, частота которых превосходит частоту дифференцируемого сигнала.