Частотный демодулятор

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВЫДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<„, 764122 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) ЗаЯвлено 15.03.78 (21) 2605681/18-21 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет—

3 (51)М. Кл.

Н 03 К 13/02

Государственный комитет по делам изобретений н открытий (53) УД)(621.396. .6 (088.8) Опубликовано 15.09.80. бюллетень Ж 34

Дата опубликования описания IS.09.80 (72) Авторы изобретения

А. М. Заславская, В, П. Сушко и А. Ю. Чернышев

Томское специальное конструкторское бюро средств вычислительной техники (7l) Заявитель (54) ЧАСТОТНЪ|Й ДЕМОДУЛЯТОР

Предлагаемый частотный демодулятор предназначен для использования в электротехнических установках различного назначения, в частности в системах автоматического управления и регулирования.

Известен частотный демодулятор — преобразователь частоты,в напряжение постоянного тока, содержащий запоминающий элемент и генератор (формирователь) гиперболических импульсов (1) .

Его недостатком является невысокая точностьИз известных частотных демодуляторов наиболее близким по технической сущности к предложенному является демодулятор, содержащий элемент ИЛИ-НЕ ключевой запоминающий элемент, выход которого подключен к выходной клемме, одновибратор, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИНЕ и с управляющим входом ключевого запоминающего элемента, формирователь импульсов (пилообразной формы), выход которого подключен к сигнальному входу ключевого заломинающего элемента (2) .

Недостаток данного частотного демодулятора заключается в том, что его точная работа возможна лишь при небольших изменениях входной частоты. Кроме того, известный демодулятор преобразует в напряжение часть полупериода входного сигнала, например, когда на его входе имеется потенциал. При изменении скважности входного сигнала у известного демодулятора появляется дополнительная погрешность, а в случае, если входная частота задается короткими импульсами постоянной длительности, необходимо деление входной частоты триггером, что уменьшает количество информации в единицу времени вдвое.

Цель изобретения — расширение диапазона частот входного сигнала и повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что в демодулятор, содержащий элемент ИЛИ-HL, ключевой запоминающий элемент, выход которого подключен к выходной клемме, одновибратор, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ и с управляющим входом ключевого запоминающего элемента, формирователь гиперболических импульсов, выход

7641 которого подключен к сигнальному входу клю,чевого запоминающего элемента, введен второй одновибратор, вход которого соединен с выходом первого одновибратора,. а выход — со вторым входом элемента ИЛИ-НЕ и с управляющим зарядным входом формирователя гиперболических импульсов, причем управляющий. разрядный вход формирователя гиперболических импульсов подключен к выходу элемента ИЛИ-НЕ, а вход первого одновибратора — ко входной клем- lo ме.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема предложенного устройства; на фиг. 2 - диаграмма напряжений, поясняющих его работу.

Частотный демодулятор содержит последова- 15 тельно соединенные одновибраторы 1 и 2, элемент ИЛИ-HЕ 3, генератор 4 гиперболических импульсов, включающий транзисторный ключ разряда 5, резисторы 6 и 7, вентиль 8, конденсатор 9 и транзисторный ключ заряда 10. 20

Ключевой запоминающий элемент включает в себя транзисторный повторитель напряжения 11, схему фиксации 12 и запоминающий конденсатор 13.

На вход 14 подается частотно-модулирован- 25 ный сигнал, на входы 15 и 16 соответственно— напряжение питания 4U„m смещения U, С выхода 17 снимается выходное напряжение.

Демодулятор работает следующим образом.

Первый импульс входного сигнала (см. фиг.2,a) зп запускает одновибратор 1, который генерирует короткий прямоугольный импульс стабильной длительности (фиг. 2, б), задним фронтом ко- торого запускается одновибратор 2. Имйульс напряжения c выхода одновибратора 2 (фиг,2,в) 55 открывает ключ заряда 10 и кондейсатор 9 генератора 4 гиперболических импульсов заря жается до напряжения источника питания, поступающего на вход 15 (фиг. 2, д). В момент окончайия действИя одновибратора 2 "положи- 4О тельным потенциалом с выхода элемента ИЛИНЕ (фиг. 2, г) открывается ключ разряда 5 и конденсатор 9 разряжается (фиг. 2, д). Раз ряд конденсатора 9 приближается к гиперболи- ческому. Это достигается тем, что в начальный 45 момент конденсатор 9 разряжается через вентиль 8, резистор б и открытый ключ разряда 5.

Участок экспоненты, получаемый при разряде конденсатора 9, при длительности разряда, равной постоянной времени разряда, приближенно совпадает с гиперболой. По мере уменьшения тока разряда возрастает динамическое сопротивление вентиля 8, и следующий участок аппроксимации получается при разряде конденсатора через резисторы 6, 7 и ключ разряда 5. Величина и число участков аппроксимации выбирают- . ся исходя из диапазона частот и требуемой

22 4 точности преобразования частоты в напряжение постоянного тока.

С началом следующего периода напряжения частотно-модулированного сигнала вновь запускается одновибратор 1, при этом ключ заряда закрывается, а напряжение на конденсаторе 9 запоминается. В этот же момент под действием положительного импульса одновибратора 1 открывается схема фиксации и запоминающий конденсатор 13 заряжается до напряжения, установившегося на выходе повторителя напряжения 11, пропорционального напряжению конденсатора 9 (фиг, 2, е). В момент окончания импульса одновибратора 1 запускается одновибратор 2, и цикл повторяется.

Напряжение на запоминающем конденсаторе

13 сохраняется в течение периода и с необходимой точностью пропорционально частоте входного сигнала.

Предложенный демодулятор выгодно отличается от известных, так как увеличивается точ. ность преобразования частоты в напряжение постоянного тока в широком диапазоне изменения частот, причем изменение скважности входного сигнала не влияет на точность работы частотного демодулятора.

Фор мула изобретения

Частотный демодулятор, содержащий элемент

ИЛИ-НЕ, ключевой запоминающий элемент, выход которого подключен к выходной клемме, йервый одновибратор, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ и с управляющим входом ключевого запоминающего weмента, формирователь гиперболических импульсов, выход которого подключен к сигнальному . входу ключевого запоминающего элемента, отличающийся тем, чу, -с целью расширения диапазона частот входного сигнала, и повышения точности, в него введен второй одновибратор; вход которого соединен с выхо"дом одновибратора, а выход — со вторым входом элемента ИЛИ-НЕ и с управляющим зарядным входом формирователя гиперболических импульсов, причем управляющий разрядный, вход формирователя гиперболических импульсов подключен к выходу элемента ИЛИ-НЕ, а вход первого одновнбратора — ко входной клемме.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР У 338999, кл. Н 03 К 13/02, 13.07.70.

2. Авторское свидетельство СССР Х . 561276, кл. Н 03 О 3/04, 08.04.74 (прототип).

764122

Составитель Ю. Жулин

Редактор T. Орловская Техред А, Ач

Корректор В Бутяга

Заказ 6301/49 Тираж 995 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035; Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4