CS239351B1 - Zapojenie frekvenčného nulového detektora s diodovým zdvojovačem frekvencie - Google Patents

Description

Vynález sa týká zapojenia frekvenčného nulového detektora s diodovým zdvojovačom frekvencie.

Doteraz existujú vo svete štyri základné zapojenia frekvenčného nulového detektora. Prvé zapojenie typu tvarovač — derivačný člen — integrátor sa uvádza v prameni

G. Kristofovič: Kmitočtové demodulátory, SNTL Praha 1977. Pódia tohto zapojenia vstupný sinusový signál sa pomocou tvarovača upravuje na pravoúhlý impulzný signál. Pravoúhlý impulzný signál sa ďalej privádza na vstup derivačného člena, na výstupe ktorého sa získajú derivačné špičky. Tieto derivačné špičky sa používajú ako riadiace impulzy na riadenie integrátora. Frekvenčný nulový detektor pódia tohto zapojenia po elektronickej stránke obsahuje dva tranzistory zapojené ako tvarovač, jeden tranzistor zapojený ako integrátor. Nevýhodou tohto zapojenia je detekcia len každého druhého přechodu vstupného signálu cez nulu, spósobená použitím len kladných alebo len záporných derivačných špičiek na riadenie integrátora. Druhé zapojenie typu tvarovač — derivačný člen — monostabilný multivibrátor — integrátor je používané v n. p. TESLA BRNO. Pódia tohto zapojenia vstupný sinusový signál sa rovnakým spósobom, ako u prvého zapojenia, pomocou tvarovača a derivačného člena prevádza na derivačné špičky. Derivačné špičky potom spúšťajú monostabilný multivibrátor. na výstupe ktorého sa získajú krátkotrvajúce pravoúhlé impulzy s konštantnou šířkou. Takýmto sposohom získané krátké impulzy sa používajú ako riadiace impulzy na riadenie integrátora. Frekvenčný nulový detektor pódia tohto zapojenia po elektronickej stránke obsahuje dve hradlá zapojené ako tvarovač, dve hradlá zapojené ako monostabilný multivibrátor, jeden tranzistor zapojený ako integrátor.

Nevýhodou zapojenia je detekcia len každého druhého nulového přechodu vstupného signálu, spósobená použitím len kladných, alebo len záporných derivačných špičiek na spúšťanie monostabilného^ multivibrátora. Tretie zapojenie typu omedzovač — zosilňovač — súčinový obvod integrátor je uvedené v publikácii L. Garner: State of Solid State, Rádio Electronics, N° 6, 1973. Pódia tohto zapojenia vstupný sinusový signál sa privádza na vstup omedzovača — zosilňovača. Omedzený a zosilnený signál sa privádza na vstup súčinového obvodu, v ktorom sa násobí s napatovou úrovňou logickej jedničky. Na výstupe súčinového obvodu sa obdržia pravoúhlé impulzy, a používajú sa ako riadiace impulzy na riadenie

239331 integrátora. Frekvenčný nulový detektor podlá tohto zapojenia po elektronickej stránke obsahuje štyri diody zapojené ako omedzovač, dva operačně zosilňovače zapojené ako zosilňovač, dve hradla zapojené ako' súčinový obvod, jeden operačný zosilňovač zapojený ako integrátor.

Nevýhodou tohto zapojenia je, že pre spo1'ahlivú detekciu nulových prechodov vstupného frekvenčně modulovaného signálu je třeba udržovat konštantnú úroveň napatia logickej jedničky pri násobení v súčinovom obvode. Ani toto· zapojenie nezaručuje detekciu všetkých nulových prechodov vstupného signálu. Ďalšia nevýhoda zapojenia spočívá v zložitosti realizácie frekvečného nulového detektora. Stvrté zapojenie typu tvarovač — oneskorovací obvod — súčinový obvod — integrátor je uvedené v článku L. Hajos: Un nouveau démodulateur SECAM a comptage ďlmpulsions réalisé en technologie TTL, L‘onde électrique, N° 4, 1976.

Podfa tohto zapojenia vstupný sinusový signál sa privádza na tvarovač, na výstupe ktorého sa získajú dva symetrické pravoúhlé impulzné priebehy. Jeden z týchto priebehov sa privádza na súčinový obvod priamo a druhý cez oneskorovací obvod. Na výstupe súčinóvého obvodu vzniknú krátké impulzy, ktorých šířka závisí od oneskorenia oneskorovacieho obvodu. Takýmto sposobom získané krátké impulzy, odpovedajúce všetkým nulovým prechodom, sa používajú ako· riadiace impulzy na riadenie integrátora. Frekvenčný nulový detektor podfa tohto zapojenia po elektronickej stránke obsahuje štyri hradlá zapojené ako· tvarovač, šesť hradiel zapojených ako oneskorovací obvod, štyri hradíá zapojené akO' súčinový obvod, dva tranzistory zapojené ako integrátor. Nevýhodou tohto zapojenia je možnost vzniku nežiadúcich signálov ako výsledok násobenia v súčinovom obvode. Ďalšia nevýhoda spočívá v zložitosti realizácie frekvenčného nulového detektora.

Tieto nevýhody sú v podstatnej miere odstraňované predmetom podfa vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že prvá vstupná svorka a druhá vstupná svorka sú cez prvý odpor a druhý odpor připojené na spoločnú zem v prvom spojovacom hode a cez prvú diodu a druhů diodu v druhom spojovacom bode na vstup série zloženej z prvého hradla, druhého hradla, tretieho hradla, štvrtého hradla, ktoréj výstup je připojený na bázu tranzistora, na ktorého kolektor přepojený s výstupnou svorkou je připojený třetí odpor s druhým koncom zapojeným na záporný pól batérie, a spolu s ním kondenzátor s druhým koncom připojeným na spoločnú zem.

Výhody zapojenia podfa predmetu vynálezu sú v tom, že sa ním, pri detekcii všetkých nulových prechodov vstupného signálu, dosahuje lepšia dynamika výstupného napatia detektora v širokom frekvenčnom pásme pri vSčšej šírke pásma detekčného kanála, ďalej v tom, že sa ním značné zjednodušuje realizácia frekvečného nulového detektora a tým sa vylučuje možnost vzniku nnežiadúcich signálov vo formě napaťových zákmitov, ovplyvňujúcich priebeh výstupného napatia detektora.

Predmet podfa vynálezu je znázorněný na priloženom výkrese,

V ďalšom bude jednoznačné, jasné a detailně pomocou výkresu vysvětlený příklad konkrétného prevedenia predmetu vynálezu. Zapojenie frekvenčného nulového detektora s diodovým zdvojovačom frekvencie pozostáva z prvej vstupnej svorky a a druhej vstupnej svorky b připojených cez prvý odpor Rl a druhý odpor R2 na spoločnú zem v prvom spojovacom bode c a cez prvú diodu Dl a druhu diodu D2 v druhom spojovacom bode d na vstup série zloženej z prvého hradla Hl, druhého hradla H2, tretieho' hradla H3, štvrtého hradla H4, ktoréj výstup je připojený na bázu tranzistora T, na ktorého kolektor přepojený s výstupnou svorkou e je připojený třetí odpor R3 s druhým koncom zapojeným na záporný pól batérie U, a spolu s ním kondenzátor C s druhým koncom připojeným na spoločnú zem.

Podfa přiloženého výkresu vstupný signál sinusového priebehu sa privádza na prvú vstupnú svorku a a na druhů vstupnú svorku b. Medzi druhým spojovacím bodom d a spoločnou žernou v prvom spojovacom bode c diodového zdvojovaná frekvencie vytvořeného z prvého odporu Rl, druhého odporu R2, prvej diody Dl, druhej diody D2 vznikne sinusový pulzujúci priebeh s dvojnásobnou frekvenciou vstupného frekvenčně modulovaného signálu. Tento sinusový pulzujúci priebeh sa privádza na tvarovač zložený z prvého hradla Hl, druhého· hradla H2, tretieho hradla H3, štvrtého hradla H4. Na výstupe štvrtého hradla H4 vzniknú krátkotrvajúce pravoúhlé impulzy. Tieto pravoúhlé impulzy, odpovedajúce všetkým nulovým prechodom vstupného signálu, sa používajú ako> riadiace impulzy na riadenie integrátora zastaveného z tranzistora T, tretieho odporu R3 a kondenzátora C. Na výstupnej svorke e sa obdrží pilovité napatie, ktoré je v lineárnom vztahu s frekvenciou vstupného frekvenčně modulovaného signálu. Realizáciou predmetu vynálezu s prvým odporom Rl a druhým odporom R2 o hodnotě 3 900 ohm. prvou diodou Dl a druhou diodou D2 typu GAZ51, osadení série zloženei z prvého hradla Hl, druhého hradla H2, tretieho hradla H3, štvrtého hradla H4 štvoricou dvojvstupových pozitívnych logických členov NAND typu MH 5 400, tranzistorom T typu K 517, třetím odporom R3 o hodnotě 40 000 ohm, kondenzátorom C o hodnotě 1,5.10^_l(lF, pri vstupnom signálnom napatí 0,1 V 'z dielenského oscilátora TESLA BM 205 pripojenom na prvú vstupnú svorku a a na druhů vstupnú svorku b a pri napatí batérie U s hodnotou 5 V, bolo pomocou volt239351 ampérmetra METRA DU 10 připojeného na výstupnú svorku e a spoločnú zem namerané výstupné napatie detektora +1,5 V vo frekvenčnom pasme detekčného kanála farbonosných televíznych signálov 3,8-4,8 MHz. Dosiahnutá dynamika výstupného napatia detektora je lepšia, ako tá, ktorá sa uvádza v príslušnom prameni, v ktorom sa popisuje štvrté doteraz známe zapojenie frekvenčného nulového detektora. V príslušnom prameni sa uvádza pre ten istý detekčný kanál dynamika výstupného napatia detektora len + 0,7 V.

Výstupná charakteristika realizovaného predmetu vynálezu sa snímala aj v širokom frekvenčnom rozsahu 0,1—10 MHz, v detekčných kanáloch 0,1—1 MHz, 1—2 MHz, 2—3 MHz, 3—4 MHz, 4—5 MHz, 5—6 MHz, 6—7 MHz, 7—8 MHz, 8—9 MHz, 9—10 MHz, pomocou dielenského oscilátore TESLA BM 205 pripojenom na prvú vstupnú svorku a a druhů vstupnú svorku b, a pomocou voltampérmetra METRA DU 10 pripojenom na výstupnú svorku e. Výstupná charakteristika detektora podlá predmetu vynálezu zachovává dynamiku výstupného napatia +1,5 V v uvedenom frekvenčnom pásme 0,1—10 MHz pri šírke pásma detekčného kanála +500 KHz, čo je lepší výsledok, ako uvádza prameň popisujúci štvrté doteraz známe zapojenie. Uvedený prameň dává příslušná dynamiku +0,7 V výstupnej charakteristiky pri šírke pásma detekčného kanála +400 KHz.

Medzná frekvencia vstupného signálu pri meraní na realizovanom predmete vynálezu činila přibližné 10 MHz, a je určovaná zaťažovacou kapacitou hradiel tvarovača signálu. Pri osadení prvého hradla Hl, druhého hradla H2, tretieho hradla H3, štvrtého hradla H4 štvoricou Schottkyho dvojvstupových pozitívnych logických členov NAND typu MH 54 SOO je možné medznú frekvenciu vstupného signálu zvýšiť nad 10 MHz. Priebehy riadiacich impulzov a priebehy výstupného napatia detektora sa snímali na výstupe štvrtého hradla H4 a na výstupnej svorke e pomocou osciloskopu TESLA BM 370 pri citlivosti vertikálneho zosilňovača 50 mV/crn a pri ďeliacich pomeroch deliča 1 : 1 a 1 : 10.

Riadiace impulzy zachovávají! svoj pravoúhlý priebeh v celom frekvenčnom pásme 0,1—10 MHz, pri zachovaní lineanty výstupného napatia detektora. Pri osciloskopickom pozorovaní výstupného napatia detektora neboli pozorované napaťové zákmity, ako je tomu vidiet například na fotografických osciloskopických snímkoch uvedených v prameni popisujúceho štvrté doteraz známe zapojeenie frekvenčného nulového detektora. Frekvenčný nulový detektor s diodovým zdvojovačom frekvencie, podla predmetu vynálezu, svojím zapojením umožňuje značné zjednodušil realizáciu frekvenčného nulového detektora pri dosahovaní lepších výstupných parametrov. Zapojením podfa predmetu vynálezu, pri tomto zjednodušení, sa zaručuje spoíahlivá detekcia všetkých nulových prechodov vstupného signálu a lepšia dynamika výstupného napatia pri vačšej šírke pásma detekčného kanála v širokom frekvenčnom pásme vstupného frekvenčně modulovaného signálu.

Frekvenčný nulový detektor podfa predmetu vynálezu po elektronickej stránke obsahuje len dve diódy a to prvú diodu Dl a druhů diodu D2 zapojené ako diodový zdvojovač frekvencie, len štyri hradlá, a to prvé hradla Hl, druhé hradlo H2, tretie hradlo H3 a štvrté hradlo H4 zapojené ako tvarovač, len jeden tranzistor, a to tranzistor T zapojený ako integrátor. Spojením diodový zdvojovač frekvencie — tvarovač — integrátor vzniká nový typ frekvenčného nulového detektora.

Vynález je možné využiť v prijímacej technike pri návrhu vysokoúrovňových detektorov farbonosných signálov sústavy farebnej televízie SECAM, v meracej technike pri návrhu meračov frekvencie a pri návrhu frekvenčných diskriminátorov na dolaďovanie oscilátorov vstupných obvodov selektívnych voltmetrov, a všade tam, kde sa vyžaduje konštrukcia vysokoúrovňového detektora frekvenčně modulovaných signálov.

Claims (1)

1. PREDMET

   Zapojenie frekvenčného nulového detektoru s diodovým zdvojovačom frekvencie vyznačujúce sa tým, že prvá vstupná svorka (a) a druhá vstupná svorka (bj sú cez prvý odpor (Rlj a druhý odpor (R2j připojené na spoločnú zem v prvom spojovacom bode (c) a cez prvú diodu (Dl) a druliú diodu (D2) v druhom spojovacom bode (dj na vstup série zloženej z prvého hradla (Hl),

   VYNALEZU druhého hradla (H2), tretieho hradla (113), štvrtého hradla (H4), ktorej výstup je připojený na bázu tranzistora (T), na ktorého kolektor přepojený s výstupnou svorkou (ej je připojený třetí odpor (R3) s druhým koncom zapojeným na záporný pól batérie (U—), a spolu s ním kondenzátor (C) s druhým koncom připojeným na spoločnú zem.