Лінійний синхронний детектор амплітудно модульованого сигналу

Передбачуваниа корисна модель відноситься до вузлів систем передачі даних і може бути використаний в цифрових та аналогових системах передачі сигналів для детектування амплитудно - модульованих сигналів. Відомий амплітудний детектор [А.Г. Алексеенко, И.И. Шагурин Микросхемотехника: Учеб. Пособие для вузов. — М.: Радио и связь, 1990. —469с, стр.466] , що містить перемножував, фільтр низьких частот та обмежувач рівня сигналу. Найбіль ш близьким до передбачуваної корисної моделі за технічною сутністю і результатом, що досягається, є схема Костаса [Радиорелейные и спутниковые системы передачи: Учебник для ВУЗов/ под ред. А.С. Немировского - М.: Радио и связь , 1986. - 392с., стр.132], що містить генератор опорної частоти, з авто налаштуванням, фазообертач, два перемножувача, два фільтра низької частоти, генератор, керований напругою, фільтри низької частоти фазового автоналаштування, два регенератори з двома перемножувачами та блок віднімання. Недоліками зазначених пристроїв є : велика нестабільність частоти генератора, керованого напругою, велика інерційність блока фазового автоналаштування генератора із-за інерційності фільтра низької частоти, обмеженості полоси утримання та захоплення фазового автоналаштування частоти (наприклад-петлі Костаса). В основу корисної моделі поставлена задача: створення пристою синхронного детектування амплітудно модульованого сигналу, в якому випадкова фаза сигналу компенсується методом лінійного віднімання від углового аргументу несучої частоти сигналу, що дозволяє отримати амплітудно модульований (AM) сигнал, який співпадає за фазою, частотою та стабільністю частоти як у опорного кварцового генератора демодулятора. Технічним результатом передбачуваного винаходу є відсутність регулюючих елементів з зворотнім зв'язком, що забезпечує регулювання лінійними методами по всій смузі сигналу, у якій демодулюють сигнал, а також високу стабільність частоти і фази опорного когерентного коливання корелляційного демодулятора. Відсутніс ть зворотнь ого зв'язку з абез печує відсутніс ть збудж ення генератора. Лінійний синхронний детектор амплітудно модульованого сигналу, що містить фазообертач один, вхід якого підключений до входу обмежувача амплітуди (2) та першого входу перемножувача (8), а також є входом лінійного синхронного детектора, вихід же фазообертача (1) підключений до першого входу перемножувача (9) та входу обмежувача амплітуди (5), вихід которого підключен до першого входу перемножувача (6), а вихід обмежувача амплітуди (2) підключений до першого входу перемножувача (3), притому, до других входів перемножувачів (3), (6) та (11) підключен вихід генератора опорних коливань (13), а виходи перемножувачів (3) та (6) підключені відповідно до входів філь трів низької частоти (4) та (7) який відрізняється тим, що виходи фільтрів низької частоти (4) та (7) підключені відповідно до других входів перемножувачів (8) та (9), виходи яких підключені відповідно до першого та другого входів суматора (10), вихід якого підключений до першого входу перемножувача (11), вихід якого в свою чергу підключен до входу фільтра низьких частот (12), а вихід цього ф іль тр а є в ихо дом ліні йног о с инхро нног о де тектор а ам плітудно модульованого сигналу. Суть корисної моделі пояснюється функціональною схемою пристрою, яка наведена на фіг., де: 1 - фазообертач на p /2 на частоті сигналу ; 2 - обмежувач амплітуди сигналу; 3 - перемножувач; 4 - філь тр низької частоти (ФНЧ); 5 - обмежувач амплітуди сигналу; 6 - перемножувач; 7 - філь тр низької частоти (ФНЧ); 8 - перемножувач; 9 - перемножувач; 10 - с ум атор ; 11 - перемножувач; 12 - філь тр низької частоти (ФНЧ); 13 - генератор опорної частоти. Лінійний синхронний детектор амплітудно модульованого сигналу, що містить фазообертач (1), вхід якого підключений до входу обмежувача амплітуди (2) та першого входу перемножувача (8), а також є входом лінійного синхронного детектора, вихід же фазообертача (1) підключений до першого входу перемнож увача (9) та входу обмеж увача амплітуди (5), вихід якого підключений до першого входу перемножувача (6), а вихід обмежувача амплітуди (2) під к люч е н д о першого в хо д у пе рем нож ув ач а (3 ), пр ито м у, до др уг их вхо дів перемножувачів (3), (6) та (11) підключений вихід генератора опорних коливань (13), а виходи перемножувачів (3) та (6) підключені відповідно до входів фільтрів низької частоти (4) та (7) який відрізняється тим, що виходи фільтрів низької частоти (4) та (7) підключені відповідно до других входів перемножувачів (8) та (9), виходи яких підключені відповідно до першого та другого входів суматора (10), вихід якого підключений до першого входу перемножувача (11), вихід якого в свою чергу підключений до входу філь тра низьких частот (12), а вихід цього філь тра є виходом лінійного синхронного детектора амплітудно модульованого сигналу. Пристрій працює в такий спосіб. Вхідний сигнал, який поступає на вхід пристрою має вигляд, який задається рівнянням (1) S1(t ) = A (t ) × cos(w0 t + q(t )) де A(t) - амплітуда огинаючої сигналу, w0 - кутова частота, t - час, q(t ) - фазовий додаток затримки каналу зв'язку. Сиг нал (1) подає ть ся на вхід об меж увач а ам плітуди 2, вхід фазообертача 1 для зсуву фази на p /2 (90 градусів) та на перший вхід перемножувача 8. Після проходження блока 1 сигнал буде мати вигляд (2) S 2 (t ) = A (t ) × sin(w0 t + q(t )) З виходу б лока фазообертача 1 сигнал (2) потрапляє на перший вхід перемнож увача 9 та на вхід обмеж увача амплітуди сигналу 5. Блок опорного коливання 13 виробляє опорну частоту (3) G(t ) = z 0 cos w0 t Після обмежувачів амплітуди 2 та 5, сигнали (1) та (2), відповідно, мають фіксоване значення амплітуд, які можна задати постійною амплітудою d, тобто (4) S 3 (t ) = d × cos(w0 t + q(t )) 5) S 4 (t ) = d × sin(w0 t + q(t )) де d=const. Так як обмежувач амплітуди не впливає на фазу, то фазові зсуви будуть залишатись без змін. Сигнали S 3 (t ) і S 4 (t ) по трапляють на перші входи перемнож увачів З та 6, а на другі входи цих перемножувачів подається опорна частота (3). Після перемноження на виході перемножувача 3 буде сигнал B1(t ) = d × cos[w0 t + q(t )] × z 0 × cos(w0t ) = (6) = d × z 0 × k × cos[2w0t + q(t )] + d × z 0 × k × cos[q(t )] B 2 (t ) = d × sin[w0t + q(t )] × z0 × cos(w0 t ) = (7) = d × z 0 × k × sin[2w0 t + q(t )] + d × z0 × k × sin[q(t )] Після проходження ФНЧ 4 та 7 сигнали (6) та (7) відповідно мають вигляд, який задається рівняннями (6) S 5 (t ) = q0 × cos(q(t )) а на виході перемножувала 6 буде сигнал S 6 (t ) = q0 × sin(q(t )) (7) де q0 = d × z 0 × k = const , питому k є коефіцієнтом підсилення перемножувачів 3 та 6. Сигнали S5 (t) та S 6 (t) подаються на другі входи перемножувачів 8 та 9, а на перші входи цих перемножувачів поступають відповідно сигнали (1) та (2). Перемножені сигнали з виходів перемножувачів 8 та 9 подаються на входи суматора, сигнал на виході якого описується рівнянням S 7 (t ) = A(t ) cos(w0 t + q(t )) × q0 × cos q(t ) + A (t ) sin[w0 t + q(t )] × q0 sin q(t ) = (8) = A(t ) × q0 × [cos(w0 t + q(t )) × cos q(t ) + sin[w0 t + q(t )] × sin q(t )] = A (t ) × q0 × cos(w0t ) Сигнал S 7 (t ) подається на перший вхід перемножувача 11, а на другий вхід цього перемножувача подається сигнал опорної частоти від генератора 13. На виході перемножувала 11 буде сигнал, який відповідає слідуючому рівнянню S 8 (t ) = A(t ) × cos(w0 t ) × z 0 cos(w0 t ) = (9) = A(t ) × z 0 × q0 × k × cos(2w0 t ) + A (t ) × z0 × q0 × k Сигнал відфіль трований ФНЧ 12 є інформаційним с точністю до константи. (10) S 9 (t ) = A (t ) × q0 × z0 × k Цей сигнал і надходить на вихід детектора.