192619. lajstromszámú szabadalom • Demodulátor fázismodulált jelekhez
1 192 619 2 A találmány tárgya demodulator fázismodulált jelekhez, amelyet nagy szinkronizálási sebességeknél alacsonyfrekvenciás jelek átvitelére lehet alkalmazni. A demodulátor egy fázisdetektorból, annak kimenetére csatlakoztatott egyenáramú erősítőből, egy aluláteresztő szűrőből és egy vezérelt oszcillátorból áll. Fázismodulált jelek demodulációjához, például a telemetriái jelek átvitelénél és hasonlóknál, kizárólag PLL demodulátorokat alkalmaznak. Abban az esetben, ha nagyon alacsony modulációs frekvenciájú jeleket kell átvinni, az ismert megoldások szerint felépített áramköröknél a szinkronizált állapot létrehozásához szükséges idő jelentős mértékben megnő. A szinkronizáláshoz szükséges időt ismert megoldások szerint úgy kívánták lerövidíteni, hogy a célszerű frekvenciatartományt a vezérelt oszcillátor lebegtetésével automatikusan akarták megtalálni, melyet egészen addig végeztek, amíg a szinkronizált állapot létre nem jött. A szinkronizált állapot létrejöttének sebessége (megtalálási sebesség) egyrészt a lebegtetési frekvenciától, másrészt a lebegtetési frekvencialöketétől függ. Ennek a sebességnek a növelését a PLL áramkör határfrekvenciája korlátozza, mely határértéket a fázismodulált jelnek az átviteli tartomány legkisebb frekvenciájával történő demodulálása határoz meg. Ez viszont korlátozza a szinkronizált állapot létrehozásához szükséges időtartam további lerövidítésének a lehetőségét. Az ilyen rendszerek megbízható működését bizonyos mértékig veszélyezteti a lebegtetési frekvencia vagy a frekvencialöket megváltoztatása, amelyeket az üzemi körülmények megváltoztatása idéz elő, tehát például a feszültség, a hőmérséklet megváltozása vagy az áramköri alkatrészek öregedése, stb., és ezek miatt a rendszer gyakran nem a megfelelő keresési frekvenciának megfelelő ritmusban fog lebegni, ami a szinkronizálást megakadályozza és a rendszer működése hosszabb időre leáll. A találmány célja az ismert rendszerek fenti hiányosságainak kiküszöbölésével olyan demodulátor létrehozása fázismodulált jelek demodulálására, melynek megbízhatósága megfelelő. A kitűzött célt a találmány szerint olyan demodulátor kialakításával értük el, amelyben a fázisdetektor kimenetére első aluláteresztő szűrő van kapcsolva, amelynek kimenetére egyenáramú erősítő, annak kimenetére második aluláteresztő szűrő van kapcsolva, továbbá a fázisdetektor kimenetére egy második egyenáramú erősítő, annak kimenetére harmadik aluláteresztő szűrő van kötve, a második és harmadik aluláteresztő szűrő egy összegző áramkör egy-egy bemenetére vannak csatlakoztatva, amelynek kimenete egy vezérelt oszcillátoron keresztül vissza van csatolva a fázisdetektor második referenciabemenetére. A találmány szerinti demodulátor egy előnyös kiviteli alakjánál a fázisdetektor kimenete és a harmadik aluláteresztő szűrő bemenete közé egy egyenáramú erősítő van beiktatva. A találmány szerinti megoldás előnye, hogy a szinkronizált állapot létrehozásához szükséges időtartamot annak az időtartamnak mintegy ötödére lehet lerövidíteni, ami az ismert, automatikus kereséssel ellátott rendszereknél elérhető, és ez az idő lényegesen rövidebb annál, például huszonötödrésze annak, amit az ismert, PLL áramkörös megoldásokkal lehet elérni. 5 Ezzel egyidejűleg a találmány szerinti domodulátor működése az ismert megoldásokénál üzembiztosabb. Az alábbiakban a találmány szerinti demodulátort kiviteli példa kapcsán, a mellékelt rajz alapján ismertetjük részletesebben, ahol az 10 1, ábrán az ismert megoldás szerinti; a 2. ábrán pedig a találmány szerinti demodulátorok villamos kapcsolási tömbvázlatát mutatjuk be. Az 1. ábrán tehát egy ismert megoldás szerinti de- 15 modulátor látható, amely fázismodulált jelek demodulálására alkalmas, és amely a következő elemeket tartalmazza: 1 fázisdetektort, amelynek kimenetére 2 egyenáramú erősítő, annak kimenetére 3 aluláteresztő szűrő, a 3 aluláteresztő szűrő kimenetére pedig 4 20 vezérelt oszcillátor bemenete van csatlakoztatva, a 4 vezérelt oszcillátor kimenete az 1 fázisdetektor referenciabemenetével van összekötve. A találmány szerinti demodulátor kapcsolási tömbvázlata a 2. ábrán látható, amelyen az 1 fázisdetektor 25 kimenetére első 3A aluláteresztő szűrő, annak kimenetére második 3B aluláteresztő szűrő van csatlakoztatva. Az 1 fázisdetektor kimenetére ezenkívül egy harmadik 6 aluláteresztő szűrő is van csatlakoztatva, és a második 3B és a harmadik 6 aluláteresztő szűrők 30 7 összegző áramkör egy-egy bemenetével vannak összekötve, amelynek kimenete a 4 vezérelt oszcillátoron keresztül van visszacsatolva az 1 fázisdetektor referenciabemenetére. A 2. ábrán látható továbbá, hogy a találmány szerinti demodulátor egy előnyös 35 kiviteli változatának megfelelően az 1 fázisdetektor kimenete és a harmadik 6 aluláteresztő szűrő bemenete közé egy 5 egyenáramú erősítő van beiktatva, amely tulajdonképpen egy leválasztóerősítő. A találmány szerinti demodulátor a következő- 40 képpen működik: A két kapcsolási elrendezés összehasonlításából kitűnik, hogy az 1 fázisdetektor kimeneténél a jel útja kétfelé ágazik el, egyrészt a két 3A és 3B aluláteresztő szűrőből és a 2 egyenáramú erősítőből 45 álló felső ágba, másrészt az 5 egyenáramú erősítőből és a harmadik 6 aluláteresztő szűrőből álló második ágba. A felső ág tehát egy bonyolultabb aluláteresztő szűrőt képvisel, ami erősítéssel van ellátva, és határfrekvenciája nagyobb, ebből következően döntő 50 befolyása van a PLL áramkör szinkronizáláshoz szükséges idő lerövidítésére. Az alsó ág határfrekvenciája kisebb. A szinkronizálás során a 4 vezérelt oszcillátor vezérlőfeszültségének nagyságát a két jelűt együttesen határozza meg, ennek összegét a 7 összeg- 55 ző áramkörrel képezzük. A két ág vagy jelűt tulajdonságait úgy lehet megválasztani, hogy gyors szinkronizálást érjünk el, ugyanakkor biztosítsuk a kívánt modulációs tartomány demodulálásához szükséges feltételeket. A találmány szerinti kapcsolási elrende- 60 zés működési elve tehát arra alapul, hogy a dinamikus és a stabilizált állapotok feltételeit elválasztottuk egymástól. 2
