новая папка / 4006424
.html4006424-Desc-ru var ctx = "/emtp"; The translation is almost like a human translation. The translation is understandable and actionable, with all critical information accurately transferred. Most parts of the text are well written using a language consistent with patent literature. The translation is understandable and actionable, with most critical information accurately transferred. Some parts of the text are well written using a language consistent with patent literature. The translation is understandable and actionable to some extent, with some critical information accurately transferred. The translation is not entirely understandable and actionable, with some critical information accurately transferred, but with significant stylistic or grammatical errors. The translation is absolutely not comprehensible or little information is accurately transferred. Please first refresh the page with "CTRL-F5". (Click on the translated text to submit corrections)
Patent Translate Powered by EPO and Google
French
German
Albanian
Bulgarian
Croatian
Czech
Danish
Dutch
Estonian
Finnish
Greek
Hungarian
Icelandic
Italian
Latvian
Lithuanian
Macedonian
Norwegian
Polish
Portuguese
Romanian
Serbian
Slovak
Slovene
Spanish
Swedish
Turkish
Chinese
Japanese
Korean
Russian
PDF (only translation) PDF (original and translation)
Please help us to improve the translation quality. Your opinion on this translation: Human translation
Very good
Good
Acceptable
Rather bad
Very bad
Your reason for this translation: Overall information
Patent search
Patent examination
FAQ Help Legal notice Contact УведомлениеЭтот перевод сделан компьютером. Невозможно гарантировать, что он является ясным, точным, полным, верным или отвечает конкретным целям. Важные решения, такие как относящиеся к коммерции или финансовые решения, не должны основываться на продукте машинного перевода.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ US4006424A[]
Настоящее изобретение в целом относится к обнаружению частотно-модулированных сигналов, т.е. к преобразованию сигнала переменного тока в сигнал постоянного тока, значение которого указывает на частоту сигнала переменного тока. Более конкретно, изобретение относится к схеме кварцевого частотного дискриминатора с существенно увеличенной полосой пропускания. This invention relates generally to the detection of frequency modulated signals, i.e. the conversion of an ac signal into a dc signal having a value indicative of the frequency of the ac signal. More particularly, the invention relates to a crystal frequency discriminator circuit of substantially increased bandwidth. Схемы частотного дискриминатора, использующие пьезоэлектрические кристаллы в качестве элементов импеданса, чувствительных к частоте, были полезны во многих приложениях из-за их хорошей стабильности, высокой чувствительности и низкой рассеиваемой мощности. В прошлом такие схемы дискриминатора разрабатывались по крайней мере с одним пьезоэлектрическим кристаллическим резонатором, имеющим последовательную резонансную частоту ниже центральной частоты дискриминатора и обычно вблизи нижней частоты среза дискриминатора. Поскольку практические кварцевые резонаторы имеют паразитные резонансы на частотах выше желаемой резонансной частоты, кварцевые дискриминаторы предшествующего уровня техники должны были проектироваться с достаточно ограниченной полосой пропускания, чтобы верхняя частота среза дискриминатора находилась ниже самой низкой паразитной резонансной частоты. В результате частотные дискриминаторы, использующие кварцевые резонаторы AT, имели полезную полосу пропускания, ограниченную примерно от 100 до 150 кГц, в то время как полезная полоса пропускания дискриминаторов, использующих кварцевые резонаторы с обертоновым AT, составляла всего около 50 кГц. Frequency discriminator circuits employing piezoelectric crystals as frequency sensitive impedance elements have been useful in many applications on account of their good stability, high sensitivity and low power dissipation. In the past such discriminator circuits were designed with at least one piezoelectric crystal resonator having a series resonant frequency below the center frequency of the discriminator and usually in the vicinity of the discriminator lower cutoff frequency. Since practical crystal resonators have spurious resonances at frequencies higher than the desired resonant frequency, prior art crystal discriminators had to be designed with a sufficiently limited bandwidth so that the discriminator upper cutoff frequency would lie below the lowest spurious resonant frequency. As a result, frequency discriminators employing AT crystal resonators had useable bandwidths restricted to about 100 KHz to 150 KHz, while the useable bandwidth of discriminators employing overtone AT crystal resonators was only about 50 KHz. Целью настоящего изобретения является создание кварцевого частотного дискриминатора, имеющего полосу пропускания значительно шире, чем кварцевые частотные дискриминаторы предшествующего уровня техники, сохраняя при этом хорошую стабильность, высокую чувствительность и низкое рассеивание мощности, достижимые с кварцевыми дискриминаторами. It is an object of the present invention to provide a crystal frequency discriminator having a bandwidth substantially wider than crystal frequency discriminators of the prior art, while retaining the good stability, high sensitivity and low power dissipation achievable with crystal discriminators. Еще одной целью изобретения является создание кварцевого частотного дискриминатора, который может быть сконструирован с использованием меньшего количества кристаллов, чем другие сравнимые кварцевые дискриминаторы предшествующего уровня техники. It is a further object of the invention to provide a crystal frequency discriminator which may be constructed using fewer crystals than otherwise comparable crystal discriminators of the prior art. Частотный дискриминатор согласно изобретению включает в себя входную схему для приема частотно-модулированного входного сигнала. Кварцевый фильтр, соединенный с входной схемой, имеет заданную характеристику зависимости напряжения от частоты, включающую участок, в котором напряжение изменяется по существу линейно в зависимости от частоты. Фильтр включает в себя кварцевый резонатор, имеющий последовательную резонансную частоту на частоте выше, чем частоты, соответствующие по существу линейной части характеристики зависимости напряжения от частоты. Схема детектора, соединенная с кварцевым фильтром, выпрямляет выходное напряжение кварцевого фильтра. Схема сдвига уровня напряжения, соединенная между входной схемой и детектором, алгебраически объединяет выходное напряжение детектора с постоянным напряжением, так что алгебраическая сумма постоянного напряжения и выходного напряжения детектора равна нулю, когда мгновенная частота входного сигнала находится на центральной частоте дискриминатора. A frequency discriminator according to the invention includes input circuitry for receiving a frequency modulated input signal. A crystal filter coupled to the input circuitry has a predetermined voltage versus frequency characteristic including a portion wherein the voltage varies substantially linearly as a function of frequency. The filter includes a crystal resonator having a series resonant frequency at a frequency higher than the frequencies corresponding to the substantially linear portion of the voltage versus frequency characteristic. Detector circuitry coupled to the crystal filter rectifies the output voltage from the crystal filter. Voltage level shifting circuitry coupled between the input circuitry and the detector algebraically combines the output voltage from the detector with a dc voltage such that the algebraic sum of the dc voltage and the output voltage from the detector is zero when the instantaneous frequency of the input signal is at the discriminator center frequency. Поскольку частотный дискриминатор в соответствии с изобретением сконструирован без использования какого-либо кварцевого резонатора, имеющего последовательную резонансную частоту в пределах полосы пропускания дискриминатора, паразитные последовательные резонансы возникают за пределами полосы пропускания дискриминатора и, следовательно, не создают проблем. Since a frequency discriminator according to the invention is constructed without the use of any crystal resonator having a series resonant frequency within the discriminator passband, spurious series resonances occur outside of the discriminator passband, and hence are not troublesome. Дополнительные цели, преимущества и характерные признаки изобретения станут очевидными из следующего подробного описания предпочтительных вариантов осуществления изобретения при их рассмотрении вместе с прилагаемыми чертежами, на которых: Additional objects, advantages and characteristic features of the invention will become readily apparent from the following detailed description of preferred embodiments of the invention when considered in conjunction with the accompanying drawings wherein: ИНЖИР. 1 представляет собой принципиальную схему схемы частотного дискриминатора согласно одному варианту осуществления изобретения; FIG. 1 is a schematic circuit diagram of a frequency discriminator circuit according to one embodiment of the invention; ФИГ. 2а и 2b представляют собой упрощенные эквивалентные схемы, иллюстрирующие соответствующие импедансы плеч решетки для схемы на фиг. 1; FIGS. 2a and 2b are simplified equivalent circuit diagrams illustrating respective lattice arm impedances for the circuit of FIG. 1; ИНЖИР. 3 показаны графики нулевого полюса для импедансов фиг. 2а и 2б; FIG. 3 shows pole-zero plots for the impedances of FIGS. 2a and 2b; ИНЖИР. 4 представляет собой график, иллюстрирующий выходное напряжение как функцию частоты для схемы, показанной на фиг. 1; а также FIG. 4 is a graph illustrating the output voltage as a function of frequency for the circuit of FIG. 1; and ИНЖИР. 5 представляет собой принципиальную схему схемы частотного дискриминатора согласно другому варианту осуществления изобретения. FIG. 5 is a schematic circuit diagram of a frequency discriminator circuit according to another embodiment of the invention. Ссылаясь на фиг. 1 можно увидеть схему частотного дискриминатора согласно изобретению, включающую в себя пару входных клемм 10 и 12, между которыми подается частотно-модулированный ВЧ-входной сигнал. Клемма 12 может быть подключена к уровню опорного потенциала, обозначенному как земля. Первичная обмотка 16 трансформатора 14 подключена между входными клеммами 10 и 12, а конденсатор 18 подключен ко вторичной обмотке 20 трансформатора 14. Referring to FIG. 1 with greater particularity, a frequency discriminator circuit according to the invention may be seen to include a pair of input terminals 10 and 12 between which a frequency modulated rf input signal is applied. The terminal 12 may be connected to a level of reference potential illustrated as ground. A transformer 14 has its primary winding 16 connected between input terminals 10 and 12, while a capacitor 18 is connected across secondary winding 20 of transformer 14. Кристаллический резонатор 22 подключен между незаземленным концом вторичной обмотки 20 и одним концом накопительного контура 24, а конденсатор 26 подключен между незаземленным концом обмотки 20 и другим концом накопительного контура 24. В качестве конкретного примера, кристаллический резонатор 22 может быть сформирован из кристалла кварца АТ-огранки, хотя кристаллы других материалов и других огранок также подходят и могут использоваться вместо них. Резервуарная цепь 24 включает в себя параллельно соединенные конденсатор 28 и катушку индуктивности 30, причем последняя имеет заземленный центральный отвод. Диод 32 и конденсатор 34 соединены последовательно между соединенным с резонатором концом накопительной цепи 24 и землей, при этом катод диода 32 соединен с конденсатором 34. Резистор 36 подключен между соединением между диодом 32 и конденсатором 34 и клеммой 38, с которой может быть получено постоянное выходное напряжение дискриминатора. A crystal resonator 22 is connected between the ungrounded end of secondary winding 20 and one end of a tank circuit 24, while a capacitor 26 is connected between the ungrounded end of winding 20 and the other end of tank circuit 24. As a specific example, crystal resonator 22 may be formed from an AT-cut quartz crystal, although crystals of other materials and other cuts are also suitable and may be employed instead. Tank circuit 24 includes a parallel-connected capacitor 28 and inductor 30, the latter having a grounded center tap. A diode 32 and a capacitor 34 are connected in series between the resonator-connected end of tank circuit 24 and ground, with the cathode of diode 32 connected to capacitor 34. A resistor 36 is connected between the junction between diode 32 and capacitor 34 and a terminal 38 from which the dc output voltage from the discriminator may be obtained. Между незаземленным концом вторичной обмотки 20 и выводом 38 последовательно соединены конденсатор 40, диод 42 и резистор 44, причем катод диода 42 подключен к конденсатору 40. Резистор 46 подключен между землей и соединением между конденсатором 40 и диодом 42, а конденсатор 48 подключен между землей и соединением между диодом 42 и резистором 44. Connected in series between the ungrounded end of secondary winding 20 and output terminal 38 are a capacitor 40, a diode 42 and a resistor 44, with the cathode of diode 42 connected to capacitor 40. A resistor 46 is connected between ground and the junction between capacitor 40 and diode 42, while a capacitor 48 is connected between ground and the junction between diode 42 and resistor 44. Трансформатор 14, конденсаторы 18 и 26, кварцевый резонатор 22 и колебательный контур 24 функционируют как кварцевый фильтр, имеющий заданную характеристику зависимости напряжения от частоты, включающую участок, в котором напряжение изменяется по существу линейно в зависимости от частоты. Диод 32, конденсатор 34 и резистор 36 функционируют как схема детектора, которая устраняет скачки отрицательного напряжения на выходе кварцевого фильтра. Диод 42, конденсаторы 40 и 48 и резисторы 44 и 46 обеспечивают схему сдвига уровня, которая получает напряжение постоянного тока из ВЧ входного напряжения и добавляет надлежащий уровень постоянного тока к обнаруженному выходному сигналу кварцевого фильтра, так что выходное напряжение постоянного тока равно нулю. дискриминатора на центральной частоте дискриминатора. Transformer 14, capacitors 18 and 26, crystal resonator 22 and tank circuit 24 function as a crystal filter having a predetermined voltage versus frequency characteristic including a portion wherein the voltage varies substantially linearly as a function of frequency. Diode 32, capacitor 34 and resistor 36 function as a detector circuit which eliminates negative voltage excursions from the crystal filter output. Diode 42, capacitors 40 and 48 and resistors 44 and 46 provide a level shifting circuit which derives a dc voltage from the rf input voltage and adds the proper dc level to the detected crystal filter output so that a zero dc output voltage is obtained from the discriminator at the discriminator center frequency. Чтобы облегчить понимание работы схемы дискриминатора на фиг. 1, упрощенные эквивалентные схемы для соответствующих импедансов Za и Zb плеч решетки в части кварцевого фильтра дискриминатора представлены на фиг. 2а и 2б соответственно. На фиг. 2а, L1 и C1 представляют последовательную или подвижную индуктивность и емкость соответственно кварцевого резонатора 22. На фиг. 2a и 2b, Lp представляет удвоенную индуктивность вторичной обмотки 20 и удвоенную индуктивность каждой части катушки индуктивности 30 от центрального отвода до соответствующих концов накопительной цепи 24, тогда как Cp представляет собой эквивалентную параллельную комбинацию емкостей конденсаторов 18, 26 и 28 и статической емкости кварцевого резонатора 22. In order to facilitate understanding of the operation of the discriminator circuit of FIG. 1, simplified equivalent circuit diagrams for respective lattice arm impedances Za and Zb in the crystal filter portion of the discriminator are presented in FIGS. 2a and 2b, respectively. In FIG. 2a, L1 and C1 represent the series, or motional, inductance and capacitance, respectively, of the crystal resonator 22. In FIGS. 2a and 2b, Lp represents twice the inductance of secondary winding 20 and twice the inductance of each portion of inductor 30 from the center tap to the respective ends of tank circuit 24, while Cp represents the equivalent parallel combination of the capacitance of capacitors 18, 26 and 28 and the static capacitance of crystal resonator 22. Импедансы Za и Zb могут быть выражены как функция приложенной частоты омега. следующими уравнениями: ##EQU1##, где omega.0 определяется формулой: ##EQU2## и omega.1 и omega.2 представляют собой нижнюю и верхнюю частоты среза, соответственно, части кварцевого фильтра дискриминатор. The impedances Za and Zb may be expressed as a function of the applied frequency .omega. by the following equations: ##EQU1## where .omega.0 is defined by: ##EQU2## and .omega.1 and .omega.2 represent the lower and upper cutoff frequencies, respectively, of the crystal filter portion of the discriminator. Способ, которым импедансы Za и Zb изменяются в зависимости от частоты, можно лучше понять, обратившись к графикам нулевого полюса, показанным на фиг. 3 для положительных значений частоты omega.. Из уравнения (1) и фиг. 3 можно заметить, что импеданс Za имеет полюсы (т.е. параллельные резонансы) на частотах omega.1 и omega.2 и ноль (т.е. последовательный резонанс) на omega.0, в то время как из уравнения (2) и фиг. 3 становится очевидным, что импеданс Zb имеет нуль при ω0. The manner in which the impedances Za and Zb vary as a function of frequency may be better appreciated by making reference to the pole-zero plots shown in FIG. 3 for positive values of the frequency .omega.. From Equation (1) and FIG. 3 it may be observed that the impedance Za has poles (i.e., parallel resonances) at the frequencies .omega.1 and .omega.2 and a zero (i.e., series resonance) at .omega.0, while from Equation (2) and FIG. 3 it becomes apparent that the impedance Zb possesses a zero at .omega.0. Частоты omega.0, omega.1 и omega.2, при которых полюса и нули, показанные на фиг. 3 выбираются в соответствии с требуемой характеристикой зависимости напряжения от частоты дискриминатора. Конкретный примерный график, иллюстрирующий выходное напряжение Е, появляющееся на клемме 38, в зависимости от частоты . для схемы на фиг. 1 показана кривой 50 на фиг. 4. Из кривой 50 видно, что часть кварцевого фильтра схемы дискриминатора выполнена в виде полосового фильтра, имеющего центральную частоту omega 0 и полосу пропускания BWf в диапазоне от нижней частоты отсечки omega 1 до верхней частоты отсечки . омега.2. В качестве конкретного примера частоты omega.1 и omega.2 могут быть такими частотами, при которых выходное напряжение E на 3 дБ ниже его значения на центральной частоте omega.0. The frequencies .omega.0, .omega.1 and .omega.2 at which the poles and zeros shown in FIG. 3 occur are selected according to the desired voltage versus frequency characteristic of the discriminator. A specific exemplary plot illustrating the output voltage E appearing at terminal 38 versus the frequency .omega. for the circuit of FIG. 1 is shown by curve 50 of FIG. 4. It may be seen from the curve 50 that the crystal filter portion of the discriminator circuit is designed as a bandpass filter having a center frequency at .omega.0 and a bandwidth BWf ranging from lower cutoff frequency .omega.1 to upper cutoff frequency .omega.2. As a specific example, the frequencies .omega.1 and .omega.2 may be those frequencies at which the output voltage E is 3 db below its value at the center frequency .omega.0. Кроме того, из фиг. 4 видно, что характеристика 50 зависимости напряжения от частоты включает участок 52 немного ниже нижней частоты отсечки фильтра omega.1, вдоль которой напряжение Е изменяется по существу линейно в зависимости от частоты omega, и именно этот участок 52 кривой 50, который используется для частотной дискриминации. Центральная частота omega.c дискриминатора, т.е. частота, при которой выходное напряжение E дискриминатора равно нулю, возникает на предварительно выбранной частоте ниже нижней частоты отсечки omega.1 фильтра. В конкретном примерном устройстве, показанном кривой 50 на фиг. 4, центральная частота дискриминатора omega.c соответствует той точке на кривой 50, для которой отклик фильтра на 6 дБ ниже своего значения на центральной частоте фильтра omega.0. Полоса пропускания дискриминатора BWd такова, что верхняя частота среза дискриминатора находится вблизи нижней частоты среза фильтра ω1. Хотя в показанном конкретном примерном устройстве верхняя частота среза дискриминатора совпадает с нижней частотой среза 1 фильтра, эти две частоты не обязательно должны быть равными. It may further be seen from FIG. 4 that the voltage versus frequency characteristic 50 includes a portion 52 slightly below the filter lower cutoff frequency .omega.1 along which the voltage E varies substantially linearly as a function of the frequency .omega., and it is this portion 52 of the curve 50 which is used to produce frequency discrimination. The center frequency .omega.c of the discriminator, i.e., the frequency at which the discriminator output voltage E is zero, occurs at a preselected frequency below the filter lower cutoff frequency .omega.1. In the specific exemplary arrangement depicted by curve 50 of FIG. 4, the discriminator center frequency .omega.c corresponds to that point on the curve 50 for which the filter response is 6 db below its value at the filter center frequency .omega.0. The bandwidth of the discriminator BWd is such that the discriminator upper cutoff frequency occurs in the vicinity of the filter lower cutoff frequency .omega.1. Although in the specific exemplary arrangement illustrated, the discriminator upper cutoff frequency coincides with the filter lower cutoff frequency .omega.1, these two frequencies need not be equal. Фактически, нижняя частота среза omega 1 фильтра часто будет лежать немного ниже верхней частоты среза дискриминатора, особенно когда используются методы проектирования фильтра "промежуточной полосы". In fact, the filter lower cutoff frequency .omega.1 will often lie slightly below the discriminator upper cutoff frequency, especially when "intermediate band" filter design techniques are employed. В качестве иллюстративного примера дискриминатор согласно фиг. 1, и использующий конструкцию «широкополосного» фильтра, может быть построен с использованием конкретных значений параметров, перечисленных ниже в Таблице I. Следует понимать, конечно, что эти значения параметров даны исключительно в иллюстративных целях, а широкий диапазон подходят и другие значения параметров. As an illustrative example, a discriminator according to FIG. 1 and employing a "wide band" filter design may be constructed using the specific parameter values listed below in the Table I. It should be understood, of course, that these parameter values are given solely for purpose of illustration, and a wide range of other parameter values are also suitable. ТАБЛИЦА I.omega.c = 30 МГц. TABLE I.omega.c = 30 MHzBwd = 300 KHz.omega.0 = 30.75 MHzBwf = 1200 KHz.omega.1 = 30.15 MHz.omega.2 = 31.35 MHz Другой вариант осуществления изобретения показан на фиг. 5. Компоненты в варианте осуществления по фиг. 5, которые соответствуют соответствующим компонентам в варианте осуществления по фиг. 1 обозначены теми же вторыми и третьими ссылочными цифрами, что и соответствующие им компоненты на фиг. 1 с добавлением префикса «1». Схема на фиг. 5 отличается от схемы на фиг. 1 тем, что вторичная обмотка 120 трансформатора 114 имеет заземленный средний отвод, а конец накопительной цепи 124, электрически удаленный от кварцевого резонатора 122, соединен с уровнем земли. Another embodiment of the invention is illustrated in FIG. 5. Components in the embodiment of FIG. 5 which correspond to respective components in the embodiment of FIG. 1 are designated by the same second and third reference numeral digits as their counterpart components in FIG. 1, along with the addition of a prefix numeral "1. " The circuit of FIG. 5 differs from that of FIG. 1 in that secondary winding 120 of transformer 114 has a grounded center tap, while the end of tank circuit 124 electrically remote from crystal resonator 122 is connected to the ground level. Поскольку схема частотного дискриминатора в соответствии с изобретением сконструирована без использования какого-либо кварцевого резонатора, имеющего последовательную резонансную частоту в пределах полосы пропускания дискриминатора BWd, паразитные последовательные резонансы возникают за пределами полосы пропускания дискриминатора и, следовательно, не создают проблем. Таким образом, частотный дискриминатор в соответствии с настоящим изобретением может обеспечить пригодную для использования полосу пропускания, значительно более широкую, чем кварцевые частотные дискриминаторы предшествующего уровня техники. Кроме того, схема частотного дискриминатора в соответствии с изобретением может быть сконструирована с использованием меньшего количества кристаллов, чем другие сопоставимые кварцевые частотные дискриминаторы прошлого. Фактически необходимо использовать только один кристалл 22 или 122 (как показано на фиг. 1 и 5 соответственно), хотя дополнительные кристаллы могут быть добавлены параллельно с кристаллами 22 или 122 для повышения линейности напряжения дискриминатора. относительно частотной характеристики. Since a frequency discriminator circuit according to the invention is constructed without the use of any crystal resonator having a series resonant frequency within the discriminator passband BWd, spurious series resonances occur outside of the discriminator passband, and hence are not troublesome. Therefore, a frequency discriminator according to the invention is able to provide a useable bandwidth substantially wider than crystal frequency discriminators of the prior art. In addition, a frequency discriminator circuit according to the invention may be constructed using fewer crystals than otherwise comparable crystal frequency discriminators of the past. In fact, only a single crystal 22 or 122 (as shown in FIGS. 1 and 5, respectively) need be employed, although additional crystals may be added in parallel with the crystals 22 or 122 in order to enhance the linearity of the discriminator voltage versus frequency characteristic. Таким образом, несмотря на то, что изобретение было показано и описано со ссылкой на конкретные варианты осуществления, считается, что различные изменения и модификации, очевидные для специалиста в области, к которой относится изобретение, находятся в пределах сущности, объема и концепции изобретения. Thus, while the invention has been shown and described with reference to particular embodiments, various changes and modifications which are obvious to a person skilled in the art to which the invention pertains are deemed to lie within the spirit, scope and contemplation of the invention.
Please, introduce the following text in the box below Correction Editorclose Original text: English Translation: Russian
Select words from original text Provide better translation for these words
Correct the proposed translation (optional) SubmitCancel