Демодуляция ФМ НЧ сигнала

[Nobody1488]

Здравствуйте, господа.

Никогда не сталкивался с такой задачей, потому решил спросить совета.

Есть сигнал, передаваемый по проводной линии. Частота - 10кГц. В некоторые моменты времени его частота изменяется со скоростью 0 - 30Гц (при этом несущая частота уходит от нормы в пределах 1Гц). Нужно выделить эти изменения в виде скачка напряжения определенной длительности (пропорционально частоте изменения частоты несущей (от 0 до 30Гц), но НЕ абсолютного значения этого изменения (около 1Гц)). То есть, не требуется точного воспроизведения исходного сигнала или других параметров. Информацию несет сам факт девиации несущей частоты и ее скорость.

Простите, если сумбурно получилось. Прошу помочь простым и технологичным решениям. Можно со всякими недостатками. Можно вообще самое-самое простое и убогое )) Заранее благодарен.

[Pablo]

Наверно поможет микросхема PLL. При использовании входной частоты как опорной на выходе управления (петли ФАПЧ) получим напряжение меняющееся по закону низкочастотного смещения в линии. Например AD4001.

[Nobody1488]

Варианта на дискретных элементах нету?

[Nobody1488]

Промоделировал тут синхронный детектор на ОУ. В принципе, подавая на один вход опорный сигнал а на второй - сигнал с информацией - на выходе после фильтра получаю требуемое. Вот только остается проблема - опорная частота сигнала может плыть по времени. Придется так же изменять и опорную частоту на входе ОУ. Как это сделать? или в итоге все равно придем к ФАПЧ?

[VT1]

Варианта на дискретных элементах нету?

Где то здесь на форуме ссылку на ж. Радио давали. В ней беспроводные ИК наушнике. Передатчик с ФМ, приемник на основе ФАПЧ. Реализована на КМОП микросхемах 561 серии.
Работает примерно на на этих частотах, что нужно Вам.

На логике систему ФАПЧ очень легко реализовать. Например в качестве ФД можно применить или RS триггер или микросхему сложения по модулю два, т.е. какую нибудь ЛП в советских обозначениях.

[Pablo]

Хорошо, для любой микросхемы ФАПЧ будет набор дискретных элементов, а собирать отдельно программируемые делители и фазовый детектор, к ним придется добавлять буферы входного сигнала и.т.д. Вам обязательно придется управлять собственным генератором иначе проявятся "нулевые биения" из за нестабильности частот.

[Pablo]

Можно было бы раздвоить сигнал одну половину провести напрямую, вторую - через линию задержки и сравнить друг с другом. При изменении сигнала сразу все будет видно.

[Лёша.]

Так это получится обычный частотный детектор.
При таких маленьких изменениях частоты сигнал с него будет слишком слаб.

[Nobody1488]

Пожалуйста, подробнее о задержке! Это наилучший вариант. Сигнал потом можно усилить. Просто нет возможности контролировать источник сигнала. Какую фазосдвигающую цепочку применить на одном из входов ОУ?

[Pablo]

Я боюсь, что при малых частотных сдвигах задержка будет большой (35 мс). И реализация такой линии потребует цифровой обработки со всеми вытекающими.
Может быть применить очень узкополосный фильтр на 10 кГц, но тогда вопрос о стабильности частоты входного сигнала.

[Nobody1488]

входной сигнал нестабилен. А все же - дайте схемку разделения сигнала, о которой вы упоминали. может это окажется единственным вариантом.

[Pablo]

Я бы предложил узнать какое сопротивление линии, и взависимости от этого построить либо резистивный делитель, либо два буфера. Хотя два идентичных буфера (лучше на одном кристале) например AD822 на мой взгляд предпочтительней. Можно кстати два компаратора. Сигнал линии подать на два входа каналов. Дальше линия задержки на 35 мс и после хоть логика 2 И-НЕ, хоть 2 И, по выходу ФНЧ. С выхода ФНЧ получаем наш сигнал.

[Pablo]

Вот кстати аналоговая линия задержки MN3005

[Nobody1488]

насчет буфера понятно. насчет логики и ФНЧ тоже понятно. а вот насчет линии задержки - только в общих чертах. ведь за 35мс успеет пройти 350 периодов сигнала. и эти периоды нужно запоминать и выдавать с задержкой в 35мс? или может так - взять один период когда предположительно нету модуляции и повторять его 350 раз? и если за это время появится модуляция, то свободный вход будет отличатся по фазе от сигнала задержки, верно? ведь если построить линию которая задерживает все 350 периодов то получится двойной отклик - первый когда изменился свободный сигнал а задержка еще шла как неизмененная и второй, когда свободный сигнал уже устаканился а задержка начинает выдавать серию ранее измененного сигнала. или я чего недопонимаю? как такую схему реализовать? посмотрел инфу по MN3005 - боюсь что не смогу достать.

[Pablo]

В задании сказано, что меняется частота, а не фаза. Частота лежит в интервале 0 - 30 Гц 1/30=0.033333... т.е время низкочастотного колебания. Эти 350 периодов будут нужны для фильтра НЧ. Тем более, что нужно отслеживать абсолютное изменение частоты. А вот если бы менялась фаза, а еще лучше на противоположную, тогда и время бы сократилось.

[Nobody1488]

Так все же - существует реальное схематическое решение?

[VT1]

Так в самом начале сказали и не один раз, что реализуется с помощью ФАПЧ.
Вариантов технической реализации очень много. Обычно ограничение, это доступность элементной у Вас базы. Если Вам доступны специализированные для этих целей микросхемы, то это идеальный случай.

[Nobody1488]

к сожалению, не доступны. то есть, ФАПЧ даст как бы второй канал для сравнения сигналов? только выбрать задержку (или как оно) чтоб пропускать полезный сигнал. верно? не сочтите за тупость, но надо ведь сначала понять что и как.

[Nobody1488]

CD4046 ?

[VT1]

Обычное кольцо ФАПЧ.
Вот здесь например.
http://rf.atnn.ru/s4/sy-te.html



Там как частный случай и схема с задержкой рассматривается, только я бы так не стал в данном случае делать.