Следящий фильтр-демодулятор

 

СЛЕДЯЩИЙ ФИЛЬТР - ДЕМОДУЛЯТОР соаерисаший ова не- /Гектора, первые вхоаы которых объецинены и являк тс входом устройства, генератор , вихоа которого неносрецственно и через фазовращатель поокл ьчен соот тственно к вторым входам фазовьк детекторов , пороговый блок которого подключен к выходу одного иа фазовых детекторов , и последовательно соединенные рввер Sw& сйБНый счетчик и цифроаналоговый преобразователь , о т л н ч а ю щи и с я тем, что, с непью повьшения помехоус-тсйчнвост )я, введены последовательно сое|ДШ1енные первый блсж вычитания, линия задержки, сумматор и фильтр нижних частот , выход которого соединен с управляюшим входом генератора, последовательно соединенные второй бпок вычитания и дифференцирующее звено, 1выход которого подключен к входу реверс шого сучетчика , а также два ключа, сигнальнью входы которых объединены и подключены к выходу фазового детектора, управляющие .входы соединены с выходами порогового блока, а вьрсоаь подюпочены к входам S первого блока вычитания, при этом входы второго блока вычитания соецавены сооФ ветственно с выходом блока вычитания н в ыходом 4яшьтра нижк11х чао .тот, а выход цифроешалогового : а-.., вателя ПОЕШЛЮ И к дторому вхопу сумматора . о 0

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИМИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУЬЛИН

А (19) « (11) .

3Qi9 Н 03 П 13/ 0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУГ СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

Пб ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИй (21) 2920115/18-09 (22) 29.04.80, (46) 30.05.83; Бюл. ¹ 20 (72) В. И. Неволин н Ю. С. Захаров (71) Московский ордена Ленина. авиационный институт имени Ce pro Орцжоникиц(53) 621.376,33 (088.8) (56) l. Патент США % 3997848, кл. 329 122, 1976.

2. Патент США № 3863156, tttt, 325-346, 1975. (54) (57) СЛЕДЯКИЙ ФИЛЬТР— ДЕМОДУЛЯТОР, соцеркащий цва фазовых це.тектора, первые входы которых обьецйиенй и являютс* входом устройства, гене.. ратор, выход которого непосредственно и

° через фазовращатель подключен соответственно к вторым входам фазовых детекторов, пороговый блок которого подклю чен к выходу одного из фазовых детекторов, и послецовательно соединенные ревер сивный счетчик н цифроаналоговый преоб разователь, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоус» тойчивости, введены последовательно со единенные первый блок вычитания, линия зацерккн, сумматор и фильтр нижних частот, выход которого соединен с управля ющим вхоцом генератора, последовательно соединенные второй блок вычитания и цифференцируюшее звено, выход которого поцключен к входу реверсивного счетчика, а также два ключа, сигнальные входы которых объединены и подключены к вы ходу фазового цетектора, управляющие входы соединены с выходами порогового блока, а выходы подключены к вхоцам g первого бнока вычитания, при этом входы второго блока вычитании соединены соот ветственно с выходом первого блока вы читания и выходам фильтра нижних чао»

;тот, а выхоц цифроаналогового пуеобразо вателя подключен к второму входу сумматора.

1 10

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться цля обработки частотно-модулированных сигналов в системах связи.

Известен слецующий фильтрцемоцулятор, работа которого основана на принципе линеариэации нелинейной структуры фазовой автоматической поцстройки частоты (ФАПЧ), составляющей основу слепящего фильтра-цемоцулятора.

Линеаризация структуры ФАПЧ позво ляет созцать слецяший фильтр-цемоцуля"тор с малым. уровнем пороговых шумои срыва аинхронизма синхронизируемого генератора и малой шумовой полосой при широких полосах захвата и уцерканияГ1 .

Недостатком цанного устройства является расширенная полоса пропускания системы ФАПЧ, что ухуашает помехоустойчивость слецяшего фильтра-цемоцуляТорВ.

Известен слецящий фильтр-цемоцулятор, содержащий цва фазовых цетектора, первые ихоцы которых обьецинены и являются вхоцом устройства, генератор, выхоц которого непосрецатвенно и через фазовращатель поцключен к вторым входам фазовых цетекторов, пороговый блок, ахоц которого поцключен к выхоцу оцно-. го иэ фазовых цетекторов, и послецоиа тельно соединенные реве рсивный счетчик и цифроаналоговый преобразователь. Из» . весный слецящяй фильтр-цемоцулятор соцеркит также второй пороговый блок, обнаружитель импульса разности частот и цекоцировшик цлительности импульса, (2 $

Оцнако известный слецяший фильтр» цемоцулятор облацает низкой помехоустой чииостью вслецствие ложного срабатывания реверсивного счетчика при наличии аццитивного узкополосного шума.

Цель изобретения - повышение помехо.устойчивости.

Указанная цель постигается тем, что в слепящий фильтрмоцулятор,,соцерйаший цва фазовых цетектора, первые вхоцы которых объецинены и являются входом устройства, генератор, выхоц которого непос рецстиенно и через фазоврашатель поцключен к вторым вхоцам фазовых цетекторов, пороговый блок, вхоц которого. поцключен .к выходу оцного из фазовых цетекторои, и послецовательно соециненные риверсив ний счетчик и цифроаналоговый преобразователь, ввецены послецовательно сое циненные первый блок вычитания, линия зацепки, сумматор. и фильтр нк ;них частот, выход которого соединен с управляю шим входом генератора, послецовательно

20970 2 соециненные второй блок вычитания и ,цифференцирующее звено(выхоц которого подключен к вхоцу реверсивного счетчика а также цва ключа, сигнальные выхоцы

5 которых обьецинены и поцключены к выхоцу другого фазового цетектора; упраиля юшие вхоцы соецинены с выхоцами порогового блока, а выхоцы поцктпочены к вхоцам первого блока вычитания, при этом

t0 вхоцы второго блока вычитания соецинены соответственно с выхоцом первого блока вычитания и выхоцом фильтра нижних час- . тот, а иыхоц цифроаналогового преобразователя подключен к второму вхоцу сум15 матора, На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема слепящего фильтрацемоцулятора; на фиг. 2 — диаграммы, поясняющие erо работу.

Слепящий фильтр-цемоцулятор соцержит фазовые цетекторы 1 и 2, фазоирашатель 3, - пороговый блок 4, ключи 5 и б,,первый и второй блоки 7 и 8 вычитания, линию 9 задержки, гене ритор 10, цифференцирую25 шее звено 11, сумматор 12, фильтр 13 нижних частот, реверсивный счетчик 14. и цифроаналоговый преобразователь 16.

Слепящий фильтр-цемоцулятор работает слецуюшим образом.

3О Прн поиаче íà axon сигнала с %щель ной частотной модуляцией вица и ...

Ос(t)=U с< о + гце дш и Я - соответственно частоты це35 виации и моцуляции

Коэффициент н петли контура фаэовой автопоцстройки частоты выбира ется таким образом„чтобы цевиация частоты синхронизируемого генератора 1OD40<

4Обыла намного меньше дыми выполнялось слецуюшее неравенство

hUJ -дщ

) ЗЬО А

Я !

45 me Ч -. фазовая ошибка.

Виц такой фазоиой ошибки показан на фиг. 2 позицией 16. Эта фазовая ошиб ка выделяется с помощью фазовых цетекторов 1 и 2 квацратурных каналов {харак

5О еристики фазовых 59T9KTopos показаны на фиг. 2 позицией 17). Выхоцные напряжеиия фазовых цетекторов. 1 и 2 показаны на фиг. 2 позициями 18 и 19, откуда вицно, что нулям основного канала соот5 ветствуйт максимумы квацратурного и ." наоборот..

Напряжение . квацратурного канала (фа зового детектора 2) поступает на пороговый блок 4, который вырабатывает пря

3 1020 моугольные импульсы (фиг. 2, позиция 20).

Эти импульсы первого выхоца порогового блока 4 и противофаэныв им второго выхода включают во время положительной полярности соответственно ключи 5 и 6, вьиодные напряжения которых изображены на фиг. 2 позициями 21, 22.,Как видео

- но из фиг..2 (позиция 233 первый блок 7 вычитания рецнаэначен цля того, чтобы эиак производной его выходного напри- 10 жения (исключая момент переключения ключей 5 и 6) совпадал со знаком произ водной фазовой ошибки, При этом знак производной напряжения первого. блока 7 вычитания в моменты переключения клю- f5 чей 5 и 6.противоположный знаку произ водной этого напряжения в остальные мо менты временй, а величина произвоцной

",в моменты переключения- опрецеляется быстродействием порогового блока 4 и 20 всегда мсикет быть выбрана значигельио большей величины *роизводной в осталь ные моменты времени. Для усиления этого неравенства применяется второй блок 8. вычитания, на выходе которого при ице . р . ааьио подобранных коэффициентах перецачн блока 8 вычитания и сумматора, 12 будет напряжение ступенчатой формы (фиг.2 позиция 24), которое имеет не в моменты переключений нулевую произвоцную.

Скачки напряжения на выходе блока 8 вычитания выделяются диффервнцируияциом звеном 1 1. В Вице импульсов (Фиге 2 г позиция 35), причем импульсы соответ» ствуюшей полярности поцаются на соответ ствуюшие входы реверсивного счетчика 14.

С . цомошью цифроаналогового преобразователя 15 последовательность импуль-

oos (фиг. 2, позиция 25) преобразуется в напряжение ступенчатой формы (фиг. 2, позиция 26), которое, суммируясь с задержанным выходкам напряжением.бпо- ка 7 вычитания, создает напряжение, пропорциональное фазовой ошибке Ч (фт. 2, поэиция 27).

Фильтр 1З нижних частот ппецназна чен цля сглаживания переходных процес сов на выходе сумматора в моменты переключения ключей 5 и 6 из-за эацерж ки сигнала в цени реверсивного счетчи- ф

970 4

:ка 14. С этой жв целью применяется линия 9 задержки, вЬецение которой улуч шает форму импульса запуска при недос» таточном быстродействии порогового блока 4. Напряжение фильтра 13 нижних частот (как и в любой системе фаэовой.автоматической подстройки частоты К, .управляет частотой и фазой генератор 10.

Аналогичным образом происходит ра бота устройства и цля других вхооцных сигналов. Например, в режиме захвата (синхронизации) по немоцулированной несушвй диаграммы (фиг. 2, позиции 18, и 19) имеют треугольную форму с увв личиваюшимся периодом.

Работа всего устройства аналогична системе фаэовой автоматической подстрой ки частоты,. имеюшей в своем составе эквивалентный фазовый цетвктор, у коте» рого линейная зона составляет не 180 или .360о, как у обычного, а 2 180о, где h -. число разрядов реверсивного счетчика 14. В этом случае фильтруюшие свойства устройства, как цля больших, так и для малых соотношений сигнал/шум .; определяются коэффициентом петлевс го усиления, который можно выбрать очень малым, т.е. Устройство может иметь хорошие фильтруюшие свойства.

Таким образом, помехоустойчивость предлагаемого слецяшего фильтра демодулятора по сравнению с прототипом увеличивается за счет включения ключей 5 и 6 и блока 7 вычитания, так как при этом необходимый импульс запуска yeseycasao» го счетчика 14 формируется только s за висимости от величинМ суммарной фазовой ошибки за счет сигнала и шума и.нэ . зависит от амплитуды входного. сигнала.

Устранение ложного срабатавания реверсивногоо счетчика 14 иэ-эа действия шума, т.е. дальнейшее увеличение помехоустойчивости, достигается. эа счет цепи, содержащей блок 8 вычитании.

- Кроме того, увеличен класс сигналов, обрабатываемых предлагаемым устройством,=

:сушестввнно упрошена структурная схема, + оовегееее вровеоо весерорвв в порво апет умеиыпить стоимость устройства.

1020970

Составитель О, Гаврилин

Р "- р А, и . Техред 63Ьнекорей Корректорд П

Заказ 3915/49 Тираж 936 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4