Устройство для выделения квадратурных составляющих узкополосных сигналов

 

З СТРОЙСТВО ДЛЯ ВЬЩЕЛЕНИЯ КВАДРАТУРНЫХ СССТАВЛЯЮЩИХ УЗКОПОЛОСНЬО СИГНАЛОВ по ан. св. - 1019583 о т л и ч а 10 1ц е а с я тем, что,, с целью повышения точности вьщеления квадратур5 в него введены генератор импульсов сброса и последовательно соединенные первый ограничитель, дифференцнатор, второй ограничитель, счетчик импульсов и цифроаналоговый преобразователь, причем вход первого ограничителя подключен к выходу источника входного сигнала, выход генератора импульсов сброса соединен с вторыьш входами счетчика импульсов и цифро-аналогового преобразователя, выход которого подключен к управлягющим входам опорного генератора гармонического сигнала и генератора тактовых и гаульсов.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Зы.Н 03 В 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 019583 (21) 334339.":-/ 8-.09 (22} 01. 10, 8 (46) 07, 04. 84. Вюл. Ф (3 (72) С.А, г(аргулев и Т.Н. Павлова (53) 621.376.4(088 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Й=. 1019583, к., H О D 3/00, 1983. (54)(57) СТРОй;"(BO

КВАДРАТУРНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ УЗКОПОЛОСНЫХ СИГНАЛОВ,.:.: ав. св. 9 1019583 о т л и ч а;з .(1 е "= с я тем, что„с целью повышения точности выделения

„..Я „„1084948 квадратур, в него введены генератор импульсов сброса и последовательно соединенные первый ограничитель, дифференциатор, второй ограничитель, счетчик импульсов и цифроаналоговый преобразователь, причем вход первого ограничителя подключен к выходу источника входного сигнала, выход генератора импульсов сброса соединен с вторыми входами счетчика импульсов и цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к управляющим входам опорного генератора гармонического сигнала и генератора тактовых импульсов.

Изобретение относится к радиотехнике и може быть использовано в устройствах приема и обработки уз-кополосных радиосигналов.

По основному авт.св. 9 1019583 известно устройство для выделения квадратурньгх соотавляющих узкополосных сигналов, содержащее источник входного сигнала, последовательно, соединенные генератор тактовых импульсов и делитель частоты, временной дискретизатор, опорный вход которого подключен к генератору тактовых импульсов и два канала обработки сигналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные перекзпочатель, суьыатор и фильтр нижних частот, а также инвертор, вход кото-. рого соединен с вторьгм входом переключателя, опорный генератор гармонического сигнала, последовательно соединенные перемножитель и фильтр нижних частот, а также дополнительный переключатель, при этом сигнальный и опорный входы перемножителя подключены соответственно к источчику Входного сигнала и опорному генератору гармонического сигнала, выход фильтра нижних частот подключен к сигнальному входу временного дис= ,криминатора, входы дополнительного переключателя подключены соответственно к выходам временного дискр тизатора и генератора тактовых импульсов, а выходы — к Вторьгм входам переключателей каждого из каналов обработки сигналов, выходы инверторов кОторь1х подключены ко Вторым вхОцам сумматоров 1 j.

Однако известное устройство при ,ггзменении несущей частоты сит*нала имеет низкую точность выделения квадратурн".ж составляющих узкополосных сиГналОВ.Целью изобретения является повышение .точности выделения квадратур.

Цель достигается тем, что в устройство для выцеления квадратурных составляющих узкополосных сигналов, содержащее источник входного сигнала,последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и делитель частоты, Временной дискретизатор,, опорный вход которого подключен к генератору тактовых импульсов, и два канала обработки сигналов„ каждый из которых содержит последовательно соединенные переключатель, сумматор

4F 3 и фильтр нижних частот, а тк",же инвертор, вход кбторого соединен с вторым выходом переключателя, опорный генератор гармонического сигнала, последовательно соединенные перемножитель и фильтр нижних частот, а также дополнительный переключатель, при этом сигнальный и опорный входы перемножителя подключены соответственно к источнику входного сигнала и опорному генератору гармонического сигнала, выход фильтра нижних частот подключен к сигнальному входу временного дискретизатора, входы допол гительного переключателя подключены соответственно к выходам временного дискретизатора и генератора тактовых импульсОВ, а Вьгходы к ВтОрым ВхО дам переключателей кажцого из каналов обработки сигналов, выходы инверторов которьгх подключены к вторым

Входам суьпгаторов, ввецены генератор импульсов сброса и последовательно соединенные первый ограничитель, дифференциатор, второй ограничитель, счетчик импульсов и цифроаналоговый преобразователь, причем Вход первого ограничителя подключен к выходу

Kc"О -гика ВходнОГО cHI Hç÷ÿ, Вьеод генератора импульсов сброса соединен с Вторыми входами с-етчика импульсов и цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к управляющим Входам опорного генератора r армонического сигМала и генератора тактовых импульсов.

На фиг. 1 приведена структурная злектрическая схема устройства для выделения квадратурньгх составляющих узкополосных сигналов, на фиг. 2 спектр узкополосного сигнала; на фиг. 3 и 4 - зпюры, поясняющие работу устройства для выделения квадратурных составляющих узкополосных сигналов.

Устройство для выделения квадратурньгх СОстаВляющих узкопОлОсных сигналов содержит источник 1 входного сигнала, перемножитель 2, опорный генератор 3 гармонического сигнала, первый фильтр 4 нижних частот, Временной дискретизатор 5, дополнительньгй переключатель 6, генератор

7 тактовых импульсов, делитель 8 частоты, ограничители 9 и 10, дифференциатор 11, счетчик 12 импульсов, цифроаналоговый преобразователь 13, генерагор 1 импульсов сброса и два капала 15 и 16 обработки сигналов, 1084948 4

Дискретизация осуществляется временHbM дискретизатором 5, управляемым генератором ? тактовых импульсов, которые следуют с дискретом (фиг. Зв). На выходе дискретизатора

5 образуются импульсы, полярность и значения амплитуд которых соответст.. вуют значениям отсчетов сигнала

X(k), взятым с дискретом д (, (фиг.3г) .

)О

Х(1= я(Цсо+ (2Л, + г(ц), (1) (".)= (".)- (" (".))= е

=о(ел„)сое (V (Е лл„))cos - н-о(сл„) х х Sin (f(g7, ))sin - °, (4) я (Ф)=a(t f 5(и с((41, а именно

en4ier " ehtier г" о(нл )сое(т(ен„))(н) =р(ол„)(-т), если п-четное епЫег и+ (1 Гh+ f 1 3 ehtier ) z ) (61

ct(c „)siл(тл(етн))I "l но(ел л)(-il,если н-нечетное л

)((4,Я= каждый из которых содержит последовательно соединенные переключатель

1?, инвертор 18, сумматор 19 и второй фильтр 20 нижних частот.

Устройство работает следующим образом.

Узкополосный сигнал X(4), задаваемый соотношением где с((1), V() — соответственно амплитуда и фаза узкополосного сигнала, поступает на первый вход перемножителя 2, на второй вход которого с выхода опорного генератора 3 гар- )s) монического сигнала подается сигнал частоты . Примерный вид спектра

S(4) узкойолосного сигнала Х(1) представлен на фиг. 2а, где F — - ширина спектра узкополосного сигнала. Эпюра 20 напряжения узкополосного сигналапредставлена на фиг. За. В результате перемножения узкополосного сигнала и гармонического сигнала опорного генератора и последующей фильтрации фильтром 4 нижних частот образуется узкполосный сигнал с несущей частотой F =f.o- f . Значение промежуточI ной частоты F выбирается таким образом, чтобы спектры преобразованного сигнала располагались на оси частот так, как показано на фиг. 26, т.е. составляющие спектра на положительных и отрицательных частотах не перекрывались бы на нулевой частоте.

Сигнал на выходе фильтра 4 нижних частот имеет вид

К (4) =((1соз (2)) +Ч (Ц) (2)

Эпюра сигнала R(E) представлена на фиг. Зб. Ширина спектра сигчала

Х(1) (фиг. 2б) составляет 2F Гц, поэтому его дискретизация, для выполнения условия применимости теоремы Котельникова, должна производиться с периодом 45 е)с=

„/ 1

4 (31

Таким образом, для выделения отсчетов искомых квадратур p(cion) и

Дискретный сигнал X(a ln) с учетом выражений (2) и (3) имеет вид где n = 0,1,2,...,+ о.

Я, Я

МножнтеЛИ i:OS -h и Sq n — n могУт

2 2 принимать только три значения:

-1, О, +1, причем

Поэтому, как следует из выражения (4), значения отсчетов функции с точностью до знака совпадают со значениями искомых отсчетов квадратурных составляющих комплексной огибающей входного узкополосного сигнала р(1= а(Ц cos ((+ >; ф(А и) необходимо разделить последо/ вательности импульсов X(dl.n) на две последовательности четньгх я нечатны)-; импульсов и инвертировать кажцый второй импульс соответствен in НоСЛЕДОВатЕЛЬНОСтЕй ЧЕТ){ЬВ< и Нат-;ЕтНЬ::.-.. импульсов.

Разделение поспедавятепьности я

ПУЛЬСОВ Х(1}).П) НЯ ПОСЛЕДОБатаЛЬКОСТ;.= четных и нечетных импульсов ссуда " стВляется первым дополнител)ьЙым! переключателем 6, упрявляамьс!1 гене— ратором 7 тактовых импульсов После-довательности четных я кечет«b); импульсов (фиг. Зе,ж) поступают ня вход переключателя 17 соответствующих каналов 15 и 16 обработкя с)}гнала. Переключатели 17, у)тра) стяе))ыа-импульсами (фиг. Зд) пот.: Гу)ТЯ)о1п:: и с делителя 8 частоты, разд!еля)от пос-ледовательностии четных и нечетных импульсов ня две последователь ccòн (rr0 правилу "первый-Второй )(фяг.ЗЯ. и,н,о). Импульсы„ поступающие с пер". ваго выхода перек)})очател)я 1! 7, январтируются инвертором 18 (фиг. Зк,п) и складываются с )п)аследователь{}ость)о импульсов, поступающей с Второг) ВыХОДЯ Ларек)почател!"; 1! 7 . —, с «ri 1аторе

19 (фиг.Зл,р) . После фильтра.—. :.н 110-следовательностек импульсов,, ОбраЗУЮЩИХСЯ На ВЫХОДЯХ С- -;тиатоРОБ - 9,. фильтрами 20 ни{кких :.a: -!От ;..:я ях Вь) ходах образуются t;Haqpaтуркые составляющие огибающей узкполоспого

ВХОДНОГО СИГНаЛа с ;(i )COSTS)), -) и

G{(4) Ып {) (Ц (фяг. Зм, c) )).

Таким образ ом, об ес»е чиваат я

ВЫДЕЛЕНИЕ КВаДРатУР ВХСД. :10.-.0 Ст- ) Н». ла квадратуркым )преобразователем В случае постоянкой несущей чястать .",,", Для устранения „3rlt-:яняя («з . ::! 11 «ня. = несущей частоты ВхopHG)"G сягнал-. осуществляется сяь)хроннял с ;-змснением частоты подстройк! период"; дискретизация входного сяг{1-:.-:Пя я чЯстОты ОпОрнОГО Г-" каратОра «3 Гарма нического cHI Hanai чта обесHeH-tr. eT выполнение необходимого для pat>GT).t устройства соотно)))ения (З,т, т.

Я ь F= 1/4.

Автоматическая подстройка 1}арка:да дискретизация и опор}- ой частоть: осуществляется путам перестройки опорного генератора " .Г"армакического сигнала и генератора 7 тактовых импульсов при помощи Ограничителей

9 и 10, дифференциатора ",1 счетчи-ка 12 импульсов, цяфраакапогового

)!) - »Г - ЗОВ»таля 13 H г ijа )я! i" . 4 . !) )т! ; П)зсав Гб)))ося (:.:,: Одной сигкал X(1-),, ))ос} упаюЦ)тя !)a Г)Е)3ВЫИ ВХОД )leрЕМН!)Жяталя

° тДЧОБРЕМЕННО ГЕОСТУПЯЕТ И КЯ ВХОД

G) Pa;-)H«IH ЕЛЯ 9 (фяГ,. - Я,) т На ВЫХОДЕ като 301"G после двухстороннего огра--)ячаняя форм){руа.! т я т::аанцр !,фиг,, «!б), - -)з которого цяфференц:..Ятарам (1 G{3 разуется гк)сладовательность положи)."ЕЛ!ЬКЫХ И GTPHL«ЯТЕЛЬНЬГХ т%1ПУЛЬСОВ (!!))iI . 4ВВ), которая Grpa)- .Ичител м (0

lIpeG3pasiет -я В пОследОВятельнОсть птоломительньГ имг1ульсс В (фяГ . ) Г) паст} !Ia)oti)их на счетчик 1{ 2 кмп)тльсов

Счет }ик 12 ямпуль«-.ОБ производят т)СДС;— «.т =,b.llÓËbCGÂ, П.;СТ;П-.ЮЦЯХ На а го i!Ieрia 1)1 a}-,;)ц За iiepÿn)1 gr!а«)Е «)ii) :t.. ду псс уплением ятчпуа)ьсoH ha

-)тор)й Бхи}1 с Генарятооя 4 ям}:.— )г}bcn)3 сброса (фяг, - I), Цифровой тт 0 т - сGG 1 Ветс! Вутбсг)й т!Злит- Яству «т{1

Пульсов „!Iоступя)о)qях на —,e(3};öÄ

Е!.Од счет«:.ь}ка 1 2 импульсов за период с«}атя,. в конца ка)кдого 1}epanpя, -i.å.

Б .)О) -!I) Tt ВРЕ))ЕНЯ« ССО Ветс.тВУЮЩЯЕ при-..::::))}у:..:мпульсов с генера)npa 14

;-.0)3л сарася„ Выдаатся с выхода

";.;-: т «тя)--, - т-т),!пут)ЬСОВ -тя " i« ir{ т)HQpn

:-..-)я))"-Овс;0 и оаобрязавятал{1 1! 3) ня ь, Gpn:1 Вход КО 1 ОрОГО ПОСтупа)от 1)31= пульсы с Выхода Г нератора 14 импульсов сбросa,. По приходу каждого

«т!,Я«(, )I:: Сa CG)10ГЯ На БЫХС!Дe ЦифРО—

=:;.-:.-. ;.т)0:.:",Вс. --G l}en{3}3aзователя {3 Фnp!:иP«;aòÑß ПОС. ОЯН)-)СЕ Ка),.т)нжан-= Е УРО ань КGTGPC 1""., СОО!. Вe TCTHÓebi тдт«?ФРГВОv,;)цу, поступятощему:-:.,-,-. Од -)ет— !

ы "и 1 Нт! )1{УЛЬСОВ И COG Tae TC Tâ Ëîb Е

0 ЗНЯ -таки:О НаСУЩЕй ЧЯСтотЫ ВХОДНОГО .-.;.-;;с — „лас)-тс::- )явны)я {ляг. !e) . ПО!! T!!HHHOe !)а))РЯ)КЕHHe С ВЫХОДЯ ЦифРО= с )Я 0 Г!ОБО Гс ттраобразОВЯтеля (3 пОДЯ т H ta У:Ir)авт}ЯЮЩ})а ВХОДЫ 0 топка "G

ГЕНЕ)3Я.ТОРЯ - ГЯРМОНИЧССКОГО СЯГНЯЛЯ

Г * 1:РЯ ТОРЯ / ТЯКТОБЫХ «ИМПУЛЬСОБ .та ПИВО!т)}т К ИЗ)«ЕНЕН}ВО СООТВЕТСТБЕ)ПIО C TIOPHG«l ЧЯСТОТЫ H l ЕРИОДЯ C)re— !!0ЧЯННЯ Tl!КТОЬЫХ ИМПУЛЬСОВ . УПРЯБЛЕ

,т: ««Р Г»О ":Ой ОПОРНОГО т»Е«)=Р ЯТОРЯ . -а))31 )ОН Я«}а С Ко Гст СИГИ ЯЛЯ !3 С«)ЩВС ТБЛЯЕ

T il им 0{3paan)I, чтобы В такт с и«а .. -Нак))ЕМ тЕСущай ЧЯСТОТЫ БХ3ДНОГО .:;0: Ло! т.;.-, "т}т т}«тля Обасн)ЯЧИБд дОСЬ

), - =- „7 «) ЧTО

ПОЗ In ",eт т, GI)b С}т Г) ТОЧН»СТЬ Б;-, -}ат)ЕНИЯ

: Ва.",Pa УРНЬт К C)OC .-ЯЬЛЯЮ:{}Их ВХОДНОГО т: ОЬ«О.-ОСНОГО СИ} НЯЛа HPH И))Манакия!

«(5 т 7!))ай «Ia т тn Tb

Щ

Проведенные исследования оп=

ro образца предл-..ã;ÿeìoãî устройст=:-ë". для выделения квадратурных соста.-,л. =":сщих узкополосных сигналов показ= :- -=.от, что его использование позволяет =.риг р 38 по мощности по с †..:.;-.:.знию с известными . устрой;=г и повысить точность вид. †.азия квадратурных составляю1 "8 -,948

Яу

Я РЯЦДЩ

Тираж 862

Филмз ПИР "На ®н г, Упгород, ул Йроектнаи, ч

j / 1 (1

Закаэ 2033!5i

ПОдлисиОа