Устройство для определения класса радиосигналов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ , РАДИОСИГНАЛОВ, содержащее первый и второй фазовые детекторы, фазовращатель , четыре перемножителя, блок слежения , блок вычитания и электроннолучевую трубку, отличэющее .С я тем, что, с целью повышения точности классификации радиосигналов, Б него введены генератор гармонических колебаний, импульсный генератор, первый и второй мультивибраторы, десять ключей, четыре пиковых детектора , ;восемь перемножителей, два блока сложения и два блока вычитания, причем вход устройства соединен с сигнальными входами фазовых детекторов, зыход генератора гармонических колеЗаний соединен с управляющим входом первого фазового детектора и через J)a3 о вращатель с управляющим входом второго фазового детектора, выход первого фазового детектора соединен с сигнальн1г1ми входами первого, второго и третьего ключей, а выход второго фазового детектора соединен с сигнальными входами четвертого, пятого , шестого ключей, выход импульсного генератора соединен с управляющими входами третьего и шестого ключей и входами первого и второго мультивибраторов, выход первого мультивибратора соединен с управ .ляющими входами второго и пятого ключей, а выход второго мультивибратора соединен с управляющим входами первого, четвертого, седьмого, isocb . мого, девятого и десятого ключей, выход первого ключа соединен с первь -. ми входами пятого и седьмого перемножителей, а выход четвертого ключа соединен с вторыми входами шестого и восьмого перемножителей, выходы второго , третьего, пятого и шестого ключей через пиковые детекторы соедине (Л ны соответственно с сигнальными входаС ;ми седьмого, восьмого, девятого и десятого ключей, вькод седьмого ключа соединен с первыми вxoдa D второго, четвертого и восьмогоперемножителей и вторым входом пятого перемножителя-,, выход восьмого ключа соединен с вторыми входами первого и четвертого перемножителей, выход девятого ключа соединен с первыми входами первого , третьего и шестого перемнолсителей и вторым входом седьмого перемножителя , выход десятого ключа соединен с втопьии входами второго и третьего перемножителей, выходы первого и второго перемножителей соединены с входами первого блока вычитания, выход которого соединен с первыми входами десятого и двенадцатого перемно .жителей, выходы третьего и четверто ,го перемножителей соединены с вхо:Дами первого блока сложения, выход которого соединен с первыми входами, девятого и одиннадцатого перемножи- . тёлей, выходы пятого и шестого пере

1 2432 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН ()9) (11) (5!)4 G 01 R 23/16

ВСЕСО ЮЗИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

П ".. )1 Т1)()»

TEXHHЧЕС}<АЯ

lillC310TN>

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3665953/24-21 (22) 21. 11.83 (46) 30.09.85. Бюл. ¹ 36 (72) Л.А. Животовский (71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина) (53) 621. 317 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 832492, кл. С 01 R 23/16, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 953584, кл. G 01 К 23/16, 1982. (54) (57) УСТРОЙСТВО 11ЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ, РАДИОСИГНАЛОВ, содержащее первый и второй фазовые детекторы, фазовращатель, четыре перемножителя, блок сле жения, блок вычитания и электронно лучевую трубку, о т л и ч а ю щ е е:с я тем, что, с целью повышения точ.ности классификации радиосигналов, в него введены генератор гармонических колебаний, импульсный генератор, первый .и второй мультивибраторы, десять ключей, четыре пиковых детекто-ра,;восемь перемножителей, два блока сложения и два блока вычитания, причем вход устройства соединен с сигнальными входами фазовых детекторов, выход генератора гармонических коле5аний соединен с управляющим входом первого фазового детектора и через фазовращатель с управляющим входом второго фазового детектора, выход первого фазового детектора соединен с сигнальнЫми входами первого, второго и третьего ключей, а выход второго фазового детектора соединен с сигнальными входами четвертого, пятого, шестого ключей, выход импульсного генератора соединен с управляющими входами третьего и шестого ключей и входами первого и второго мультивибраторов, выход первого мультивибратора соединен с управляющими входалш второго и пятого ключей, а выход второго мультивибратора соединен с управляющими входами первого, четвертого, седьмого, восьл1ого, девятого и десятого ключей, выход первого ключа соединен с первы-. ми входами пятого и седьмого пере-. множителей, а выход четвертого ключа соединен с вторыми входами шестого и восьмого перемножителей, выходы второго, третьего, пятого и шестого клю- щ

Сй чей через пиковые детекторы соединены соответственно с сигнальными входа.ми седьмого, восьмого, девятого и де- ( сятого ключей, выход седьмого ключа соединен с первыми входалш второго, Я четвертого и восьмого перемножителей ° и вторым входом пятого перемножнтеля,, выход восьмого ключа соединен с вторыми входами первого и четвертого перел ножителей, выход девятого ключа соединен с первыми входами перво- го, третьего и шестого перемножителей и вторым входом седьмого перемножителя, выход десятого ключа соединен с вторыми входами второго и тре- тьего перемножителей, выходы первого и второго перемножителей соединены с входаля первого блока вычитания, вы- фЬ ход которого соединен с первыми входами десятого и двенадцатого перемножителей, выходы третьего и четвертого перемножителей соединены с входами первого блока сложения, выход которого соединен с первыми входами девятого и одиннадцатого перел1ножителей, выходы пятого и шестого пере1182432 множителей соединены с входами второ- го блока сложения, выход которого соединен с вторыми входами девятого и двенадцатого перемножителей, выходы седьмого н восьмого перемножителей соединены с входами второго блока вычитания, выход которого соединен с вторыми входами десятого и г одиннадцатого ™еремножителей, выходы девятого и десятого перемножиИзобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в качестве составной части радиоприемника.

Цель изобретения — повышение точ-, ности классификации радиосигналов .путем исключения узкополосных элементов задержки, искажающих частотньпi спектр радиосигнала..

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — изображения на экране

ЭЛТ для различных модуляций радио,сигнала, на фиг. 3 — работа устройства при приеме фазоманипулированпого сигнала ФТ,1.

Предлагаемое устройство содержит два фазовых детектора 1 и 2, генератор 3 гармонических колебаний, фазовращатель 4, десять ключей 5-14, импульсньп» генератор 15, два мультивибратора 16 и 17, четыре пиковых детек тора 18-21, двенадцать перемножителей 22-33, три блока 34-36 сложения, три блока 37-39 вычитания и электроннолучевую трубку {ЭЛТ) 40, причем вход устройства соединен с сигнальными входамн фазовых детекторов 1 и 2 выход генератора 3 гармонических колебаний соединен с управляющим вхо-,. дом первого фазового детектора 1 и че рез фазовращатель 4 с управляющим входом второго фазового детектора 2, выход первого фазового детектора соединен с сигнальными входами первого 5 второго 6 и третьего 7 ключей, а выход второго фазового детектора 2 сое динен с сигнальными входами четвертого 8, пятого 9 и шестого 10 клютелей соединены с входами третьего блока сложения, выход которого сое динен с вертикально отклоняющей системой электронно-лучевой трубки, а выходы одиннадцатого и двенадцатого перемножителей соединены с входами третьего блока вычитания, выход которого соединен с горизонтально отклоняющей системой электроннолу чевой трубки. чей, выход импульсного генератора 15 соединен с управляющими входами. третьего 7 и шестого 10 ключей и входами первого 16 и второго 17 мультивибраторов, выход первого мультивибратора 16 соединен с управляющими входами второго 6 и пятого 9 ключей, а выход второго мультивибратора 17 соединен с управляющими входами первого 5, четвертого 8, седьмого 11,,восьмого 12, девятого 13 и десятого

14 ключей, выход первого ключа 5 соединен с первыми входами пятого

26 и седьмого 28 перемножителей, а выход четвертого ключа 8 соединен с вторыми входами шестого 27 и восьмого 29 перемножителей, выходы второго 6, третьего 7, пятого 9 и шестого 10 ключей через пиковые детек= торы 18-21 соединены соответственно с сигнальными входами седьмого 11, восьмого 12, девятого 13 и десятого

14 ключей, выходы седьмого ключа 11 соединены с первыми входами второго

23, четвертого 25 и восьмого 29 перемножителей и вторым входом пятого .перемножителя 26, выход восьмого .;ключа 12 соединен с вторыми входами первого 22 и четвертого 25 перемножителей, выход девятого ключа 13 соединен с первыми входами первого

22, третьего 24 и шестого 27 перемножителей и вторым входом седьмого

28 перемножителя, выход десятого ключа 14 соединен с вторыми входами второго 23 и третьего 24 перемножителей, выходы первого 22 и второго

23 перемножителей через первый блок

37 вычитания соединены с первыми вхо1132432 дами десятого 31 и двенадцатого 33 перемножителей, выходы третьего 24 и четвертого 25 перемножителей через первый блок 34 сложения соединены с первыми входами девятого 30 и 5 одиннадцатого 32 перемножителей, выхо-. ды пятого 26 и шестого 27 перемножителей через второй блок 35 сложения соединены с вторыми входами девятого 30 и двенадцатого 33 перемножителей, выходы седьмого 28 и восьмого 29 перемножителей через второй блок 38 вычитания соединены с вторыми входами десятого 31 и одиннадцатого 32 перемножителей, выходы 15 девятого 30 и десятого 31 перемножителей через третий блок 36 сложения соединены с вертикально отклоняющей системой ЭЛТ 40, а выходы одиннадцатого 32 и двенадцатого 33 20 перемножителей через третий блок вычитания 39 соединены с горизонтально отклоняющей системой ЭЛТ 40.

Устройство работает следующим об-, разом. 25

Поступивший на вход устройства .радиосигнал проходит на первые входы обоих фазовых детекторов 1 и 2, на вторые входы которых подается синусо.идальное колебание с выхода генератора 3 гармонических колебаний непосредственно на первый фазовый детектор 1 и через фазовращатель 4 на второй фазовый детектор 2. Выходной сигнал первого фазового детектора 35

1 проходит на первые три ключа 5-7, а выходной сигнал второго фазового детектора 2 — на вторые три ключа

8-10. Периодическая последовательность видеоимпульсов с выхода им- 40 пульсного генератора 15 поступает на третий 7 и шестой 10 ключи и на запуск обоих мультивибраторов 16 и

17, при этом время появления импульса на выходе второго мультивибратора 45

17 после запуска в два раза больше, чем на выходе первого мультивибратора 16, но меньше чем период следования- запускающей их импульсной последовательности. Импульсы с выхода 50 первого мультивибратора 16 поступают на второй 6 и пятый 9 ключи, а импульсы с выхода второго мультивибратора 17 — на первый 5, четвертый

8, седьмой 11, восьмой 12, девятый 55

13 и десятый 14 ключи. Все поступающие на ключи видеоимпульсы открывают их на время действия импульса, при этом сигнал с входа ключа перецается на его выход. Выходные сигналы второго 6, третьего 7, пятого

9 и шестого 10 ключей поступают на пиковые детекторы 18, 19,20,21, формируя на них соответствующие напряжения, которые через седьмой 11, восьмой 12, девятый 13 и десятый 14 ключи поступают на перемножители 22-29, на перемножители 26-29, кроме того, проходят сигналы с выходов первого 5 и четвертого 8 ключей, при этом импульсы с выхода второго мультивибратора

17 обеспечивают одновременность прохождения всех сигналов на входы перемножителей 22-29 и обнуление (разряд накопительной емкости) пиковых детекторов 18-21, сигналы с выходов первых восьми перемножителей 22-29 через два блока 34 и 35 сложения и два блока 37 и 38 вычитания поступают на перемножители 30-33, при этом видеоимпульсы с выходов девятого

30 и десятого 31 перемножителей.через третий блок 36 сложения проходят на вход вертикально отклоняющей системы ЭЛТ 40, а видеоимпульсы с выходов одиннадцатого 32 и двенадцатого 33 перемножителей через третий . блок 38 вычитания — на вход горизонтально отклоняющей системы ЭЛТ 40.

На вход устройства поступает некоФ торый произвольный сигнал u(t)

U(t) =V(t),é нц где Ч() — огибающая, Я вЂ” средняя частота (р(с) — фаза радиосигнала.

Генератор 3 гармонических колебаний вырабатывает синусоидальное колебание

Ur (t) =Чг sin(a,t+gr)

Фазовращатель 4 обеспечивает поворот фазы колебания U >(t) на 90 при этом на выходах первого 1 и второго 2 фазовых детекторов появятся

J соответственно следующие сигналы:

g(t)=V(t) V, cost(ö-Qg t+g(t)-ф,);

S(t) =V(t) V, ° s in ((И - сд,l С+((t) Яр ) На фиг. 2 показаны эпюры напряжений в некоторых точках схемы при приеме радиосигнала с фазовой телеграфией (ФТ ) и со скачком фазы

hg = й.Ui(t), U>(t) — сигнал на выходе импульсного генератора 15, UM,(t) и 0 (t) — выходные сигналы первого 16 и второго 17 мультивиб1182432

Лналогично видеоимпульсы с выхода первого мультивибратора 16 в момент времени = + открывают

1 второй 6 и пятый 9 ключи, при этом на первом 18 и третьем 20 пиковых детекторах появляются напряжения, равные значениям выходных сигналов фазовых детекторов в момент времени С21

С2 С()

2 (t2)

Напряжения С1, S 1, С2, Sz на пиковых детекторах 18-21 сохраняются до появления импульса с выхода второго мультивибратора 17 в момент времени t = t< +22, при этом указан- 45 ные напряжения через седьмой 11 и десятый 14 ключи проходят на соответствующие перемножители 23-29. Одновременно через первый 5 и третий 7 ключи на перемножители 26,28,22 и 25 50 поступают видеоимпульсы, равные выходным сигналам фазовых детекторов

1 и 2 в момент времени

С, = C(t>) () Таким образом, в момент действия видеоимпульса с выхода второго муль55 раторов, С1(С) и С (t) — напряжения на выходах первого 18 и второго 19 пиковых детекторов, C5(t) — сигнал на выходе первого ключа 5, a — сигнал, поступающий на вертикально отклоняющую систему ЭЛТ 40.

Пусть. импульсный генератор 15 выдает периодическую последовательность

10 видеоимпульсов с периодом следования

Т и длительностью импульса 0. На выходе первого мультивибратора 16 через некоторый временной интервал с после запуска пьявляется такой же видеоим15 пульс, а на выходе второго мультивибратора 17 видеоимпульс появляется через временной интервал 2 о.

Бидеоимпульсы с выхода импульсно го генератора 15 в некоторый момент

t 1 открывают третий 7 и шестой 10 ключи, прн этом на втором 19 и четвертом 21 пиковых детекторах появляются напряжения, равные значениям выходных сигналов фазовых детекторов н этот момент:

С1- C(t()

s,= s(t,) тивибратора 18 (t ) на перемножители

22-29 поступают вйдеоимпульсы, соответствующие значениям выходных сигналов фазовых детекторов 1 и 2 в три различные моменты времени г

+7; tZ= С1+2": С1, $1, С, Бх, С„, Б,.

На выходах перемножителей 22-29 имеются видеоимпульсы, равные соответственно следующим произведениям:

С $ С Ь $ s C1C У С2С39 Sist%

s,с,,с$

При этом на выходе первого блока

34 сложения присутствует сигнал: а1 = С1Сх + $$, на выходе первого блока 37 вычитания: ь, =С,Б,-С,$4, на выходе второго блока 35 сложения:

a, = CzC, + SzSs на выходе второго блока 38 вычитания:

Ь, =с,s -с,s

На выходах перемножителей 30-33 находятся видеоимпульсы, равные соответственно следующим проиэведениям: а,а ; bI b23 а,Ь ; Ь,а . IIPH этом на выходе третьего блока 36 сложения присутствует сигнал: а. =аа +ЬЬ на выходе третьего блока 39 вычитания:

Ь =а ь — аЬ,.

При подстановке в выражения для а3 и b„" соответствующих значений С1,, S1 с учетом (1) а 1 = U(t) Ч (t ) Ч() ° cos(cp(t)

-g(t,)3

b> =- V(tI) Ч (t,) V(t ). sin((t,)

АССР(Е ))

Пусть а = A(t) 1 cos g(t), Ь = A(t) эЫ с(е), (2) где

A(t) =v(t, ) v (t,) v(t>);

N(t) =q(tq)-с (г. ) .

Для тех видов модуляции, при которых амплитуда радиосигнала во времени не меняется (ФТ„,х, ЧМ, ЧТ)

A(t) A=const.

1 1824 3?

4)

Ьз=-А

Следовательно, на экране ЭЛТ вы. свечиваются четыре точки симметрично относительно центра координат — две на вертикальной оси и две на ropuSOHT8JIbHOH °

4Р

Для сигнала с частотной модуляцией ЧИ разность фаз между колеба,ниями. в различные моменты времени может принимать непрерывное множество значений в.пределах (-((ф (().

При этом ф(,() равномерно распределен в интервалеj(-Я + % )). Поэтому возможно применение значений а и Ъ>. а = A(cosy(t))

Ь.э = .А sino((t)$<(t)=(-o (<>J

Следовательно, на экране ЭЛТ вы,свечиваются точки, лежащие на окруж

1ности с центром в начале координат, 45

5Р

Поскольку, cp(t ) характеризует. фазовую (частотную) модуляцию радиосигнала, то для гармонического коле.— бания y (ti) = const u oL (t) О; Следо- 5 вательно, для гармонического колебания а =А ЬЭ= О и на экране ЭЛТ 40

Э ! высвечивается одна точка на вертикальной оси.

Для сигнала с фазовой телегра- 10 фией (ФТ1 ) разность фаз между различными (i-й и j-й) элементарными посылками может принимать два значения (1)(t,)-(у(t ) =О,п . Следовательно, g,(t) также может принимать два 15 значения: o(,=0 и М,= II . Поэтому Ьэ =О и возможны два значения аЭ. 1) а А;

2) ao=-А. Следовательно, на экране ЭЛТ 40 высвечиваются две точки на вертикальной оси симметрии относи- 2р тельно центра координат.

Для сигнала с фазовой телеграфией

ФТ разность фаз между различными элементарными посылками может принимать четыре значения: 0; -",((; — †" . 25

Следовательно, g (t) также может принимать четыре значения: К,= 0, () Э=

Я

/ л II

= ., of,o = н, g, = †. Поэтому возможны четыре множества значений а и ЪЭ.

b3 A которые при большей длительности реализации сигнала сливаются в сплошную окружность.

Для сигнала с частотной .телеграфией ЧТ, состоящего из отрезков синусоид двух различных частот (Q u

4) ), возможны три ситуации: а) временные отсчеты t и t > находятся в пределах одной элементарной посылки с (.), б) t „ и t находятся в раз Э личных элементарных посылках, но с одинаковыми значениями И;," в) t 4 и находятся в различных эпементаних посылках с разными значениями и;

В первых двух ситуациях of(t)=0 и на экране ЭЛТ 40 высвечивается точка на вертикальной оси, а в. трЕтьей ситуации аналогично случаю ЧИ соответствует изменение of,(t)= ((=(()М и, следовательно, множество точек на окружности на экране ЭЛТ 40. Таким образом, сигналу с ЧТ при большой длительности реализации сигнала на экране ЭЛТ соответствует окружность с точкой на вертикальной оси.

Для сигналов с амплитудной модуляцией (АИ) и амплитудной телеграфией (AT), g (t, )= EP= const и, следовательно, of,(t)=0 и Ьэ=О, A(t) в случае

АИ может принимать множество значений в пределах А ;„ — A „ (в случае

100%-ной модуляции А - =О) а в слуIIIiII чае AT — два значения: 0 и А. Следовательно, для АИ сигналов возможно изменение значений а.: (а = А(с)) A(t)=(0,А ), а для AT-сигналов: 1) а Э = А,2) а =О.

Поэтому в случае AN на экране ЭЛТ 40 высвечиваются точки на отрезке вертикальной оси, которые при большей длительности реализации сигнала сливаются в сплошную линию, а в случае

AT — две точки в центре координат и на вертикальной оси.

Таким образом, исключение иэ состава устройства узкополосных элементов задержки, имеющихся в составе известного устройства позволяет повысить четкость изображения на экра..с не ЭЛТ, так как частотные характеристики сигнала не искажаются, и тем самым повысить точность классификации радиосигналов.

1182ч32

1182432

ttt (t

Редактор .Л. Пчелинская (Составитель С. Лебедев

Техред Л.Микеш

Корректор А. Обручар

Подписное

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

Заказ 6100/43 Тираж 747

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий

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