Устройство для анализа флуктуаций фазы сигнала

 

Изобретение относится к измерительной технике. Является дополнительным изобретением к авт.ев, № 1114974, Может быть использовано в радиотехнике для анализй флуктуации фазы сигнала. Цель изобретения расширение диапазона частот анализа флуктуации фазы сигнала. Для достижения этой цели в устройство дополнительно введен ограничитель 7, соединенный с входной клеммой устройства и входом первого избирательного фильтра I. На чертеже-также показаны делитель 2 частоты, второй избирательный фильтр 7, фазовые детекторы 4 и 6, сумматор 5. В данном устройстве по сравнению с известным верхняя граничная частота анализа флуктуации фазы увеличена в -f- раз, , 2Л- где ы --; L - длительность Т фронта импульсов, формируемых из исследуемого сигнала в ограничителе; Ч 50 МГц. 1 ил. с ю 00 сд СП ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 С 01 R 25/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 11! 4974 (21) 3946060/24-21 (22) 22,08,85 (46) 30.12,86. Бюл,к- 48 (72) В.Б,Немировский, В.В,Панкин и О,И,Воронин (53) 621.317.373(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

1! - 1114974, кл, С 01 R 25/00, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА ФЛУКТУАЦИЙ ФАЗЫ СИГНАЛА (57) Изобретение относится к измерительной технике. Является дополнительным изобретением к авт,св, (1114974, Может быть использовано в радиотехнике для анализа флуктуа-. ций фазы сигнала. Цель изобретения—

„„Я0„„128О552 расширение диапазона частот анализа флуктуаций фазы сигнала, Для достижения этой цели в устройство допол- нительно введен ограничитель 7, соединенный с входной клеммой устройства и входом первого избирательного фильтра I. На чертеже .также показаны делитель 2 частоты, второй избирательный фильтр 7, фазовые детекторы 4 и 6, сумматор 5, В данном устройстве по сравнению с известным верхняя граничная частота анализа и3 флуктуации фазы увеличена в - раз, 27( о где, = -;, — длительность

Ч фронта импульсов, формируемых из исследуемого сигнала в ограничителе;

50 МГц. 1 ил.

1280552

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано в радиотехнике для анализа флуктуации фазы сигнала и является усовершенствованием устройства по авт.св. У 1114974, Целью изобретения является расширение диапазона частот анализа флук" туации фазы сигнала.

На чертеже представлена структурная схема устройства для анализа

Флуктуацйй фазы сигнала.

Устройство содержит первый избирательный фильтр 1, делитель 2 частоты, второй избирательный фильтр 3, первый фазовый детектор 4, сумматор

5, второй фазовый детектор 6 и ограничитель 7.

Вход ограничителя 7 соединен с входной клеммой устройства и входом первого избирательного фильтра 1, выход которого через последовательно соединенные делитель 2 частоты, второй избирательный фильтр 3 и первый фазовый детектор 4 соединен с первым входом сумматора 5. Второй вход первого фазового детектора 4 соединен с

1выходом делителя 2 частоты. Выход ограничителя 7 соединен с первым входом второго фазового детектора

6, второй вход которого соединен с выходом первого. избирательного фильтра 1, а выход — с вторым входом сумматора 5, выход которого соединен с выходной клеммой устройства, Устройство работает следующим образом, На вход устройства поступает исследуемый сигнал U,(t), представляющий собой смесь гармонического сигнала с фазовой модуляцией и аддитивного широкополосного шума.

Этот сигнал имеет вид

U (t) = U, cos(d, С + о (1)) + P (t)(l) где Z(t) — флуктуации фазы сигнала, спектр которых со,средоточен в зоне л>, около и3, P(t ) — аддитивный широкополосный шум, составляющие которого занимают полосу частот от О до час2) ° тоты

l где Г,, — длительность фронта импульсов, форми

/ руемых из исследуемого сигнала в ограничителе

5 сигнала.

На вход фазового детектора 6 ис- . следуемый сигнал U,(t) проходит через избирательный фильтр l, при этом отфильтровываются все составляющие флуктуации фазы сигнала и аддитивного шума, спектр которых не попадает в полосу пропускания ь, фильтра 1 и сигнал на выходе фильтра

1 принимает вид

U2 t U cos (u3ît + 7 (С)3, (2) где g (t ) — низкочастотные состав-! ляющие флуктуации фазы сигнала и аддитивного шума вблизи от несущей прошедшие через избирательный фильтр I u определяемые параметрами

25 флуктуации фазы ос (С), аддитивного шума P(t) и фильтра 1.

На второй вход фазового детектора

6 исследуемый сигнал V,(t) проходит через ограничитель 7, преобразуясь в импульсный сигнал амплитудой А со скважностью 2, Этот сигнал может быть представлен выражением

m-1

U (t) = -(-1) cos m 1- +

4А

m=1,3,5

20 >:

m=0,2,4,6.

4 l ,— -(-1) cos ш, 5 ° 3t m т 1

Т о + )t о

+б (t), (3) где 8(t) — составляющие, обусловленные фазовыми флуктуациями e (t) и аддитивным широкополосным шумом р(t), расположенным около каждой гармоники выходного сигнала ограничителя 7 в частотных зонах:

m M,+,, гдеm = 1,3,5...

Если во входном сигнале (1) процесс р (t) ïðåäñòàâëÿåò собой дискретную составляющую помехи на часто5О те ы„, то выходной сигнал на выходе ограничителя может быть представлен в виде!

280552 где С вЂ” коэффициент Неймана (1, = 1;, 2 при m > О);

Е. — амплитуда помехи на входе и ограничителя;

Š— амплитуда входного сигнала. 5

Из этого выражения видно, что в зону частот a, + 1, попадают все аддитивные составляющие, исследуемого сигнала ф(С) за счет их биений с сигналом на нелинейной характеристике ограничителя и составляющие флуктуации фазы d (t).

Таким образом, на выходе фазового детектора 6 формируется сигнал, несущий информацию о разности высокочастотньм составляющих флуктуации фазы (t) и аддитивного шума p (t), прошедших через ограничитель 7, и низкочастотных составляющих флуктуа- 20 ции фазы î (t) и аддитивного шума

P(t), прошедших через избирательный фильтр I, Сигнал (2) с выхода избирательного фильтра 1, проходя через делитель 2 частоты, преобразуется к виду

U (С) = U cosf — — + --1 †-), (5) ад,С М (t) где n — - коэффициент деления делителя

2 частоты.

Причем частота изменения фазы сиг> (С) нала - — — на выходе делителя 2 час-. и 35 тоты остается равной частоте изменения сигнала f,(t) на входе делителя

2 частоты (2), изменяется лишь амплитуда флуктуации фазы. Это справедливо до тех пор, пока сигнал на вы- . 40 ходе делителя 2 частоты остается узкополосным, Сигнал (5) с выхода делителя 2 частоты поступает на второй избирательный фильтр 3 с полосой пропускания ь .! (6 и фазовый детектор 4, 3 на второй вход которого поступает сигнал с второго избирательного фильтра 3 вида

U (t) = U cos(†- + g (t)), (6) где t (t) — низкочастотные флуктуации фазы исследуемого сигнала, прошедшие через втОРОЙ фильтр 3 с полосон5 пропускания >

На выходе фазового детектора 4 формируется сигнал, несущий информацию с флуктуации фазы g (t) относительно еще более низкочастотного процесса г (t). Если при этом отношеЯ ние центральной частоты фильтра 3

>,/n к его полосе пропускания лс> обеспечить таким же, как и для избирательного фильтра 1, то нижняя граница диапазона частот анализа флуктуации фазы уменьшится в п раз, где

n — - коэффициент делителя 2 частоты.

Сигналы с выходов фазовых детекторов 4 и 6 с соответствующими коэффициентами передачи поступают на сумматор 5, на выходе которого формируется сигнал, несушнй информацию как с высокочастотных шумовьж составляющих флуктуации фазы d (,t) и аддитивного широкополосного шума p(t), так и о низкочастотньм составляющих флуктуации фазы с (С) и расположенного вблизи сигнала адцитивного шума p(t).

Таким образом, введение в устройство для анализа флуктуации Фазы ограничителя позволяет расширить диапазон анализа флуктуации фазы сигнала и учесть преобразование в ограничителях аддитивного широкополосного шума, присутствующего в реальных сигналах.

Например„ при частоте сигнала (1) и>,= 50 мГц, ширине спектра Флуктуации фазы ло = 150 мГц диапазон анализируемых флуктуаций фазы в известном устройстве равен Ф 50 мГц, В то же время анализ флуктуаций фазы в предлагаемом устройстве эа счет транспортирования спектра в ограничителе в диапазон до 50 мГц может быть осуществлен до 150 мГц. Кроме того, возможен анализ аддитивных высокочастотных шумовых и регулярных составляющих.

Например, при подаче на вход ограничителя сигнала на частоте

= 50 мГц и аддитивной помехи на частоте 1„ = !49 мГц сигнал на его выходе определяется выражением (4), при.этом около первой гармоники на частоте, образуются составляющие на частотах 49 и 5! мГц, которые,выделяются на фазовом детекторе, Аналогично преобразуются и шумовые аддитивные составляющие входного сигнала, занимающие полосу частот

23 от 0 до, = =, вЂ, где с — длительность фронта импульсов, формируемых иэ исследуемого сигнала в ограничителе.

Таким образом, верхняя граничная частота анализа флуктуаций фазы уве1280552

Составитель M.Êàòàíoâà

Редактор И,Рыбченко Техред Н.Глущенко Корректор М. Пожо

Заказ 7063/51

Тираж 728 Подписное

BkIHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д,4/5.Производственно-полиграфическое предприятие, г,Ужгород, ул.Проектная,4

5 и>, личена в †раз по сравнению с извевд стным устройством.

Формула изобретения о

Устройство для анализа флуктуаций фазы сигнала по авт.св, Р 1114974, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона частот .анализа флуктуации фазы с. игнала, в него введен ограничитель, вход которого соединен с входной клеммой устройства, а выход — с вторым входом второго фазового детектора.