Цифровая динамическая следящая система

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в следящих фильтрах для выделения сигналов на фоне помех. Целью изобретения является повышение точности системы . Цифровая динамическая следящая система содержит последовательно соединенные первый смеситель, вход кото-, рого соединен с входом системы, полосовой фильтр, второй смеситель, усилитель промежуточной частоты, цифровой дискриминатор, второй вход которого соединен с выходом блока опорных частот, и цифровой фильтрэкстраполятор, а также последовательно соединенные регистр и накапливающий сумматор, счетный вход которого подключен к второму выходу блока опорных частот, третий вход которогб подключен к второму входу второго смесителя , вход регистра подключен к выходу цифрового фильтра-экстраполятора, вьгход накапливающего сумматора подключен к второму входу первого смесителя. 3 ил. сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (51) 4 С 05 В 11/14

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3890860/24-24 (22) 29.04.85 (46) 23.01.87. Бюл. )1 - 3 (72) В.В.Шкирятов (53) 62-50 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

)1 328430, кл. G 05 В 13/02, 1970.

Авторское свидетельство СССР

N9 537432, кл. Н 03 В 3/04, 1975.

Авторское свидетельство СССР

348979, кл. С 05 В 11/14, 1970. (54) ЦИФРОВАЯ ДИНАМИЧЕСКАЯ СЛЕДЯЩАЯ

СИСТЕМА (57) Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в следящих фильтрах для выделения сигналов на фоне помех. Целью изобретения является повышение точности системы. Цифровая динамическая следящая система содержит последовательно соединенные первый смеситель, вход кото-. рого соединен с входом системы, полосовой фильтр, второй смеситель, усилитель промежуточной частоты, цифровой дискриминатор, второй вход которого соединен с выходом блока опорных частот, и цифровой фильтрэкстраполятор, а также последовательно соединенные регистр и накапливающий сумматор, счетный вход которого подключен к второму выходу блока опорных частот, третий вход которогд подключен к второму входу второго смесителя, вход регистра подключен к выходу цифрового фильтра-экстраполятора выход накапливающего сумматора подключен к второму входу первого смесителя. 3 ил.

12814

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к следящим системам управления и фильтрации, и может быть использовано в следящих фильтрах для выделения сигналов на фоне помех.

Цель изобретения — повышение точности системы.

На фиг.1 приведена блок-схема цифровой динамической следящей системы; на фиг.2 — функциональная схема с примерной технической реализацией регистра и накапливающего сумматора; на фиг.3 — временные диаграммы, поясняющие работу предлагаемого устройства.

Система содержит первый,смеситель

1 частот, усилитель 2 промежуточной частоты, цифровой дискриминатор 3, цифровой фильтр-экстраполятор 4, блок

5 опорных частот, регистр 6, накапливающий сумматор 7, второй смеситель

8 частот и полосовой фильтр 9.

Цифровая динамическая следящая система работает следующим образом, Входной сигнал поступает на первый 25 вход смесителя 1, на второй вход которого с выхода старшего разряда (триггера) накапливающего сумматора

7 поступает сигнал S типа меандр

m (фиг.3), закон изменения частоты которого с точностью до номинала промежуточной частоты соответствует закону изменения частоты входного сигнала.

В результате перемножения этих сигналов на выходе полосового фильтра 9 выделяется сигнал первой промежуточной частоты Г, поступающий на первый вход смесителя Я, на второй вход которого с третьего выхода блока 5 опорных частот поступает сигнал с по40 стоянной частотой f =f -f . В реЭ ПР! ОР2 зультате перемножения этих сигналов на выходе усилителя 2 выделяется сигнал второй промежуточной частоты, который далее поступает в цифровой дис45 криминатор 3, где в цифровой форме выделяется величина рассогласования между действительной и эталонной промежуточными частотами

К К 50 лИ =N. — И =-f (- — — — — -- — )

)„ f C× (Йг Р20 ЯР 2 ) К

f2 и Р 2 где f. — частота счетных импульсов.

СЧ 55

После обработки этого числа в цифровом фильтре-экстраполяторе 4 на его его выходе формируется управляющее число N,,,,пропорциональное сумме

«Р

28 2 одинарного, двойного и т,ц. вплоть до и-го интервала величины рассогласования, которое записывается в регистр 6, выходы которого соответственно подключены к входам накапливаю- щего сумматора 7. При этом каждый тактовый импульс, поступающий с выхода блока 5 опорной f частоты записью вает в накапливающий сумматор 7 число

N„„;, в результате чего в нем накапливается результирующее число N,(t), рост которого происходит по пилообразному закону (фиг.3) со скоростью, пропорциональной N,(с)=Е И,. с.

При достижении первого порога 2 триггер m-го разряда сумматора 7 переходит в состояние "1", а при достижении второго порога 2 "-1, соответствующего полному заполнению сумматора 7, он обнуляется и процесс повторяется снова (фиг,З). В результате частота выходного сигнала (первая гармоника) старшего разряда этого сумматора устанавливается в соответствии с управляющим числом, записанным в егист е 6

P P

f где Sf — дискретность установки выходной частоты преобразователя код — частота, состоящего из регистра и накапливающего сумматора 7, постоянная во всем диапазоне изменения выходного сигнала.

Нижняя граница диапазона изменения частоты выходного сигнала этого преобразователя ограничивается снизу периодом изменения управляющего числа И „,, т.е. временем квантования входного (второй промежуточной частоты) сигнала в цифровом дискриминаторе и обычно составляет К=(1-8) периодов этой частоты, т. е. Х > f /

Вьl»Pg

/К. Верхняя же граница диапазона изменения частоты выходного сигнапа ограничивается фазовыми шумами квантования, обусловленными величиной л Ч, =211 N „„, „ / (2 — 1) ° Пр ак— тически N «, „ не превышает величины 2, поскольку в этом случае

23 лч -- pag. .ь, 32

Предлагаемая система по сравнению с известными c,5ëàäàåò следующими до-. стоинствами.

Во-первых, при одинаковой дискретности перестройки частоты выходного

1285 сигнала преобразователя код — частота предлагаемая система позволяет на порядок увеличить диапазон перестройки частоты выходного сигнала, а при одинаковом диапазоне перестройки частоты 5 на порядок уменьшить дискретность перестройки частоты (шум квантования).

Так, например, при Е =5 10 Гц, N =

=32, m=20 в известном устройстве лЕ„„„= — =80 кГц, о Е=Е (1/2ЬР— 1/Х )=

f t0 о

=(2,5-5) кГц, ав предлагаемой системе дЕ =160 кГц и Bf=f /2 =2,5 Гц.

Таким образом, предлагаемая система при вдвое большем диапазоне перестройки частоты позволяет .на три порядка уменьшить шумы квантования преобразователя код — частота. .Во-вторых, подключение входа смесителя t частот к входу системы поз- 20 воляет более чем на два порядка уме:ньшить полосу пропускания полосового фильтра (аЕ„, "" 200-300 Гц),а относительная свобода в выборе номинала этой частоты (f =2-3 МГц) позволя-25

no i ет использовать для реализации этих фильтров кварцевые фильтры (добротность которых составляет 3000-1000), обеспечивающих практически идеальную стабильность (ЬЕ/f 10 ) собственных 30 амплитудно-частотных характеристик, максимальное подавление паразитных составляющих выходного сигнала преобразователя код — частота и достаточно высокую предварительную фильтрацию 35 входного сигнала от внешних шумов.

В-третьих, подключение второго смесителя к выходу блока 5 опорных частот (второму гетеродину с постоянной частотой) позволяет существенно сни- 40 зить номинал второй промежуточной частоты, поступающей на вход цифрового

28 4 дискриминатора 3 (f „, 2 КГц). 11ри этом сравнительно просто обеспечивает-.. ся микроминиатюризация усилителя 2 промежуточной частоты, для реализации которого используются только R,Ñ-элементы, снижаются требования к стабильности его амплитудно-частотных характеристик, а использование генератора, счетных импульсов с частотой Е,„ =.

=5 МГц позволяет уменьшить ошибку квантования частоты в цифровом дискриминаторе до величины

B f=f 2„ /Kf, О, 1 Гц.

Таким образом существенно уменьшаются-основные составляющие аппаратурных ошибок цифровой динамической сле.дящей системы и соответственно увеличивается ее точность.

Формула изобретения

Цифровая динамическая следящая система, содержащая последовательно соединенные первый смеситель, вход которого соединен с входом системы, полосовой фильтр, второй смеситель, усилитель промежуточной частоты, цифровой дискриминатор, второй вход которого соединен с выходом блока опорных частот, и цифровой фильтр-экстраполятор, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности, введены последовательно соединенные регистр и накапливающий сумматор, счетный - од которого подключен к второму выходу блока опорных частот, третий выход. которого подключен к второму входу второго смесителя, вход регистра подключен к выходу цифрового фильтра-экстраполятора, а выход накапливающего сумматора подключен к вто,рому входу первого смесителя.

1285428

Составитель В.Башкиров

Техред Л.Сердюкова Корректор И.Муска

Редактор А.Коэориз

Заказ 7642/49 Тираж 862

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная. 4