Синхронно-фазовый демодулятор сигналов с частотной модуляцией

 

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в различных радиотехнических и оптических системах, где применяются широкополосные частотно-модулированные колебания. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости. Демодулятор содержит фазовый детектор 1, усилитель постоянного тока (УПТ) 2, петлевой фильтр нижних частот (ФНЧ) 3, двусторонний симметричный амплитудный ограничитель 4, подстраиваемый г-р 5. Вследствие введения ФНЧ 6 и УПТ 7 из выходного напряжения детектора 1 выделяется напряжение ошибки демодулируемой составляющей. Это напряжение с величиной, равной напряжению на выходе ФНЧ 3, поступает на противоположные зажимы параллельно соединенных диодов, так что диоды изменяют свою проводимость только под действием шумов. Это позволяет повысить динамическую нелинейность инерционной нелинейной обратной связи при воздействии помехового скачка фазы, т.е. увеличить помехоустойчивость. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1515341

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ВСЕСОЮЗНЦ

ГОСУДАРСТНЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4288832/24-09 (22) 22.07.87 (46) 15.10.89 Бюл. Р 38 (71) Уральский политехнический институт ил.С.11.Кирова и Кыштымский радиозавод (72) В.И.Неволин, В.В.Лямин, В.А.Гаврюшин и H.Â.Яштуков (53) 621.396.666(088.8) (56) N.V,Ahmed Design of à Feed-back

Controlled for à Phase Locked Loop.

IEEE Frans on Com.> 1975, Dec, р,15211524. (54) СИНХРОННО-ФАЗОВЬ!Й ДЕМОДУЛЯТОР

СИГНАЛОВ С ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ (57) Изобретение относится к технике связи и может быть у спользовано в различных радиотехнических и оптических системах, где применяются широко полосные частотно-модулированные ко(51)4 Н 03 D 3/00, Н 03 1. 7/10

2 лебания. Цель изобретения — повышение помехоустойчивости. Демодулятор .содержит АазовьпЪ детектор 1, усилитель постоянного тока (УНТ) 2, петлевой фильтр нижних частот (ФНЧ) 3, двусторонний симметричный амплитудный ограничитель 4, подстраиваемый генератор 5. Вследствие введения

ФНЧ 6 и УПТ 7 из выходного напряжения детектора 1 выделяется напряжение ошибки демодулируемой составляющей. Это напряжение величиной, равной напряжению на выходе ФНЧ 3, поступает на противоположные зажимы парал-, лельно соединенных диодов, поэтому диоды изменяют свою проводимость толь- ко под действием шумов. Это позволяЭ ет повысить динамическую нелинейность инерционной нелинейной обратной связи при воздействии помехового скачка фазы, т.е. увеличить помехоустойчивость.

1 ил. ваа

1515341

Л вЂ” А о г

U гп !}мг (t) = — ---- — --sin(m sing t — m sin (Я t -ч ) +

2 т чмг т м

+ (t)) + — — — sin(q (с) — m sin (Й t — Ч ) +

A(t}U„ã

C 2

ill чмг т м

+ y, (t}), (4) ш смг sin 4м х sin(B t — arctg -- — — -- — - = m sin (Я t --P ), т m+ m cosV т

sMc

П (t) = — — — sin(m sin (Я t -1 ) (t) +

Um !}м

2 т 2 г

Л (t) Uì.ã,° — sin(y (t) — Lp (t) — ш sin И t — 9 )1.

Ш г Чмг т м

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в различных радиотехнических и оптических системах где применяются широко%

5 полосные частотно-модулированные колебания.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости.

На чертеже представлена структурная1О электрическая схема предлагаемого демодулятора.

Синхронно-джазовый демодулятор (СФД) сигналов с частотной модуляцией содержит фазовый детектор 1, усилитель 2 постоянного тока, петлевой фильтр 3 нижних частот, двусторонний симметричный амплитудный ограничитель 4, подстраиваемый генератор 5, дополнительный фильтр 6 нижних частот и дополни- 2О тельный усилитель 7 постоянного тока.

Демодулятор работает следующим образом. г .где ы, — частота; амплитуда;

1 ,mö,„- случайная II начальная фаз I и 3О

r индекс модуляции; .4 — фаза модуляционной составляющей на выходе фазового детектора 1.

Фазовый детектор может быть образован последовательным соединением пере- 5 множителя и фильтра нижних частот. так как полосовой шум n(t) можно представить как в(+) = ЯЯ! cas f <,, + т Р

) m sinful t — тп sin (Sl t — (g ) t мг т м

Тогда (4) можно записать как

На вход поступает аддитивная смесь частотно-модулированного сигнала и полосового шума n(t), имеющего равномерную спектральную плотность ND;

Г

U (t) = U cos (cu с + m sing t) + n(t) вх (1)

В формуле (1) частотно-модулированный сигнал V (t) имеет индекс модучм ляции m» 1.

Соотношение сигнал/шум, т.е. отношение мощности сигнала к мощности шумовой помехи, близко к единице.

1-1„м (t) = U cos (ы,г + m sinRt) . (2) Входной сигнал (1) поступает на фа зовый детектор 1, на второй вход которого с подстраиваемого генератора 5 подается напряжение типа

В общем случае в СФД будут биения с разностной частотой

При условии, что расстрой..а ду не превышает полосу захвата, система войдет в синхронизм и выходное напряжение фазового детектора 1 примет вид с учетом начальной фазы перестраемого генератора, равной и /2: где A(t), g (t) — случайная амплитуда и фаза.

В выражении (4) Формула и э обретения тельный усилитель постоянного тока.

Составитель Л.Закс

Редактор А.Лежнина Техред М.Моргентал Корректор В.Кабаний

Заказ 6293/55

Тираж 884

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, уд.

I г lrHHI 101

5 15153

В выражении (5) ц„(с) и q (t)

I случайные фазы входного аддитивного шума и колебания подстраиваемого генератора 5. При условии малости (t) г 5 по сравнению с rn выходное напряжение фазового детектора 1 можно подразделить на два слагаемых, иэ которых одно содержит только сигнальную модуляционную составляющую, а дружное — 1p композицию шума и модуляционной составляющей.

В предлагаемом демодуляторе эа счет двустроннего сиМметричного амплитудного ограничителя производится дина-! 5 мическое увеличение инерционности петли. При этом параметры петли выбирают такими, чтобы фазовая ошибка, обусловленная модуляционной составляющей полной фазы входной смеси,, составля- 20 ла не более 30, т.е. 1/6 линейного участка характеристики дискриминатора. Эта же фазовая ошибка должна создавать на выходе петлевого фильтра

3 нижних частот напряжение ошибки, 25 не превышающее напряжения отпирания диодов двустороннего амплитудного ограничителя 4 (это напряжение создается с помощью источников напряжения смещения). При наличии более быстрого помехового скачка фазы напряжение ошибки начинает открывать диоды,при этом инерционность петли возрастает, фаза подстраиваемого генератора 2 начинает все больше отставать от фазы 3 входного сигнала и фазовая ошибка увеличивается настолько, что петля

ФАП переходит на неустойчивый участок и впоследствии под действием скачка входной фазы устанавливается в новое 40 устойчивое состояние.Так как при этом фаза подстраиваемого генератора 2 не изменяется, то порогового импульса на выходе подстраиваемого генератора 2 не возникает.

41 6

Открывание диодов тем больше,чем . больше возрастает фазовая ошибка.

Подобный эффект можно трактовать как уменьшение полосы пропускания СФД под действием помех, спектр которых сверху приближается к верхней частоте спек ра сообщения °

Вследствие введения дополнительного фильтра 6 и дополнительного усилителя 7 постоянного тока иэ выходного напряжения фазового детектора 1 выделяется напряжение ошибки демодулируемой составляющей. Это напряжение величиной, равной напряжению на выходе петлевого фильтра 3, поступает на противоположные зажимы параллельно соединенных диодов, поэтому диоды изменяют свою проводимость только под действием шумов. Это позволяет повысить динамическую нелинейность инерционной нелинейной обратной связи при воздействии помехового скачка фазы, т.е. Увеличить помехоустойчивость демодугятора.

Синхронно-фазовый демодулятор сигналов с частотной модуляцией, содержащий соединенные в кольцо фазовый детектор, усилитель постоянного тока, петлевой фильтр нижних частот, двухсторонний симметричный амплитудный ограничитель и подстраиваемый генератор, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, между выходом фазового детектора и входом управления порогом ограничения, двухстороннего симметричного амплитудного ограничителя включены последовательно соединенные дополнительный фильтр нижних частот и дополни