Цифровая динамическая следящая система

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()962846 фф . (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 090281 (21) 3245483/18-24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 30.0982. Бюллетень ¹ 36

Дата опубликования описания 300982

Р11М К з

G 05 В 11/14

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 62-50 (088. 8) 1

1

1 (72) Авторы изобретения

В. В. Шкирятов и .А. Д. Подлиннов (71) Заявитель (54) ЦИФРОВАЯ ДИНАМИЧЕСКАЯ СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА

Изобретение относится к автоматике, а именно к следящим системам управления и фильтрации, в частности к следящим фильтрам для выделения сигналов на фоне помех.

Известна цифровая динамическая следящая система, содержащая в качестве преобразователя код-частота управляемый цифровой делитель частоты с переменным коэффициентом деления (1).

Недостатком данного устройства является невысокая точность работы при увеличении диапазона перестройки частоты преобразователя код-частота, так как при этом возрастает ошибка дискретности установки частоты, уменьшение которой за счет увеличения коэффициента деления управляемого делителя уменьшает диапазон перестройки частоты преобразователя код-частота.

Наиболее близкой к предлагаемой является цифровая динамическая следящая система, содержащая последовательно соединенные смеситель частот, первый вход которого подключен к входу системы, усилитель промежуточной частоты, цифровой дискриминатор, цифровой фильтр-экстраполятор, интерполятор и блок сравнения, второй вход которого подключен к второму выходу цифрового фильтра-экстраполятора, а выход - к первому входу первого делителя частоты, второй вход которого соединен с первым выходом блока опорных частот,. вторым выходом подключенного к второму входу ннтерполятора (2).

Известная цифровая динамическая следящая система характеризуется недостаточной точностью, обусловленной относительно высоким уровнем паразитной модуляции сигнала на вы15 ходе полосового фильтра, выходом соединенного с вторьм входом смесителя, за счет неидеальности работы аналогового смесителя и полосового фильтра.

Цель изобретения — повышение точности системы.

Поставленная цель достигается тем, что в нее введень первый цифровой фаэовращатель и последовательно соединенные второй цифровой фазовращатель, дешифратор, блок совпадений и второй делитель частоты, выход которого подключен к второму входу смесителя частот, причем выход первого делителя частоты соединен

962846,с входом второго цифрового фазонращателя и с вторым входом дешифрато(а, а третий выход блока опорных частот через первый цифровой фазонращатель подключен к второму входу блока совпадений.

На фиг.1 приведена блок-схема

I цифровой динамической следящей сис темы г на фиг . 2 — функциональная схема примерной технической реализации цифровых фазовращателей, дешифратора и блока совпадений.

Система содержит смеситель 1 частот, усилитель 2"промежуточной частоты, цифровой дискриминатор 3, цифровой фильтр-экстраполятор 4, интерполятор 5, блок б сравнения, первый делитель 7 частоты, блок 8 опорных частот, первый и второй цифровые фазовращатели 9 и 10, блок 11 совпадений, дешифратор 12 и второй делитель 13 частоты, триггеры 14 и 15, элементы НЕ 16 и 17, элементы

И 18-25 и элемент ИЛИ 26.

Система работает следующим образом, Входной сигнал поступает на первый вход смесителя 1, на второй нход которого поступает сигнал обратной. связи с выхода второго делителя 13 частоты, н результате чего на выходе усилителя 2 выделяется сигнал промежуточной частоты, поступающий на вход цифроного дискриминатора 3, где в цифровой форме выделяется неличина рассогласования (N) по частоте (фазе).

После обработки величины дК в цифровом фильтре-экстраполяторе 4 результирующее двоичное число (+Nzqp) выдается в интерполятор 5, на второй вход которого из блока 8 опорных частот поступает сигнал с частотой fo, преобразующий это число в частоту следования импульсон управления Рупр — — И ПР fg N„, где число N характеризует дискретность установки частоты интерполятора 5. Эти импульсы поступают в блок 6 сравнения,.куда одновременно с второго выхода цифрового фильтраэкстраполятора 4 поступает информация о знаке рассогласования N>„ >.

На находе блока б формируется управляющее воздействие, которое устанавюфнает соотнетствующий коэффициеггт деления первого делителя 7 частоты в одно из трех возможных состояний m-l,m или m+1. Выходной сигнал типа меандр с выхода делителя 7 поступает на вход второго г(ифроного фазовращателя 10 и параллельно на входы дешифратора 12 для формирования нескольких (i = 4) сдвинутых по фазе относительно друг друга последовательностей импульcos с неизменным периодом, равным удвоенному периоду входного сигнала (Т; =2Т„„).

Одновременно с третьего выхода блока 8 опорных частот подается сигнал на первый цифровой фазовращатель 9 для формирования нескольких (j = 4) сдвинутых с перекрытием относительно друг друга импульсных последовательностей с неизменным периодом, равным удвоенному значе10 нию периода входного сигнала (Т j

= 2 Твю ) °

Полученные таким образом две серии импульсных последовательностей суммируются в блоке 11 совпадений, который выдает на выход суммарный сигнал, период которого соответствует сумме периодов входных сигналов (Тэы)(= Ть)(g + T щ g) Сигнал с выхода блока 11 совпадений, не требующий дополнительной фильтрации, через делитель 13 частоты подается по цепи обратной связи на второй вход первого смесителя 1.

Преимущество предлагаемой системы по сравнению с известной в существенно меньшем уровне паразитной модуляции выходного сигнала, Так, выходной сигнал известной системы можно представить как сумму гармонических колебаний с частотами

30 (о + 4 где W — выходная частота блока 8 о опорных частот;

W выходная частота делителя 7;

35 К вЂ” 1,2,3,...,n.

В предлагаемой системе выходной сигнал является суммой гарглонических колебаний с частотами (Wo+ W„) +

40 и практически не содержит составляющих с частотами Wg, Хн-g„, Хг 2W„, Wo+3W,: и т.д.г которые могут попасть в полосу пропускания усилителя 2.

45 Таким образом, существенное уменьшение уровня паразитной модуляции выходного сигнала позволяет повысить точность, а также выполнить практически всю систему на стРуктуРно однородной цифровой элементной базе, что существенно улучшает при этом габаритно-весовые характеристики подобных систеМ и обуславливает технико-экономичес55 кий эффект в случае ее применения.

Формула изобретения

Цифроная динамическая следящая система, содержащая последовательно соединенные смеситель частот, первый вход которого подключен к нходу системы, усилитель промежуточной частоты, цифровой дискриминатор, 65 цифровой фильтр-экстраполятор, ин962846

Щит 1 терполятор и блок сравнения, второй вход которого подключен к второму выходу цифрового фильтра-экстраполятора, а выход — к первому входу первого делителя частоты, второй вход которого соединен с первич выходом блока опорных частот, вторым выходом подключенного к второму входу интерполятора, о т л и ч а ющ а я сятем,,что,,с целью повышения точности, в нее введены первый цифровой фазовращатель и последовательно соединенные второй цифровой фазовращатель, дешифратор, блок совпадений и второй делитель частоты, выход которого подключен к второму входу смесителя частот, причем выход первого делителя частоты соединен с входом второго цифрового фазовращателя и с вторйм входом дешифратора, а третий выход

5;блока опорных частот через первый цифровой фазовращатель подключен к второму входу блока совпадений.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 348979, кл. G 05 В 11/14, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2902174,кл.G 05 В 11/14, 5 1980 (прототип) .

962846

Составитель С, Дунаев

Редактор В. Петраш Техред М.Надь Корректор В. БУтЯга

Заказ 7507/64 Тираж 914 Подписное

ВНИИПИ -Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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