Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемной и измерительной аппаратуре.
Цель изобретения - достоверное определение несущей и измерение индекса модуляции.
На фиг.1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - блок-схема блока формирования сигналов синхронизации и управления.
Устройство содержит смеситель 1, частотно-модулированный гетеродин 2, генератор 3 модулирующего напряжения, узкополосный полосовой фильтр 4, детектор 5, дополнительные полосовые фильтры 6 - 8, дополнительные детекторы 9 - 11, блок 12 формирования сигналов синхронизации и управления, входной ключ 13, вычислитель 14, выходной ключ 15. Гетеродинный вход смесителя 1 соединен через гетеродин 2 с выходом генератора 3. Выход смесителя 1 через узкополосный полосовой фильтр 4 подключен к входу детектора 5. К выходу смесителя 1 через полосовые фильтры 6 - 8 подсоединены входы соответственно детекторов 9 - 11. Выходы всех детекторов 5, 9, 10 и 11 через входной ключ 13 подключены к соответствующим четырем входам вычислителя 14. Выходы вычислителя 14 соединены с сигнальными входами выходного ключа 15. Выходы полосовых фильтров 6 и 7 подключены к входам блока 12, опорные выходы которого соответственно подсоединены к другим входам детекторов 5,9,10 и 11. Коммутирующий выход блока 12 соединен с управляющими входами ключей 13 и 15 и с управляющим входом генератора 3. Другой выход генератора 3 подсоединен к пятому входу вычислителя 14.
Устройство работает следующим образом.
Непрерывный сигнал после усиления в предварительном усилителе радиочастоты, обеспечивающем подавление зеркального канала, поступает на вход смесителя 1. Амплитуда этого сигнала предполагается постоянной (при приеме ЧМ-сигналов традиционно используют ограничение амплитуды). На гетеродинный вход смесителя 1 подается напряжение гетеродина 2, частота которого изменяется по ступенчатообразному закону напряжением, снимаемым с выхода генератора 3. Длительность каждой ступеньки превосходит время переходного процесса в полосовых фильтрах 4, 6, 7 и 8, а высота ступеньки равна известной частоте модуляции Fм. В течение каждой ступеньки в установившемся режиме на выходах полосовых фильтров 4,6,7 и 8 могут появиться соответствующие спектральные составляющие, так как центральные частоты указанных фильтров смещены относительно друг друга на Fм. При появлении колебаний на выходах полосовых фильтров 6 и 7 происходит их детектирование детекторами 16. Если продетектированное напряжение на обоих входах компаратора 17 одновременно превышает порог, то на выходе компаратора 17 появляется напряжение высокого уровня. Колебания с выходов полосовых фильтров 6 и 7 одновременно подаются на входы ключа 18. Если в компараторе 17 получено напряжение высокого уровня, то указанные колебания через ключ 18, управляемый компаратором 17, поступают на смеситель 19. Напряжение биений с частотой Fм с выхода смесителя 19 и одно из смешиваемых колебаний подаются на входы синтезатора 20 сетки частот. Полученные в синтезаторе 20 составляющие сетки частот с шагом Fм через блок 21 коррекции поступают на другие входы детекторов 5, 9, 10 и 11. В блоке 21 коррекции с помощью регулируемых аттенюаторов и фазовращателей при настройке выставляются уровни и фазы составляющих сетки частот, обеспечивающие амплитудно-фазовое детектирование спектральных составляющих входного ЧМ-сигнала. Выходы блока 21 коррекции служат, таким образом, опорными выходами блока 12. Напряжение высокого уровня с выхода компаратора 17 одновременно поступает на управляющий вход генератора 3 модулирующего напряжения и управляющие входы ключей 13 и 15. Это напряжение, действуя через блок запуска-фиксации уровня в составе генератора 3, фиксирует в генераторе ступенчатого напряжения уровень ступеньки, на которой срабатывает компаратор 17. При этом частота гетеродина 2 также фиксируется, так как управляющее напряжение остается постоянным. Зафиксированный уровень ступеньки напряжения генератора ступенчатого напряжения через согласующий усилитель ( в составе генератора 3) поступает на пятый вход вычислителя 14. В рассматриваемом режиме ключи 13 и 15 (при высоких уровнях напряжения на их управляющих входах) замыкаются, а выходы детекторов 5, 9, 10 и 11 подключаются к соответствующим входам вычислителя 14. На четыре входа вычислителя 14 поступают с выходов детекторов 5, 9, 10 и 11 данные о составляющих спектра указанного непрерывного ЧМ-радиосигнала. В рассматриваемом случае это - напряжения, пропорциональные In(x), где In(х) - функция Бесселя первого рода порядка n.
Можно показать, используя теорию функций Бесселя, что по известным соседним спектральным составляющим входного ЧМ-сигнала определяются: порядок боковой n, попавшей во второй полосовой фильтр 6, и индекс модуляции х. Полученные формулы выглядят так
n=
x=
При этом частота несущей fн при заданной частоте модуляции Fм и зафиксированной частоте гетеродина fг рассчитывается по формуле
fн = fг + n Fм - fф, где fф - средняя частота фильтра 6.
Вычислитель, удовлетворяющий указанным ранее требованиям, обеспечивает реализацию необходимых расчетов. Известные значения Fм и fфв вычислитель 14 вводятся заранее. Результаты расчетов через ключ 15 поступают на выход устройства в целом. Следует подчеркнуть, что для значений индексов, при которых In(x), In+1(x) обращаются в ноль, в общем случае записанные формулы дают неопределенность типа 0/0. В данном устройстве такой режим невозможен, поскольку напряжение ступеньки частоты гетеродина 2 фиксируется сигналом от компаратора 17 в составе блока 12 лишь в том случае, когда In(x) и In+1(х) одновременно не равны нулю. Если же при изменении индекса x, либо при скачке несущей на величину, кратную Fм, в один из средних полосовых фильтров (6 или 7) попадает составляющая с нулевой интенсивностью, на выходе компаратора 17 (фиг.2) появляется напряжение низкого уровня, ключ 18 в составе блока 12 и ключи 13 и 15 размыкаются. На вход схемы запуска-фиксации уровня генератора 3 поступает напряжение низкого уровня, что приводит к запуску генератора ступенчатого напряжения в генераторе 3, который вырабатывает периодическую последовательность ступенчатообразных импульсов до тех пор, пока в полосовые фильтры 6 и 7 не попадут нулевые составляющие спектра. Предполагается, что диапазон перестройки частоты гетеродина 2 достаточно широк, чтобы обеспечить такой поиск в рабочем диапазоне изменений х и перескоков несущей, В режиме поиска синтезатор в составе блока 12 не работает, не работают также и детекторы 5, 9, 10 и 11. В вычислитель 14 поступает через пятый вход лишь информация о текущей частоте гетеродина 2.
Устройство в целом предназначено для проведения измерений в стационарном режиме при работе с непрерывным ЧМ-радиосигналом. Однако, при подаче на вход немодулированного колебания возможна его регистрация с помощью одного из детекторов 16 в составе блока 12.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННОГО СИГНАЛА | 1991 |
|
RU2040799C1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ДВУХ ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ С ПЕРЕКРЫВАЮЩИМИСЯ СПЕКТРАМИ | 1991 |
|
RU2065666C1 |
Устройство фильтрации | 1989 |
|
SU1646050A1 |
КОГЕРЕНТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ РАДИОЛОКАТОР | 2002 |
|
RU2230338C2 |
Цифровой формирователь частотно-модулированных сигналов с низким уровнем искажений | 2021 |
|
RU2765273C1 |
ВЕРТОЛЕТНАЯ РАДИОЛОКАЦИОННАЯ СТАНЦИЯ | 1999 |
|
RU2173864C1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИНДЕКСА ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИИ | 1992 |
|
RU2041468C1 |
ВЕРТОЛЕТНЫЙ РАДИОЭЛЕКТРОННЫЙ КОМПЛЕКС | 2010 |
|
RU2419991C1 |
СИСТЕМА ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА, ТЕРПЯЩЕГО БЕДСТВИЕ НА ВОДЕ | 2004 |
|
RU2276038C1 |
ДОПЛЕРОВСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СОСТАВЛЯЮЩИХ ВЕКТОРА СКОРОСТИ, ВЫСОТЫ И МЕСТНОЙ ВЕРТИКАЛИ ДЛЯ ВЕРТОЛЕТОВ И КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПОСАДКИ | 1995 |
|
RU2083998C1 |
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемной и измерительной аппаратуре. Цель изобретения - достоверное определение несущей и измерение индекса модуляции. Устройство содержит смеситель 1, частотно-модулированный гетеродин 2, генератор 3 модулирующего напряжения, узкополосные полосовые фильтры 4 и 8, амплитудно-фазовые детекторы 5, 9, 10 и 11, блок 12 формирования сигналов синхронизации и управления, входной ключ 13, вычислитель 14 и выходной ключ 15. 2 ил.
УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА СПЕКТРА НЕПРЕРЫВНОГО РАДИОСИГНАЛА С ШИРОКОПОЛОСНОЙ ГАРМОНИЧЕСКОЙ ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ, содержащее смеситель, гетеродинный вход которого соединен через частотно-модулированный гетеродин с выходом генератора модулирующего напряжения, а его выход через узкополосной полосовой фильтр подключен к входу детектора, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности определения несущей и измерения индекса модуляции, в него введены дополнительные полосовые фильтры и детекторы, блок формирования сигналов синхронизации и управления и последовательно соединенные входной ключ, вычислитель и выходной ключ, к выходу смесителя через второй, третий и четвертый полосовые фильтры подсоединены входы соответственно второго, третьего и четвертого детекторов, выходы всех детекторов подключены к сигнальным входам входного ключа, выходы второго и третьего полосовых фильтров - к входам блока формирования сигналов синхронизации и управления, опорные выходы которого соответственно подсоединены к другим входам детекторов, коммутирующий выход этого блока соединен с управляющими входами ключей и с управляющим входом генератора модулирующего напряжения, другой выход которого подсоединен к пятому входу вычислителя, а детекторы выполнены амплитудно-фазовыми.
Макс Ж | |||
Методы и техника обработки сигналов при физических измерениях | |||
М.: Мир, 1983, т.2, с.79-81. |
Авторы
Даты
1994-09-15—Публикация
1991-05-20—Подача