Следящий фильтр-демодулятор Советский патент 1983 года по МПК H03D13/00 

иг. 1 Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для обработки частотно-модулированных сигналов в системах связи. Известен следующий фильтр-аемоцулятор, работа которого основана на принци пе линеаризация нелинейной структуры фазовой автоматической подстройки часто ты (ФАПЧ), составляющей основу следящего фильтра-демодулятора. Линеаризация структуры ФАПЧ позволяет создать следящий фильтр емодуля- тор с малым уровнем пороговых шумов срыва синхронизма синхрсшизируемого генератора и малой шумовой полосой при широких полосах захвата и уперисанияСХЗ Недостатком данного устройства является расширенная полоса пропускания системы ФАПЧ, что ухудшает помехоустойчивость следящего фильтра-демодулятора. Известен следящий фильтр-демодулятор, содержащий два фазовых детектора, первые входы которых о&единены и являются входом устрсЛства, генератор, выход которого непосредственно и через фазовращатель подключен к вторым входам фазовых детекторов, пороговый блок, вход которого подключен к выходу одного из фазовых детекторов в последова- тельно соединеннью реверсивный счетчик и цифроаналоговый преобразователь. Из. весшый следящий фильтр аемодулятор соде РБКит также второй пороговый блок, обнаружитель импульса разности частот и декоцировщик длительности вмпульса. С2 Однако изве стный слепящий фильтрдемодулятор обладает низкой помехоустой чивостью вследствие ложного срабатывани реверсивного счетчика при наличии аддитивного узкополосного Шума, Цель изобретения-. повышение помехоустойчивости. Указанная цель достигается тем, что в следящий фильтр-модулятор,, содержащий два фазовых детектора, ткрвыв входы которых обьвд1шены и яш шются входом уст ройства, генератор, выход которого непос редственно н через фвзо вращатель подклю чен к второлм входам фааювых детекторов пороговый блок, вход которого подключен .к выходу ОДНОГО) из фазовьк детекторов, и последовательно соеаиненные реверсив ный счетчик и цкфроаяалоговый преобразователь, введены послюдоватеяьно сое- диненные первый б1юк вь1читани8, линия задержки, сумматор и фш1ЬТр ни: сних частот, выход которого соединен с управляю щим входом генератора, последовательно 9702 с дациненные второй блок вычитания и .дифференцирующее звено1 выход которого подключен к входу реверсивного счетчика а также два ключа, сишальные выходы которых объединены и подключен к выходу другого фазового детектора управляющие входы соединены с выходами порогового блока, а выходы подключены к входам первого блока вычитания, при этом входы второго блока вычитания соединены соответственно с выходом первого блока вычитания и выходом фильтра нижних час- , тот, а выход цифроаналогового преобразователя подключен к второму входу сумматора. На фиг. 1 приведена структуркая электрическая схема следящего фильтрадемодулятора; на фиг. 2 - диаграммы, пояснякшие его работу. Следящий фильтр-демодулятор содержит фазовые детекторы i и 2, фазовращатель 3, пороговый блок 4, ключи 5 и 6,. первый и второй блоки 7 и 8 вычитания, линию 9 задержки, генератор 10, дифференцирух щее звено 11, сумматор 12, фильтр 13 нижних частот, реверсивный счетчик 14 и цифроаяалоговый преобразскоатель 1€. Следящий фильтр-демодулятор работает следующим образом. При подаче на вход сигнала с (0ль- ной частотной модуляцией вида , /UWf,„ V )U, и 52 - соответственно частоты яевиации 0 модуляции. Ксвффициент передачи петли контура фазовой автоподстройки частоты выбирается таким образом, чтобы девиация частоты синхронизируемого генератора 1О4и)д намного меньше дшли выполнялось следукядее неравенство nie f -i фазовая сшибка. Вид такой фазовой ошибки показан на фиг. 2 позицией 16. Эта фазовая ошибч кв выделяется с помощью фазовых детекторов 1 и 2 квадратурных каналов (харакгеристйкифазовых детекторов показбшы на фиг. 2 позицией 17). Вькодные ндпражевш фазовых детекторов 1 и 2 показаны на фиг. 2 Позшшями 18 и 19, откуда щдно, что нулям осйовното канала соответствуйт максимумы квадратурного н наоборот. Напряжение .квадратурного канала (фазового детектора 2) поступает на пороговый блок 4, который вырабатывает прямоугольиые импульсы 1фиг. 2, позиция 2О) Эти импульсы первого выхода порогового блоке 4 и противофазные им второго выхоаа включают во время положительной полярности соответственно ключи 5 и 6, выхоаные напр51жения которых изображены на фиг. 2 позициями 21, 22. .Как В1Щно КЗ фи|. .2 (позиция 23) первый блок 7 вь1читания преаназначен для того, чтоёы знак произвооной его выхоаного напряжения (исключая момент переключения ключей 5 и 6) совпадал со знаком прои водной фазовой ошибка. Hpi этом знак ЩЮИЗВСХ1НОЙ напряжения первого блока 7 вычитания в моменты переключения ключей 5 н 6 .противоположный знаку пронз водной этого напряжения в остальные мо ,(менты , а величина проиавоцнсй IB моменть переключения определяется быстродействием порогового блока 4 и всегда может быть выбрана знд игел| о большей величины йроизводной в остальные моменты времени. Для усиления этого неравенства применяется второй блок 8 ш 1чит;анйя, на выходе которого при ице аяьно подобранных коэффициентах передачи блока 8 вычитания и сумматора. 12 %дет напряжение ступенчатой форлял (фиг. позиция 24), которое имеет не в моменты переключений нулевую прризводнзгю, Скачки напряжения на выходе блока 8 вычитания выделякутся дифференцирующем звеном 11 в виде импульсов (фиг, 2, позшцш 25), причем импульсы соответстеукщей полярности подаются на соответ ствукшше входы реве Зсивного счетчика 14 С помошью цифроанадогового преобразователя 15 пос юдовательность импуль- ссив (фиг. 2, позиция 25) преобразуется в налряжен1Ю ступенчат формы (фиг. 2 позиция 26), которое, суммируясь с эаде{:11жанныМ выходным нацражением биюка 7 вычитания, создает напряжение, пропорциональное фазовсй сшибке (фиг. 2, позиция 27). Фияьтр 13 нижних частот преднаана чвн для сглаживания переходных процессов на выходе сумматора в моменты переключения ключей 5 и 6 из-за задерж ки в цепи реверсиюгого сче1чй1070 ка 14. С этой же целью применяется линия 9 задержки, введение которой улуч- . шает форму импульса запуска при недостаточном быстродействии порогового блока 4. Напряжение фильтра 13 нижних частот (как и в любсм1 системе фазовой автоматической подстр(я частоты А-Г. управляет частотой и фазой генератора 10. Аналогичным сбразом происходит ра,бота устройства и для других входных сигналов. Например, в режиме захвата (синхронизации) по немодулированной несушей (фиг, 2, позиции 18 и 19) имеют треугхжыгую форму с увеличиваюшимся 1юриодом. Работа всего устрсЛства аналогична системе фазовой автоматической подстройica частотъ,имеюш.еЛ в своем составе эквивалентньй фазовый детектор, у которог о TOffleteafl зона составляет не 18О или BeO, как у обычного, а , nte rt - число разрядов реверсивного счетчика 14. В этом случае 41«льтрую1цие свойства устройства, как для больших, так и для м.алых соотношений сиг«ап/щум ; определяются коэффициентом петлевого . усиления, который можно выбрать очень малым, т.е. устройство мсякет ицеть хорошие фильтруюшие свойства. Таким образом, псйлехоустойчитость предлагаемого следящего фппьтра-демодулятора по сравнению с прототипом увели ивается за счет включения ключей 5 и 6 и блока 7 вычитания, так как при этом необкодимый импульс запуска реверсивного счетчика 14 формируется только в зависю лости от вёличин 1 суммарной фазо- вс ошибки за счет и шума и не зависит от амплитуды axoQHoiro сигнала. Устраненвз ложного срабат1 Евания peBefv сивного счетчика 14 из-за действия шума, т.е. дал{«ейшее увепичение помехо устойчивости, достэтается за счет цепи, содеркашей блок 8 вычитания. Кроме того, увеличен класс сигя«Ешрв, обрабатываемых предлагаемым устройством, iCyatecTBeaBo упрошена структу авя схема, |что об)югчаегт процесс настройки и позво ет уменьшить стоимость устройства.

.2

СЛЕДЯЩИЙ ФИЛЬТР - ДЕМОДУЛЯТОР соаерисаший ова не- /Гектора, первые вхоаы которых объецинены и являк тс входом устройства, генератор, вихоа которого неносрецственно и через фазовращатель поокл ьчен соот тственно к вторым входам фазовьк детекторов, пороговый блок которого подключен к выходу одного иа фазовых детекторов, и последовательно соединенные рввер Sw& сйБНый счетчик и цифроаналоговый преобразователь, о т л н ч а ю щи и с я тем, что, с непью повьшения помехоус-тсйчнвост)я, введены последовательно сое|ДШ1енные первый блсж вычитания, линия задержки, сумматор и фильтр нижних частот, выход которого соединен с управля- юшим входом генератора, последовательно соединенные второй бпок вычитания и дифференцирующее звено, 1выход которого подключен к входу реверс шого сучетчика, а также два ключа, сигнальнью входы которых объединены и подключены к выходу фазового детектора, управляющие .входы соединены с выходами порогового блока, а вьрсоаь подюпочены к входам S первого блока вычитания, при этом входы второго блока вычитания соецавены сооФ ветственно с выходом блока вычитания н в ыходом 4яшьтра нижк11х чао .тот, а выход цифроешалогового : а-.., вателя ПОЕШЛЮ И к дторому вхопу сумматора. о 0