Синхронно-фазовый демодулятор Советский патент 1985 года по МПК H03D3/02 

Вх.

/

сл

0д сл

СИНХРОННО-ФАЗОВЫЙ ДЕМОДУЛЯТОР, содержащий последовательно соединенные фазовый детекторj первый вход которого является входом синхронно-фазового демодулятора, и пропорционально-интегрирующий фильтр. причем к второму входу фазового детектора подключен выход генератора управляемого напряжением, отличающийся тем, что,с целью повышения помехоустойчивости, введен режекторный фильтр, включенный между выходом пропорциональноинтегрирующего фильтра и управляющим входом генератора, управляемого напряжением, являкицегося выходом синхронно-фазового демодулятора, при этом частота настройки режекториого фильтра f выбирается из соотношения f ,где f - верхняя модулирующая частота принимаемого сигнала, а В - полоса тракта, пред(Л шествующего синхронно-фазовому демодулятору.

Выход

фие.1

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в систе мах радиосвязи с частотной модуляцией сигналов.

Известен синхронно-фазовый демодулятор (СФД ), содержащий последовательно соединенные фазовый детектор, фильтр нижних частот и генератор управляемый напряжением, выход которого подключен к входу фазового детектора Cl

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является СФ содержащий последовательно соединенные фазовый детектор, первый вход которого является входом СФД частотно-модулированных сигналов, и пропорционально интегрирук щий фильт причем к второму входу фазового детектора подключен выход генератора управляемого напряжением, управляющий вход которого подключен к выходу пропорционально-интегрирующего фильтра L2 J.

Однако известные СФД имеют недостаточно высокую помехоустойчивость

Цель изобретения - повьппение помехоустойчивости.

Для достижения цели в синхронно-фазовый демодулятор, содержащий последовательно соединенные фазовый детектор, первый вход которого, является входом синхронно-фазового демодулятора, и пропорционально-интегрирующий фильтр, причем к второму входу фазового детектора подключен выход генератора, управляемого напряжением, введен режекторный фильтр, включенный между выходом пропорционально-интегрирующего фильтра и управляющим входом генератора, управляемого напряжением, являющегося выходом синхронно-фазового демодулятора, при этом частота настройки режекторного фильтра f,, выбирается из соотношения fgifpt3/2, где fg - верхняя модулирующая частота принимаемого сигнала, В полоса тракта, предшествующего синхронно-фазовому демодулятору.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема СФД; на фиг. 2 и 3 - возможные реализации режекторного фильтра; на фиг. 4 амплитудно-частотные характеристики, на фиг. 5 - фазочастотные характеристики.

Синхронно-фазовый демодулятор содержит фазовый детектор 1, гене 576А52

ратор 2 управляемый напряжением, пропорционально интегрирующий фильтр 3, режекторный фильтр 4.

Принимаемый частотно-модулиро5 ванный (ЧМ) сигнал с выхода усилителя промежуточной частоты Приемника .(не показан ) подается на фазовый детектор 1, на второй вход которого поступает сигнал с генератора 2. На выходе фазового детектора 1 возникает напряжение сигнала ошибки слежения, пропорциональное разности фаз входного сигнала и сигнала генератора 2.Напряжение

5 сигнала ошибки фильтруется пропорцирнально-интегрируюшим фильтром 3. Поскольку передаточная функция пропорционально-интегрирующего фильтра 3 имеет первый порядок,

2Q его избирательность невысокая. Это обстоятельство вызывает значительный уровень высокочастотного шума, т.е. шума в полосе частот, расположенной вьш1е f. - верхней модули5 рующей частоты принимаемого сигнала.

Для уменьшения уровня высокочастотного шума введен режекторный фильтр 4. В результате действия режекторного фильтра 4 шумовая полоса СФД сужается и следовательно помехоустойчивость СФД повьшгается. При этом положительный эффект достигается лишь в том случае, если режекторный фильтр 4 не оказы5 вает заметного влияния на нелинейные искажения принимаемого сигнала и запасы устойчивости СФД к самовозбуждению.

Сигнал ошибки после фильтрации

0 в пропорционально-интегрирующем фильтре 3 и в режекторном фильтре 4 подается на управляющий вход генератора 2 для осуществления слежения за; мгновенной частотой вход5 ного сигнала и выделения полезной информации.

Частота настройки режекторного фильтра 4 выбирается в пределах fgifj :B/2, где В - полоса тракта,

O предшествующего СФД.

Выполнение условия необходимо для того, чтобы режекторный фильтр 4 не ослаблял полезньА сигнал. Кроме того, при f , близкой

5 к fg, уменьшается запас устойчивости СФД по фазе. Так как сигнал на вход фазового детектора 1 подается с выхода усилителя промежуточной

частоты, то результирующая частотная избирательность определяется произведением амплитудно-частотных характеристик (АЧХ| этого усилителя и замкнутой петли СФД, При этом режекторный фильтр 4 существенно влияет на частотную избирательность (если он настроен на частоту, не превьшающую В/2 ), Наиболее эффективное подавление высокочастотного шума достигается, когда режекторный фильтр 4 ослабляет шумы в области подъема АЧХ замкнутой петли СФД. Степень ослабления высокочастотного шума зависит от частоты настройки режекторного фильтра 4 и допустимого запаса устойчивости по фазе. Передаточная функция предложенного СФД с режекторньми фильтрами (фиг. 2 и 3) имеет четвертый порядок. Однако действие режекторного фильтра 4 приводит к тому, что передаточная функция сводится к четвертому порядку лишь в ограниченной полосе частот. В остальной полосе частот передаточная функция практически такая же, как у известного СФД, т.е. имеет второй порядок. Следовательно, при надлежащем выборе параметров режекторного фильтра 4 устойчивость СФД к самовозбуждению и величина нелинейных искажений принимаемого сигнала не будут заметно отличаться от известного СФД. Частота настройки режекторного фильтра 4 (фиг, 2} устанавливается конденсатором 5 или катушкой 6 индуктивности. Величина ослабления шума регулируется резистором 7.

При интегральном исполнении СФД,предназначенном для приема речевых сигналов, целесообразно использовать активный режекторный фильтр 4 {фиг. 3). Частота настройки этого режекторного фильтра зависит от резисторов 8 и 9 и конденсаторов 10 и

76454

На фиг- 4 приведены экспериментальные амплитудно-частотные харак5 теристикй замкнутой петли предложенного сед с режекторным фильтром 4 (кривая 1, фиг. 2) и известного СФД (кривая 2). СФД предназначен для приема речевых ЧМ сигналов с 10 f 3 кГц. Режекторный фильтр 4 настроен на частоту 5 кГц и его действие (фиг. 4) оказывает существенное влияние на АЧХ в полосе частот от 4 до 6 кГц, причем эта полоса соизмерима с полосой 0,3-3 кГц, занимаемой модулирующими .частотами. Ослабление шумов на частоте 5 кГц увеличивается по сравнению с известным СФД на 8 дБ. Влияние режектор2Q ного фильтра 4 в зтом СФД на запас устойчивости по фазе можно определить путем сравнения фазочастотных характеристик пропорционально-интегрирующего фильтра 3 (кривая 1, фиг.5)

25 и пропорционально-интегрирующего и режекторного фильтров 3 и 4 (кривая 2, фиг. 5 ). Как видно из хода кривых, максимальный набег фазы в предложенном СФД увеличился на 3 , т.е. запас устойчивости по фазе в обоих демодуляторах практически одинаков . При этом крутизна спада амплитудной и фазочастотйых характеристик в предлагаемом СФД существенно вьше, чем в известном.

Таким образом, предложенный синхронно- фазовый демодулятор имеет лучшую помехоустойчивость и высокую технико-зкономическую эффективность,

40 поскольку повышение помехоустойчивости линии связи при ограниченной мощности передатчика достигается беэ эквивалентного увеличения габаритов приемной и передающих антенн либо

45 снижения температуры шума приемной системы.

s г

фиг. 2

i I

/J

/

z

фи

ю

-20

0,8 1,0

8 io //r/V

фиг