Следящий фильтр для обработки непрерывного сигнала с частотной модуляцией Советский патент 1986 года по МПК G01S7/36 H03L7/00 

только управляющее воздействие с ФД 3, прошедшее через усилитель постоянного тока 14 и второй детектор 15, поэтому уменырается полоса пропускания УПЧ 2, Кроме того, управляк щее воздействие с ФД 3 подается через первый детектор 9, первый пороговый блок 10, инвертор 11 и ключ 12 на блок 13 адаптации. Порог в пороговом блоке 10 выбирается таким, чтобы в режиме слежения напряжение с детектора 9 его не превьшало этот порог,1 Это обеспечивается подключеИзобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиолокационных и радионавигационных устройствах и в аппаратуре когерентной связи, .

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости.

На фйгГ 1 приведена структарная электрическая схема следущего.фильтра для обработки непрерывного сигнала с частотой модуляцией; на фиг,2 - пример вьтолнения блока адаптации; на фиг, 3 - эпюры сигналов в характерных точках.

Следящий фильтр для обработки непрерывного сигнала с частотной модуляцией (фиг, 1.) содержит смеситель 1f первый усилитель 2 промежуточной частоты, фазовый детекто р 3, фильтр 4 нижних частот, первый сумматор 5, второй сумматор 6, управляемый ратор 7, генератор 8 сдвига, первый детектор 9, первый пороговый блок 10, первый инвертор 11, первый ключ 12, блок 13 адаптации, усилитель 14 постоянного тока, второй детектор 15, третий сумматор 16, второй усилитель 17 промежуточной частоты, третий детектор 18, второй пороговый блок 19, второй инвертор 20, второй (КЛЮЧ 21, первый блок 22 опорног6 на- пряжения, второй блок 23 опорного напряжения, а блок 13 адаптации содержит блок 24 выборки и хранения сглаживающий фильтр 25, генератор 26 тактовых импульсов, счетчик 27, дешифратор 28, дифференцируюшую цепь

21835В

нием вьпсоДа первого сумматора 5 к входу блока 13 адаптации, с которого усредненный сигнал поступает на другой вход сумматора 5. При воздействии сильной импульсной помехи происходит срыв слежения. При этом блок адаптации отключается от выхода первого сумматора 5, а второй блок 23 опорного напряжения через ключ 21 и сумматор 16 подключается к УПЧ 2. В результате практически мгновенно восстанавливается слежение. Поясняется работа блока адаптации. 1з.п.ф-лы;3ил.

29, компаратор 30, одновибратор Г и интегрирующее сопротивление 32,

Следящий фильтр для обработки не- прерывного сигнала с част отной модуляцией (фиг, 1 ) работает следующим -, образом,

Принимаемьй сигнал, закон изменения частоты которого может иметь, например, вид симметричной пилы

(f на фиг. З-ц), поданный на второй вход смесителя 1, и сигнал управляемого генератора 7, частота которого в режиме биений равна f , образуют на выходе смесителя 1 бие ния с изменяющейся частотой, которые поступают на вход второго усилителя 17 промежуточной частоты и вход первого усилителя 2 промежуточной частоты,

Последний в режиме биений и захвата имеет большую полосу пропуска- кия (2 л а ) и коэффициент усиления на резонансной Частоте К K(j27f) обеспечивающий высокие динамические

свойства устройства при захвате

частоты принимаемого сигнала. Широкая полоса пропускания и коэффициент усиления Kg обеспечиваются путем подачи с выхода второго блока 23

опорного напряжения через замкнутый второй ключ 21 и третий сумматор 16 на управляющий вход первого усилителя 2 промежуточной частоты постоянного напряжения UQ , при

этом первый усилитель 2 работает

как усилитель- ограничитель. По окон- чании переходного процесса в устрой31

стве.наблюдается режим слежения, при котором принимаемый сигнал и сигнал управляемого генератора 7, частота которого изменяется по тому же закону, что и частота принимаемого сигнала (fp фиг. 3-й), образуют биение на промежуточной частоте, величина которой равна частоте генератора 8 сдвига (f,,). Сигнал биений усиливается и поступает на второй вход фазового детектора 3, на первый вход которого поступает сигнал генератора 8 сдвига. При этом на выходе фазового детектора образуется управляющее воздействие, пропорциональное разности фаз выходного сигнала первого ycиJ итeля 2 промежуточной частоты и сигнала генератора 8 сдвига, которое после фильтрации на фильтре 4 нижних частот через первый и второй сумматоры 5 и 6 поступает на вход управляемого генератора 7, вызывая лри этом такое изменение фазы его сигнала, которое уменьшает управляющее воздействие на выходе фазового детектора 3, и, тем самым, обеспечивается слежение частоты колебаний

управляемого генератора 7 за частотой принимаемого сигнала со смещением, по частоте равным f , При этом на выходе второго усилителя 17 промежуточной частоты резонансная частота которого также равна f, выходной сигнал достигает своего максимального значения. Третий детектор 18 преобразует этот сигнал в постоянное напряжение, величина которого пропорциональна амплитуде указан- ного сигнала и которое при захвате превышает порог, выставленный во втором пороговом блоке 19 (величина порога определяется уровнем шумов на выходе третьего детектора 18 при отсутствии слежения за частотой при- J имaeмoгo сигнала), при этом на выходе второго инвертора 20 образуется низкий уровень нацряж.ения (логический нуль), и второй ключ 21 отключает вьпсод второго блока 23 опорного напряжения от второго входа третьего сумматора 16, тем самым обеспечивается режим работы первого усилителя 2 промежуточной частоты, близкой к линейному (т.е. без ограничения) за . счет того, ЧТО) на управляющий вход поступает управляющее воздействие с

выхода фазового детектора 3 через усилитель 14 постоянного тока, вт о2183584

рой детектор 15 и третий сумматор 16, которое пропорционально сигналу ошибки на выходе.фазового детектора 3. Благодаря этому происходит умень5 шение полосы пропускания первого усилителя 2 промежуточной частоты и тем самым уменьшение эффективной шу- .мовой полосы устройства. Управляющее воздействие с выхода фазового детек10 тора 3 поступает также на вход первого детектора 9, на выходе которого формируется напряжение огибающей управляющего воздействия. Это напряжение поступает на вход первого поро15 гового блока 10, уровень порога выбирается таким, чтобы напряжение первого детектора 9 в режиме слежения за частотой принимаемого сигнала не превьш1ало этот порог. Этим достигает20 ся в указанном режиме подключение выхода первого сумматора 5 ко входу блока 24 выборки и хранения блока адаптации 13 через интегрирующее сопротивление 32. Величина интегри25 рующего сопротивления 32 определяет время усреднения выходного сигнала первого сумматора 5.

30

В результате на выходе фазового детектора 3 уменьшаются как постоянная составляющая, обусловленная отличием начальной расстройки от fg, так и переменная составляющая, обусловленная модуляцией принимаемого сигнала. Уменьшение указайных .

35 составляющих приводит к уменьшению выходного напряжения второго детектора 15 (фиг. 3-е), что вводит первый усилитель 2 промежуточной частоты в линейный режим, с последую щим уменьшением его коэффициента усиления на резонансной частоте (фиг. 3-ж), что ведет к уменьшению эффективной шумовой полосы устройства. Усилитель 14 постоянного

5 тока осуществляет согласование вы- . ходного напряжения второго детектора 1 5 с рабочим диапазоном регулировочной характеристики первого усилителя 2 промежуточной частоты. По

50 окончании адаптации на выходе фазового детектора 3 имеется управляющее воздействие, обусловленное только действием шумов, нестабильностью Год и fgp , а также отличием напря55 жений усредненной реализации выход ного сигнала блока 13 адаптации от конкретной реализации напряжения на выходе фильтра 4 нижних«частот. При

воздействии сильной импульсной помехи происходит срьш слежения, при этом частота управляемого генератора 7 изменяется по усредненному закну изменения частоты принимаемого сигнала. При срьгое слежения происходит отключение выхода первого сум матора 5 от первого входа блока 13 адаптации, чем обеспечивается устра нение влияния низкочастотных процессов на выходе фильтра 4 нижних частот на хранящуюся в блоке 13 адаптацию информацию. Отклонение частоты выходного сигнала смесите- ля 1 от f более чем на величину, определяемую полосой пропускания второго усилителя 17 промежуточной частоты (последняя определяется уровнем порога во втором пороговом блоке 19), приводит к подключению второго блока 23 опорного напряжения чё рез третий сумматор 16 ко второму входу первого усилителя 2 промежуточной частоты и тем самым обеспечиваются высокие динамические свойства, благодаря которым обеспечивается практически мгновенное восстановление режима слежения частоты управляемого генератора 7 за частотой принимаемого сигнала.

Блок 13 адаптации (фиг. 2) рабо- таед- следующим образом.

Напряжение с выхода первого сумматора 5 поступает на вход диффе- ренцирующей цепи 29, где дифференцируется и после компаратора 30,. отсекающего импульсы, составляющие , запускает одновибратор 31, который формирует импульсы (фиг,3-6 следующие с периодом модуляции принимаемого сигнала. Этими импульсами обнуляется счетчик 27 и синхронизируется генератор 26 тактовых импульсов (фиг. 3 ), Код с выхода счетчика 27 поступает на дешифратор 28, который осуществляет управление работой блока 24 выборки и хранения Таким образом, в блоке адаптации (на вьпсоде блока 24 выборки и хране ния) формируется усредненная за несколько периодов модуляции принимаемого сигнала реализация выходного сигнала первого сумматора (фиг.3S,а

а

Формула изобретени

Следящий фильтр для обработки непрерывного сигнала с частотной

модуляцией, содержащий последовательно соединенные смеситель,, первый усилитель промежуточной частоты, фазовый детектор и фильтр нижних частот, первый сумматор, генератор сдвига, выход которого соединен с вторым входом фазового детектора, первый блок опорного напряжения, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, и управляемый генератор, причем выход первого сумматора подключе.н к входу управ-, ляемого генератора, выход которого соединен с первым входом смесителя и является выходом следящего фильтра ля обработки непрерывного сигнала с частотной модуляцией, а второй вход смесителя является его входом, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него вв.едены второй сумматор , последовательно соединенные

первый детектор, первый пороговьй блок и первый инвертор, последо-. вательно соединенные первый ключ и блок адаптации, последовательно соединенные усилитель постоянного тока, второй детектор и третий сумматор, последовательно соединенные второй усилитель промежуточной частоты, третий детектор, второй пороговый блок, второй инвертор и второй ключ, второй блок опорного напряженияi причем выход .смесителя соединен с входом второго усилителя промежуточной частоты, выход фазового детектора подключен к входам усилителя постоянного тока и первого детектора соответственно, выход второго сумматора подключен к второму входу перво1 -. ,

го сумматора, первому входу первого ключа и второму входу блока адапта- ции, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, выход первого инвертора соединен с вторым входом первого ключа, выход третьего сумматора соединен с управляющим входом первого усилителя промежуточной частоты, выход второго, блока :опор- ного напряжения соединен с вторым входом второго ключа, выход которого соединен с вторым входом третьего сумматора, выход фильтра нижних частот соединен с. вторым входом- второго сумматора, а первый усилитель промежуточной частоты выполнен с регулируемым коэффициентом усиления

2. Устройство по п. I, о т л и- чающееся тем, что блик адаптации содержит последовательно с гециненные интегрирующее сопротивление , блок выборки и хранения и сглаживающий фильтр, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, счетчик и дешифратор, последовательно соединенные дифференцирующую цепь, компаратор и од- новибратор, причем отвод интегрирующего сопротивления является первым

г

2183588

входом блока адаптации, а вход дифференцирующей цепи - вторым входом блока адаптации, первый выход дешифратора соединен с управляющим вхо- 5 дом блока выборки и хранения, а вто рой выход - с синхронизирующим входом счетчика, выход одновибратора соединен с входом генератора тактовых импульсов и обнуляю1цим входом fO счетчика, выход сглаживающего фильтра является выходом блока адаптаг ции.

/Л