Устройство для измерения средней частоты частотно-манипулированных сигналов Советский патент 1986 года по МПК G01R23/00 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в радиотехнических и измерительных устройствах, предназначенных для измерений средней частоты частотно-манипулированных сигналов.

Целью изобре тения является повышение точности измерения средней частоты частотно-манипулированных сигналов без необходимости получения априорных сведений о модулирующем коде. :

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит линию задержки 1, фазовый коррелятор 2, первый,

второй, третий и четвертый квадраторы 3-6, первый, второй, третий и четвертый интеграторы 7-10, первый, второй и третий блоки вычитания 11- 13, блок суммирования 14, блок деления 15, функциональный преобразователь 16 и индикатор 17. 1

Первый вход фазового коррелятора

2 соединен непосредственно с входной шиной, а второй вход через линию I задержки. Выход первого квадратора 3, вход которого соединен с первым выходом фазового коррелятора 2, соединен с входом первого интегратора 7, Выход третьего интегратора 9, вход которого соединен с первым выходом фазового коррелятора 2, соединен с входом третьего квадратора 5, Первый вход второго блока вычитания 12 соединен с выходом первого интегратора 7, а второй вход - с выходом третьего квадратора 5, Выход второго квадратора 4, вход которого соединен с вторым выходом фазового коррелятора 2, соединен с входом второго интегратора 8, Выход четвертого интегратора 10 соединен с входом четвертого, квадратора 6, Первый вход третьего блока вычитания 13 соединен с выходом второго интегратора 8, а второй вход - с выходом четвертого квадратора 6, Первый вход блока 14 суммирования соединен с выходом второго блока 12 вычитания, а второй вход - с выходом третьего блока 13 вычитания. Первый вход первого блока 11 вычитания соединен с выходом второго блока 12 вычитания, а второй вход - с выходом третьего блока 13 вычитания. Блок 15 деления первый вход которого соединен с выходом блока 14 cy миpoнaния, а второй вход соединен с выходом первого блока 11 вычитания, последовательно соединен с функциональным преобра- зователем 16 и индикатором 17,

Устройство работает следующим образом.

В течение времени наблюдения (О, t;) на вход устройства поступает частотно-манипулированный (ЧМн) сигнал, который при модуляции с разрывом фазы несущей и разност и частот нажатия и отжатия &со можно записать так :

S(t)(CO,+b(t) )t+q, (t)cos(oO,)t.c,J. 1 l4-.b(t).cos( 2-) Ъ

где и - амплитуда входного сигнала; Wg - средняя частота; cj - начальная фаза; b(t) - модулирующая функция,

b(l;) Zlb,rect.;(t);

rect. (t)

f I,t6 (t,t,,)

0,t (t,,t,,)

Величины или (-1), Набор ЬЛ образует двоичный код, в соответствии с которым частота сигнала принимает два значения: со, СОо-йЦ/2 с вероятностью Р1 и(о, CJ+iW2 с веto

роятностью Р2, Вероятности Р1 и Р2 появления символов с несущими частотами и, и U).j за время наблюдения (О, t ,) априори неизвестны.

Входной сигнал поступает на входы фазового коррелятора 2 непосредственно и через линию 1 задержки. На выходе фазового коррелятора 2 принятый сигнал превращается в ни- деочастотную двоичную последователь- ност1 импульсов постоянной амплиту ды, длительность которых определяется модулирующей функцией b(t). При условии Tj, сг, где Т, т длительность элементарной посылки сообщения, а сГ - постоянная времени линии 1 задержки, искажениями, обу- слоапенными перекрытием во времени импульсов с разными несущими часто-

тами, можно пренебречь. Тогда напряжение на первом выходе фазового коррелятора 2 пропорционально произведению амплитуд двух перемножаемых сигналов и косинусу их разности фаз

г

и, (t) cos(o,- - i)r+

2

+ (t)cos((0,+ |)f .

Напряжение на втором выходе фазового коррелятора 2 пропорциональ но произведению амплитуд перемножаемых сигналов и синусу их разности фаз

и, (t)siп(Qo-|-Ж + (t)sin(M,n- i)t

На выходе первого квадратора 3

U.erfg ) if (t)co8(a,| i)r

Это напряжение поступает на вход первого интегратора 7. Выражение для постоянной составляющей на выходе интегратора 7

иигГ itcos (U,+ )

Интегратор 9 вьщеляет постоянную составляющую сигнала на первом выходе фазового коррелятора 2

U.(a-f)-P2

ХС08(СО„+ У)С.

Это напряжение поступает на вход квадратора 5, на выходе которого

о

. иквГ(ии«т5) (..-f)- Р2 Ни ео8(ы,-ь ) У| Pl cos 4-| ii)(Oo+ |-)t-H2PlP2co8(« UCi3./v / , &(J.,|

)ocos(Uo-

Напряжения с выходов первого интегратора 7 и третьего квадратора 5 поступают на входы второго блока 12 вычитания. На выходе блока 12 вычитания напряжение имеет следующий вид:

1237985

,„т4-и.86 Т| PI(l-Pl).доо.

16

2, . Д(Л.

. - f )C+P2(l-P2)cos (a),4. )г- 5 -2PlP2cos(co,- f-)t-cos((;, )г

Учитывая, что , а , выражение для D1 принимает вид

to

DI (u,+ |)t- (0)0- f-) fa PlP2sin | 7sin4 2 .

-cos

15

Аналогичны выражения, характеризующие напряжения на выходах второго интегратора 8 и четвертого квадратора 6

,Р Ь- (-Г)

.г)о Um 2/,, , ли XXV +Р2 yg sin (03,+ --)ь

25

и,,„ р1 |J sin(c.,-|)t +P28in(do+ )г

Тогда на выходе третьего блока 13 вычитания напряжения имеют вид

,1 .

,,-и,,„ («,+

f)r-sinK- f-) |- PIP2sin |-.

Напряжения с выходов второго блока 12 вычитания и третьего блока 13 вычитания суммируются в блоке 14 суммирования

D1+D2 1 PlP2sin |-г

и вычитаются в первом блоке 11 вычитания

D2-D1 - - Pip2sin Z ( t- ) o p|p2sin Ccos2MoC

Ha выходе блока 15 деления

D2-D1„

5- y cos2«,.

В функциональном преобразователе 16 осуществляется функциональное преобразование вида агссоз(х).

Таким образом выражение для оценки средней частоты СО о имеет вид

«о 2 arccos

S

D2-D1 52+51

Результаты измерения сЛд отображаются на индикаторе 17,

Таким образом, результаты измерения средней частоты сОр частотног манипулированньпс сигналов не зависят от статистических характеристик (Р1 и Р2) модулирующего кода разноса частот UU и амплитуды входного сигнала и, что повьппает точность из- мер,ения.

Форм у л а изобретения 15

5 30

Устройство для измерения средней частоты частотно-манипулированных сигналов, содержащее фазовый коррелятор, первый вход которого соединен с входной шиной непосредственно, второй через линию задержки, первый квадратор, вход которого соединен с первым выходом фазового коррелятора, а выход - с входом первого интегратора, второй квадратор, вход которого соединен с вторым выходом фазового коррелятору, а выход - с входом второго интегратора, последовательно соединенные блок деления.

Редактор Н.Горват

Составитель С.Лебедев Техред Л.Сердюкова

Заказ 3284/45 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., Д. 4/5

-Производственно-полиграфическое предприятие, г„ Ужгород, ул. Проектная, 4

to

15

379856

функциональный преобразователь и индикатор, блок суммирования, выход которого соединен с первым входом блока деления, первый блок вычита- 5 ния, выход которого соединен с вторым входом блока деления, о т л и- чающееся тем, что, с целью повьшения точности измерения средней частоты частотно-манипулирован- ньпс сигналов, в него введены последовательно соединенные третий интегратор, третий квадратор и второй блок вычитания, второй вход которого соединен с выходом первого интегратора, а выход соединен с первым входом, блока суммирования и первым входом первого блока вычитания, при этом вход третьего интегратора соединен с первым выходом фазового , коррелятора, последовательно соединенные четвертый интегратор, четвертый квадратор и третий блок вычитания, второй вход которого соединен с вьпсодом второго интегратора, а выход соединен с вторьм входом блока суммирования и с вторым входом первого блока вычитания, причем .вход четвертого интегратора соединен с вторым выходом фазового кор- 30 релятора.

20

25

Корректор Т,Колб

Изобретение относится к ра71ио- измерительной технике. Может быть использовано в радиотехнических и измерительных устройствах. Цель изобретения - повышение точности измерения без необходимости получения априорных сведений о модулирующем коде. Для достижения поставленной цели в устройство введены последовательно соединенные интегратор 9, квадратор 5 и блок 12 вычитания. Кроме того, устройство содержит линию задержки 1, фазовый коррелятор 2, квадраторы 3, 4, 6, интеграторы 7, 8, 10, блоки вычитания 11, 13, блок суммирования 14, блок Деления.15, функциональный преобразователь 16 и индикатор 17. В данном устройстве результаты измерений средней частоты частотно-нани- пулированных сигналов не зависят от статистических характеристик модулирующего кода разноса частот и амплитуда входного сигнала, что повьша- ет точность измерения. 1 ил. (О I - сл