Устройство выделения опорного напряжения из сигнала, манипулированного по фазе Советский патент 1987 года по МПК H03L7/10 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в радиотехнических системах для выделения

опорного напряжения из сигнала, мани- , отрицательного до максим.ип.иого полопулированного по фазе.

Цель изобретения - повышение фазовой стабильности при произвольном низком уровне помех.

На чертеже изображена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство выделения опорного напряжения из сигнала, манипулирован- ного по фазе, содержит квадратурный преобразователь 1 фазоманипулирован- ного сигнала в видеочастотный, состоящий из перемножителя 2, синхронного детектора 3, усилителя-ограничителя 4, фазового детектора 5 и фазовращателя jr/2 6, петлевой фильтр 7 нижних частот, дифференцирующий блок 8, первы11 усилитель 9, первый сумматор 10, первый фильтр 11 нижних частот, второй усилитель 12, амплитудный селектор 13 положительных импульсов, амплитудный селектор отрицательных импульсов, управляемый генератор 15, второй фильтр 16 нижних частот, интегратор 17, состоящий из двух формирователей 18 и

19импульсов, реверсивного счетчика

20и преобразователя 21 код - аналог, второй сумматор 22, выпрямитель 23, пороговый блок 24, блок 25 совпадений, первый 26 и второй 27 делители частоты, полосовой фильтр 28.

Устройство работает следуюпщм образом.

Пусть между частотами входного сигнала и управляемого генератора 15 имеется некоторая расстройка. Будем ,считать, что на вход устройства поступает синусоидальный неманипу- лированный сигнал. Поскольку наиря- . женив с управляемого генератора 15 поступает на синхронный детектор 3 и фазовый детектор 5 квадратурного преобразователя 1 со сдвигом па /2, то на их выходах синусоиды разностной частоты будут также иметь между собой сдвиг на li/2. Причем п зависимости от знака частотной расстройки этот сдвиг будет 7Г/2 или - Л/2.

жительного напряжения, а при другом, наоборот, с максимального положительного до максимального отрицательного. Различие в скорости изменения напря10 жения на выходе П1 рем}1ожителя 2 п процессе захвата выявляется ди11х})ерен- цирующим блоком 8 и испол1 зуется для расширения полосы захвата. Импульсы на выходе дифференцирующего блока 8

15 имеют знак, который определяется

знаком частотной paccTpoi iKH. Ксли эти импульсы пропустить через амплитудный селектор 13 положительных импульсов и амплитудньв) селектор 14

20 отрицательных импульсов, а татем подать на интегратор 17, то образуется управляющий сигнал, величина которого нарастает с увеличением числа подаваемых импульсов одного знака, путем

25 обработки сигнала формирователями 18 и 19 импульсов, реверсивным счетчиком 20 и преобразователем 21 код - аналог. Этот управляющими сиг нал проходит через первы11 фил1)Тр 1 1 нижних

30 частот и подстраивает управляем1)1Й генератор 15, т.е. уменьшает разностную частоту. Этот механизм подстройки действует при таких больших частотных расстройках, когда обычный

35 механизм захвата систем ФА11Ч еще не эффективен. После достижения синхронизма в системе из-за расхождения собственных частот входного сигнала и управляемого генератора 15 возможно

40 нарушение идеальных фазовых соотношений, при которых фазовые сдвиги между напряжениями на входах фазового детектора 5 равны ± . При этом в напряжении на выходе перемпожителя

45 2 появляется постоянная составляющая, которая через второй филь7р I6 нижних частот и второй усилите.чь 12 воздействует на первый сумматор 10, что эквивалентно смещению ncjporoH

5Q срабатывания амплитудных селекторов 13 и 14. При этом в установившемся режиме через амплитудные селекторы 13 и 14 проходят только выбросы щумл. При смещении порогов средние члетоНапряжение на выходе перемножите- ggты выбросов , нроходяпшх через

ля 2 имеет вид синусоиды (косинусо-амплитудные селекторы 13 и 14, стаиды) разностной частоты, в которомновятся неодинаковыми, а это приноимеет место манипуляция фазы на 7дит к появлению дополнительного кпркаждые полпериода разностной частоты,ректирующего напряжения на вь Уо;:е

т.е. скачки напряжени. При этом одному знаку частотной р чспройки соответствуют скачки с макс11м:1льнаго

жительного напряжения, а при другом, наоборот, с максимального положительного до максимального отрицательного. Различие в скорости изменения напряжения на выходе П1 рем}1ожителя 2 п процессе захвата выявляется ди11х})ерен- цирующим блоком 8 и испол1 зуется для расширения полосы захвата. Импульсы на выходе дифференцирующего блока 8

имеют знак, который определяется

знаком частотной paccTpoi iKH. Ксли эти импульсы пропустить через амплитудный селектор 13 положительных импульсов и амплитудньв) селектор 14

отрицательных импульсов, а татем подать на интегратор 17, то образуется управляющий сигнал, величина которого нарастает с увеличением числа подаваемых импульсов одного знака, путем

обработки сигнала формирователями 18 и 19 импульсов, реверсивным счетчиком 20 и преобразователем 21 код - аналог. Этот управляющими сиг нал проходит через первы11 фил1)Тр 1 1 нижних

частот и подстраивает управляем1)1Й генератор 15, т.е. уменьшает разностную частоту. Этот механизм подстройки действует при таких больших частотных расстройках, когда обычный

механизм захвата систем ФА11Ч еще не эффективен. После достижения синхронизма в системе из-за расхождения собственных частот входного сигнала и управляемого генератора 15 возможно

нарушение идеальных фазовых соотношений, при которых фазовые сдвиги между напряжениями на входах фазового детектора 5 равны ± . При этом в напряжении на выходе перемпожителя

2 появляется постоянная составляющая, которая через второй филь7р I6 нижних частот и второй усилите.чь 12 воздействует на первый сумматор 10, что эквивалентно смещению ncjporoH

срабатывания амплитудных селекторов 13 и 14. При этом в установившемся режиме через амплитудные селекторы 13 и 14 проходят только выбросы щумл. При смещении порогов средние члетоинтегратора 17. т.е. к коррекции фазового сдвига н режиме синхронизма и достижению пели.

Описаиньп механизм работы имеет место в т1ереходном режиме, а также в установившемся режиме нри наличии аддитивных шумов. В отсутствие шума, но при наличии фазового рассогласования в установившемся режиме открывается пороговый блок 24 напряжением с выхода выпрямителя 23, поэтому открывается и блок 25 совпадений, в результате чего нач1шают работать

первый 26 и лторой 27 делители часто- ig двуполярных импульсов, низкочастотты. Напряжение с первого делителя 26 частоты, имеющее форму меандра, подается через второй сумматор 22 на дифферсниируюший блок 8, на выходе которого образуются двухполярные импульсы, следуюи1ие с частотой меанцрз, Эти импулт,сы через первый усилитель 9 пост ттают на вход первого сумматора 10. Напряжение с выхода второго делителя 27 частоты, значительно более низкой частоты, сглаживается полосовым фильтром 28 и подается на первый сумматор 10. Это напряжение обеспечивает п/швную модуляцию порогов амплитудных селекторов 13 и 14. При наличии фазового рассогласования средние частоты импульсов, проходящих через амплитудные селекторы 13 и 14, различаются: большее число импульсов пройдет через тот амплитудный селектор, который имеет меньший порог отпирания за счет фазового рассогласования. В результате интегратор 17 вырабатывает корректирующее напряжение, уменьшающее фазовое рассогласование практически до нуля. Затем блок 25 совпадений запирается. Полосовой фильтр 28 не пропускает постоянную составляющую напр5шения с второго делителя 27 частоты на первый сумматор 10 для предотвращения неправильног о смеп1ения порогов ампли-. тудных селекторов 13 и 14 за счет напряжений питания первого 26 и второго 27 делителей частоты.

Сигнал с выхода управляемого генератора I5 поступает на вход синхронного дЕ тектора 3 через фазовращатель Т(/26, а продетектированное напряжение поступает на перемножитель 2 через усилитель-ограничитель 4. С выхода перемножителя 2 напряжение по- /ичется на управляемый генератор 15

20

25

30

35

40

45

50

55

ного напряжения и порогом амплитудных селекторов 13 и 14. Так, например, если выбрать суммарную величину амплитудных значений двуполярных импульсов и низкочастотного напряжения меньше порога амплитудных селекторов 13, 14, то в отсутствие шума величина фазовой ошибки будет определяться разностью между порогом амплитудных селекторов 13 и 14 и вышеуказанной суммарной величиной. Действительно, при таком выборе импульсы на интег ратор 17, устраняющие фазовую ошибку, пойдут только тогда, когда за счет напряжения с выхода второго усилителя 12, пропорциональ- нального фазовой ошибке, суммарная величина амплитудных значений двуполярных импульсов, низкочастотного напряжения и напряжения с выхода второго усилителя 12 превысит порог сра- |батывания одного из амплитудных селек торов 13 и 14, т.е. регулировкой соот ношения указанных амплитуд можно дополнительно задавать допустимую величину фазовой О1Ш{бки в устройстве.

При выборе суммарной величины амплитудных значений двуполярных импульсов и низкочастотного модулирующего напряжения существенно больше порога амплитудных селекторов 13, 14 на интегрйтор проходят пачки импульсов с селектора I3 положительных импульсов и 14 отрицательных импульсов даже при малых фазовых ошибках. Это приводит к необходимости введения большего цифрового усреднения в интеграторе 17 или увеличения постоянной времени первого фильтра 11 нижних частот. Формула изобретения

Устройство выделения опорного напряжения из сигнала, манипулированнонижних час38070

через петлевой фильтр тот.

Для обеспечения наиболее эффективного устранения фазового рассогласования суммарная величина амплитудных значений продифференцированных дву- полярных импульсов низкочастотного модулирующего напряжения, поступающих на входы амплитудных селекторов 13 и 14, выбирается равной или несколько большей порога.

Однако устройство работает и при других соотношениях значений амплитуд

и

10

0

5

0

5

0

5

0

5

ного напряжения и порогом амплитудных селекторов 13 и 14. Так, например, если выбрать суммарную величину амплитудных значений двуполярных импульсов и низкочастотного напряжения меньше порога амплитудных селекторов 13, 14, то в отсутствие шума величина фазовой ошибки будет определяться разностью между порогом амплитудных селекторов 13 и 14 и вышеуказанной суммарной величиной. Действительно, при таком выборе импульсы на интег ратор 17, устраняющие фазовую ошибку, пойдут только тогда, когда за счет напряжения с выхода второго усилителя 12, пропорциональ- нального фазовой ошибке, суммарная величина амплитудных значений двуполярных импульсов, низкочастотного напряжения и напряжения с выхода второго усилителя 12 превысит порог сра- |батывания одного из амплитудных селекторов 13 и 14, т.е. регулировкой соотношения указанных амплитуд можно дополнительно задавать допустимую величину фазовой О1Ш{бки в устройстве.

При выборе суммарной величины амплитудных значений двуполярных импульсов и низкочастотного модулирующего напряжения существенно больше порога амплитудных селекторов 13, 14 на интегрйтор проходят пачки импульсов с селектора I3 положительных импульсов и 14 отрицательных импульсов даже при малых фазовых ошибках. Это приводит к необходимости введения большего цифрового усреднения в интеграторе 17 или увеличения постоянной времени первого фильтра 11 нижних частот. Формула изобретения

Устройство выделения опорного напряжения из сигнала, манипулированного по фазе, содержащее последовательно соединенные квадратурный преобразователь фазоманиггулированного сигнала в видеочастотный, петлевой фильтр нижних частот и управляемый генератор, к другому входу которого подключен выход первого фильтра нижних частот, вход которого соединен с выходом интегратора, к входам которого подключены выходы амплитуднь1х селекторов положительных и отрицательных импульсов, входы которых соединены с выходом первого сумматора, к входам которого подключены выходы

первого и второго усилителей, входы которых соединены соответственно с выходами дифференцирующего блока и второго фильтра нижних частот, к входу которого подключен выход квадра- турного преобразователя фазоманипули- рованного сигнала в видеочастотный, первый вход которого является входом устройства, выходом которого является выход управляемого генератора,

которыи соединен г нторым входс м кв-адратурного прес Орлзонателя фазо- манипулированното сигнала в пидео- частотный, отличающееся тем, что, с це.т1ью гюньшюния фазовой стабильности при произвольно низком уровне помех, виедены второй сумматор, последовательно соединенные выпрямитель и порог овый блок и последовательно соединенные блок совпадений, к первому входу которого подключен выход управляемого генератора первый делитель частоты, второй делитель частоты и полосовой фильтр, выход которого подключен к дополнительному входу первого сумматора, при этом выходы второго усилителя и порогового блока соединены соответственно с входом выпрямителя и вторы входом блока совпадений, а вькод первого делителя частоты подключен к первому входу второго сумматора, второй вход KOTopoi o соединен с входом второго фильтра нижних частот.

Изобретение относится к радиотехнике и обеспечивает повышение фазовой стабильности при произвольном низком уровне помех. Устр-во содержит квадратурный преобразователь 1 фазоманипулированного сигнала в видеочастотный, состоящий из перемножителя 2, синхронного детектора 3, усилителя-ограничителя 4, фазового детектора 5 и фазовращателя Л/2 6, петлевой фильтр 7 нижних частот, дифференцирующий блок 8, у-ли 9 и 12, сумматоры 10 и 22, фильтры II и 16 нижних частот, амплитудный селектор (АС) 13 положит, импульсов, АС 14 отрипат. импульсов, управляемый г-р 15, интегратор 17, состоящий из формирователей 18 и 19 импульсов, реверсивного счетчика 20 и преобра зователя 21 код-аналог, выпрямитель 23, пороговый блок 24, блок 25 совпадений, делители 26 и 27 частоты, полосовой фильтр 28. Для наиболее зффективного устранения фазового рассогласования суммарная величина амплитудных значений продифференцированных двуполярных импульсов НЧ модулирующего напряжения, поступающих на АС 13 и 14, выбирается равной или несколько больщей порога, 1 ил. (Л