Устройство частотной селекции Советский патент 1987 года по МПК H03H21/00 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для селекции широкополосных сигналов в условиях мощных узкополосных помех.

Цель изобретения - повьшение точности фильтрации путем подавления узкополосной помехи с неизвестной или изменяющейся несущей частотой.

На чертеже приведена структурная электрическая схема предложенного устройства частотной селекции.

Устройство частотной селекции содержит входной полосовой фильтр 1, первый смеситель 2, первый полосовой фильтр 3, второй смеситель 4, второй полосовой фильтр 5, первый б и второй 7 перестраиваемые генераторы, первый 8 и второй 9 квадраторы,вычита- тель 10, интегратор 11, пороговый блок 2, дифференцирующий блок 13, инвертор 14, первый 15 и второй 16 коммутаторы, сумматор 17, интегратор 18 со сбросом, источник 19 постоянного напряжения, режекторный фильтр 20.

Устройство частотной селекции работает следующим образом.

При отсутствии узкополосной помехи в полосе частот входного сигнала, прошед цего входной полосовой фильтр 1, ко 4мутатор 16 закрыт нулевым потенциалом с выхода порогового блока 12; а коммутатор 5 открыт напряжением с выхода инвертора 14.

На вход интегратора 18 со сбросом через сумматор 17 и коммутатор 15 поступает постоянное напряжение от источника 19. Вследствие этого напрян;8ние на выходе интегратора 18 со сбросом периодически изменяется по линейному закону: при достижении выходным напрк хением интегратора 18 со сбросом установленного норогового удовня U gпроисходит автоматический сброс интегратора 18 со сбросом, т.е. в нем устанавливаются 11улевые -начальные условия после чего выходное напряжение вновь, начинает увеличиваться по линейному закону до величины Uj- , далее скова происходит сброс интег ратора 18 со сбросом и так далее.

Напряжение, с выхода интегратора 18 со сбросом поступает на управляю н(ие входы 11ерестраивае ых генерато ров 6 и 7,

Входной полосовой фильтр 1 согласован по полосе пропускания с шири

ной спектра сигнала на входе устройства. Диапазон перестройки по частоте перестраиваемых генераторов 6 и 7 выбирается равным полосе пропускания входного полосового фильтра 1, полоса пропускания полосового фильтра 3 равна удвоенной полосе пропускания входного полосового фильтра 1 , частота fРФ настройки режекторного фильтра 20 выби{)ается равной частоте f„ц настройки полосового фильтра 3, полоса пропускания полосового фильтра -5 равна полосе пропускания входного полосового фильтра 1.

Частоты перестраиваемых генераторов 6 и 7 изменяются синхронно в соответствии с управляющими напряжениями на их входах и в любой момент времени отличаются на постоянную величину Jfp, определяемую требуемым сдвигом несз щих частот сигнала на входе и выходе устройства. Несущая частота сигнала f(- на выходе полосового фильтра 3 равна

С, -свх -г

где f

с &х

0

в

- несущая частота на входе, устройства; f г - частота перестраиваемого

гене1.)атора 6.

Очевидно, ff изменяется во времени в соответствии с изменением

fг .Во втором смесителе 4 Ъсуществ 1

ляется обратное преобразование, несущая частота сигнала на выходе полосового фильтра 5 равна

-сйых с, . Л г,

f f +

Гл

(fr,--f.r. )

2

где f- - частота перестраиваемого генератора 7.

В ре.зультате описанного двойно- 45 го преобразования частоты сигнал на выходе устройства в любой момент времени сдвинут по .частоте относительно сигнала на входе на величину dfp , не зависящую от времени. 5Q Квадраторы 8 и 9, ззычитатель 10, интегратор 11 и пороговый блок 12 предназначены для обнаружения узкополосной помехи путем сравнения сигналов по мощности на входе и выходе i-r, режекторного фильтра 20. В квадраторах 8 и 9, вычитателе i О и интеграторе 11 вырабатывается напряжение Up, пропорциональное разности мощностей сигналов на выходе и входе режекторного фильтра 20, Это напряжение сравнивается в пороговом блоке 12 с пороговым напряжением U. Если Up U(j на выходе порогового блока 12 появляется единичный потенциал, управляющий работой коммутаторов 15 и 16, если же и р U - потенциал на выходе порогового блока 12 остается нулевым. Режекторный фильтр 20 вырезает из спектра сигнала на выходе полосового фильтра 3 часть спектральных составляющих вблизи частоты fpф При о.тсутствии узкополосной помехи на входе устройства сигналы на входе и выходе режекторного фильтра 20 отличаются по мощности незначительно. Поскольку спектр сигнала равномерный и его ширина значительно больше полосы режекЦии режекторного фильт- .ра 20. Следовательно, при отсутствии узк ополосной помехи на входе устройства напряжение-ир достаточно мало. Пороговый уровень UQ выбирается таким, чтобы при отсутствии помехи в любой момент времени выполнялось условие ир6и о с учетом того, что Up - случайная величина из-за конечности интервала временного усреднения при вычислении мощностей помехи на входе и выходе режекторного фильтра 20.

Таким образом, если нет узкополосной помехи на входе устройства, то условие Up U вьшолняется в любой момент времени, следовательно, в любой момент времени на выходе порогового блока 12 - нулевой потенциал, коммутатор 16 закрыт, ксь-шута- тор 15 открыт, с источника 19 на интегратор 18 со сбросом подается постоянное напряжение, интегратор 18 со сбросом вырабатывает линейно изменяющееся напряжение, частота перестраиваемых генераторов 6 и 7 непре рьшно изменяется.

При появлении мощной узкополосной помехи на входе устройства частота перестраиваемых генераторов 6 и 7 изменяется до тех пор, пока спектр помехи на выходе полосового фильтра 3 не попадает в полосу ре- жекции режекторного фильтра 20. В этом мош,ности колебаний на входе и в з1ходе режекторного фильтра 20 различаются на величину мощности помехи, поскольку помеха вырезается режекторным фильтром

20. Напряжение Up превышает пороговый уровень и , на выходе порогового блока 12 появляется единичный потен- циал, который открывает коммутатор 16 и закрывает коммутатор 15. К входу интегратора 18 со сбросом подключается выход дифференцирующего блока 13, напряжение на выходе которого пропорционально скорости изменения напряжения Up. Устройство переходит в режим режекции узкополосной помехи. Дифференцирующий блок 13 предназначен для определения величины и знака отклонения несущей частоты узкополосной помехи на выходе полосового фильтра 3 от частоты настройки режекторного фильтра 20. Если частоты совпадают, напряжение

на выходе дифференцирующего блока I3 равно нулю. При отклонении частоты помехи от fp на выходе дифференцирующего блока 13 появляется напряжение, вел гчиг:а и знак которого

зависит от величины и зна.ка рассматриваемого отклонения частоты. Это напряжение через открытый коммутатор 16 и су {матор 17 поступает на вход интегратора 18 со сбросе -, вс. гедствие чего изменяются напряженнее на

его вькоде. а также частоты перестраиваемых генераторов 6 и 7. Такип образом, режекторный фильтр 20 вновь оказывается настроенным на частоту

узкогшлосной помехи.

Если.несущая частота узкополосной

помехи изменилась, напряжение Up на входе интегратора 1i вновь оказывается меньше порогового уровня U,,

на выходе порогового блока 12 вновь появляется нулевой потенциал, ком- м татор 16 закрывается, коммутатор 15 открывается и устройство переходит в режим поиска узкополосной помехи, в любой момент времени сохраняя свои основные функции частотной селекции и преобразования широкополосного сигнала.

Формула изобретения

Устройстве частотной селекции, содержащее последовательно соединенные входной полосовой фильтр, первый смеситель и первый полосовой фильтр, последовательно соединенные второй смеситель и второй полосовой фильтр, выход которого является вы- ходрм устройс7 ва частотной селекции, а также первый и второй перестраиваемые генераторы, выходы которых подключены соответственно к второму входу первого смесителя и к первому входу второго смесителя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности фильтрации путем подавления узкополосной пмехи с неизвестной или изменяющейся несущей частотой, введены режектор- ный фильтр, включенный между выходом первого полосового фильтра и вторьм входом второго смесителя, последовательно соединенные источник постоянного напряжения, первый коммутатор, сумматор и интегратор

со сбросом, выход которого подключен к объединенным управляющим входам первого и второго перестраиваемых генераторов, последовательно соединенные и включенные между входом режекторного фильтра и вторым входом сумматора первый квадратор, вычита- тель, интегратор, дифференцирующий блок и второй коммутатор, второй квадратор, включенный между выходом режекторного фильтра и вторым входом вычитателя, инвертор, включенный между управляющими входами первого и второго коммутаторов, а также пороговый блок, включенный между выходом интегратора и входом инвертора.

Изобретение относится к радиотехнике и повьппает точность фильтрации путем подавления узкополосной помехи с неизвестной или изменяющейся несущей частотой. Устр-во содержит входной полосовой фильтр.1, смесители 2 и 4, полосовые фильтры 3 и 5, перестраиваемые г-ры 6 и 7, квадраторы 8 и 9, вычитатель 10, интегратор 11,.пороговый блок 12, диф. блок 13, инвертор 14, коммутаторы 15 и 16, сумматор 17, интегратор 18 со сбросом, источник 19 постоянного напряжения, режекторный фильтр 20. 1 ил. е fflfff (Л с: со 4: сл ОС