Устройство для восстановления несущей частоты модулированных сигналов Советский патент 1988 года по МПК H03D1/24 

ш.

(Л

Изобретение относится к радиотехнике и повьшает помехозащищенность. Устр-во содержит смесители 1 и 2, полосовые фильтры 3 и 4, фазовьш детектор 5, фильтры нижних частот (ФНЧ) 6 и 8, перестраиваемые генераторы 7 и 10, сумматор 9, блок 11 стабилизации разности частот. Блок 11 содержит смеситель, фазовый детектор, опорный генератор, ФНЧ. Полоса захвата устр-ва определяется постоянной времени ФНЧ 6, а эквивалентная шумовая полоса - постоянной времени ФНЧ 8, и они могут быть выбраны независимо др. от др. Блок 11 предназначен для компенсации медленных дрейфов частот г-ров 7 и 10, поэтому постоянная времени ФНЧ в блоке 11 выбирается намного больше постоянных времени ФНЧ 6 и 8, включенных в основные петли регулирования. 2 ил. s

Й/г./

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для восстановления и выделения несущей частоты при приеме сигналов с сим- матричным относительно несущей частоты спектром.

Цель изобретения - повьппение помехозащищенности.

На фиг.1 изображена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - структурная электрическая схема блока стабилизации разности частот.

Устройство для восстановления несущей частоты модулированных сигналов содержит смесители 1 и 2, полосовые фильтры 3 и 4, фазовый детектор 5, первый фильтр 6 нижних частот (ФНЧ), первый перестраиваемый генератор 7, второй ФНЧ 8, сумматор 9, второй перестраиваемый генератор 10, блок 11 стабилизации разности частот

Блок 11 стабилизации разности частот содержит смеситель 12, фазо- вьгй детектор 13, опорный генератор 14, ФНЧ 15.

Устройство для восстановления несущей частоты модулированных сигна- лов работает следующим образом.

Предположим, что частоты перестраиваемых генераторов 7 и 10 выбраны таким образом, чтобы всегда выполнялись условия

f,.f

С|

..

где f, и - частоты сигналов перестраиваемых генераторов

7 и 10;

f и f - соответственно минимапь- с| сг

ная и максимальная час- 1

тота составляющих спектра входного сигнала. При этом с помощью смесителей 1 и 2 и полосовых фильтров 3 и 4 из входного сигнала формируются два сигнала, спектры которых являются перевернутыми один относительно другого. В случае, если спектр входного сигнала симметричный, а его несущая частота равна f« ( + f)/2, то спектры сигналов,сформированные полосовыми фильтрами 3 и 4, совпадают и на выходе фазового детектора 5 образуется постоянное напряжение, пропорциональное разности фаз соответствующих составляющих.

Если же несущая частота входного сигнала f f, + f2/2, т.е. f,-f f н i выходе фазового детектора 5 формируется сигнал биений с частотой Qj (f - f,)-(f -f, ) . Напряжение с выхода фазового детектора 5 через ФНЧ 6 подается на вход перестраиваемого генератора 7, а через ФНЧ 8 и сумматор 9 - на вход перестраиваемого генератора 10 и используется для постройки их частоты таким образом, чтобы частота биений установилась равной нулю, т.е. чтобы

(f,

fp/2 f,.

0

5

0

5

0

5

Пусть постоянная времени ФНЧ 6 значительно меньше постоянной времени ФНЧ 8, а соотношение частот перестраиваемых генераторов 7 и 10 и несущей входного сигнала в момент . включения устройства таково, что частота биений на выходе фазового детектора 5 значительно вьпие частоты среза ФНЧ 8. Тогда биения с выхода фазового детектора 5 в основном воздействуют на частоту сигнала перестраиваемого генератора 7, а частота сигнала перестраиваемого генератора 10 практически не меняется. При этом частота сигнала перестраиваемого генератора 7 изменяется таким образом, что частота биений стремится к нулю, и на выходе фазового детектора 5 устанавливается постоянное напряжение. Это напряжение передается ФНЧ 8 и сумматором 9 на вход перестраиваемого генератора 10 и соответствующим образом меняет его частоту. Изменение частоты перестраиваемого генератора 10 приводит к соответствующему изменению выходного напряжения фазового детектора 5,что отслеживается перестраиваемым генератором 7,

Таким образом, в установившемся режиме частоты перестраиваемых генераторов 7 и 10 равны

0

где f.

f, f2И f

f.O f

+ S, u

+ S,Uo

TD

5

20 )I1

- частоты сигналов

перестраиваемых генератором 7 и 10 при отсутствии на их входах управляющего напряжения ;

Sj - крутизна перестройки перестраиваемых генераторов 7 и 10 J выходное напряжение фазового детектора 5,

D

при этом

(f, + f,)/2 f,. Учитывая изложенное, можно записать следующее соотношение

Sii 2

S.

u

fp

В случае, если характеристики управления перестраиваемых генераторов 10 и 7 идентичны, т.е. S, 5з, 8, можно записать

f ..

LIPS D

if.

,)/2.

где f (f

u f - изменение частоты каждого из перестраиваемых генераторов 10 и 7 под воздействием напряжения и.

Так как f известно, то, измерив частоту любого из перестраиваемых генераторов 10 или 7, можно определить несущую частоту входного сигнала. В устройстве предлагается измерять частоту перестраиваемого генератора 10. Величина флуктуации частоты перестраиваемого генератора 10, обусловленных наличием шумов во входном сигнале, т.е. эквивалентная шумовая полоса устройства, определяется постоянной времени ФНЧ 8. Следовательно, полоса захвата устройства определяется постоянной времени ФНЧ 6, а эквивалент- , ная шумовая полоса устройства определяется постоянной времени ФНЧ 8 и могут быть выбраны независимо друг от друга, что дает возможность удовлетворить противоречивым требованиям по их выбору.

Для исключения влияния на результат измерения нестабильности параметров перестраиваемого генератора 7 в состав устройства включен блок 11 стабилизации разности частот. Его задачей является поддержание разности частот перестраиваемых генераторо 10 и 7 постоянной и равной частоте опорн(го генератора 14. При этом блок 11 стабилизации разности частот может быть выполнен, например, в виде последовательно соединенных смеси0

5

0

5

теля 12, фазового детектора 13, ФНЧ 15, а также опорного генератора 14, причем входы смесителя являются входом блока, второй вход фазового детектора 13 соединен с выходом генератора 14, а выходом блока является выход ФНЧ 15 (фиг.2).

Блок стабилизации разности частот предназначен для компенсации медленных дрейфов частот перестраиваемых генераторов 7 И 10, поэтому постоянная времени ФНЧ 15 выбирается намного больше постоянных времени ФНЧ 6 и ФНЧ 8, включенных в основные петли регулирования. Блок 11 фактически не влияет на эквивалентную шумовую полосу, а также на переходные процессы в основной петли регулирования, т.е. на рассмотренный алгоритм работы устройства подключение блока 11 стабилизации разности частот не влияет.

Дополнительная петля работает следующим образом.

Сигналы перестраиваемых генераторов поступают в блок 11 стабилизации разности частот на входы смесителя 12, где выделяется сигнал с разностной частотой. Этрт сигнал сравнивается по фазе в фазовом детекторе 13 с сигналом опорного генератора 14. При этом в фазовом детекторе 13 вырабатывается сигнал ошибки, который через ФНЧ 15 и сумматор 9 поступает на вход перестраиваемого генератора 10 и изменяет его частоту таким образом, чтобы f - f, fj,, где fg - частота опорного генератора. С учетом воздействия сигнала с выхода блока 11 стабилизации разности частот и приведенных выражений можно показать, что частота выходного сигнала устройства равна fee,, fi f + fo/2, т.е. на 45 выходе устройства формируется сигнал, ,частота которого равна несущей входного сигнала с некоторым постоянным и известным сдвигом fo/2.

При использовании устройства для восстановления несущей частоты модулированного сигнала во многих случаях постоянный сдвиг частоты выходного сигнала несущественен, поскольку восстановление выполняется на промежуточной частоте. Но если все же необходим выходной сигнал устройства с частотой, точно равной частоте несущей входного сигнала, его легко получить из формируемого устройством

0

5

0

0

55

сигнала с помощью смесителя, на второй вход которого необходимо подать сигнал с частотой, равной половине значения частоты сигнала опорного генератора 1А блока 11 стабилизации разностичастот.

Форму л а изобретения Устройство для восстановления несущей частоты модулированных сигна- лов, содержащее два объединенные по входам канала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных смесителя, первый вход которого является входом канала и полосового фильтра, выход которого является выходом канала, фазовый детектор, к соответствующим входам которого подключены выходы каналов, а выход через первый фильтр нижних частот подклю- чей к управляющему входу первого пеФиг. 2

рестраиваемого генератора, выход которого подключен к второму входу смесителя одного из каналов, второй перестраиваемый генератор, выход которого подключен к второму входу смесителя другого канала, а также блок стабилизации разности частот, первый и второй выходы которого подключены к выходам первого и второго перестраиваемых генераторов соответственно, отличающееся тем, что, с целью расширения рабочей полосы несущих частот, введены последовательно соединенные и включенные между выходом фазового детектора и управляющим входом второго перестраиваемого генератора второй фильтр нижних частот и сумматор, другой вход которого подключен к выходу блока стабилизации разности частот.