Частотный дискриминатор Советский патент 1988 года по МПК H03D3/02 

Изобретение относится к те.хмике связи. изс бретения - повышение точности из.мерения частотного сдвига при интерфе- ренционны.х замираниях сигнала. Устр-во содержит б.чок I измерения огибак}:цей корреляционной функции, регулятор 2 уровня, .линию 3 задержки, блок 4 регулируемой задержки, перемножители 5 и 6, фильтры 7 и 8 нижних частот. Блок 1 содержит блок регулируемой задержки, три перемножителя, три фильтра нижних частот и вычитающий блок. Сигна.1 на устр-во подается после ав- томатич. регулировки уровня в цепи, образованной регл лятором 2 с блоком I. Задача этой регулировки - поддержание постоянен на значения огибающей корреляционной функции сигнала. Это постоянство можно поддерживать, меняя уровень сигнала. Действие петли авторегулирования, составленной из блока 4, неремножителя 6, фильтра 8, таково, что в блоке 4 Bcei Да / танавливается запаздывание TDI, удовлетворяющее ус. ювию (ioi,+L2)T(,i-f 1) л/2, где « п - номинальное значение несущей частоты м; У - частотный сдвиг; - - аргумент корреляи.ионной функции, обусловленной интерференцией лучей. Устраняется смещение нуля дискриминационной х-ки из-за межсимвольной интерференции. 1 3. п. ф-лы, 2 и,1. (Л

ас

00

00 vj

ФигЛ

ISO

Изобретение относится к технике электросвязи, может использоваться для передачи дискретных сообщений в условиях межсимвольной интерференции (МСИ) ввиду много- лучевости при замираниях лучей в составе системы синхронизации но несущей частоте в приемной части и является усоверпюнст- вованием изобретения по авт. св. № 1035778.

Це;1ь изоб11етеиия - повышение точности измерения частотного сдвига нри интерфе- ренцислшых замираниях сигнала.

На фиг. 1 представлена структурная : лекгрическая схема частотного дискриминатора; на фиг. 2 - схема блока измерения огибающей корреляционной функции.

Частотный дискриминатор содержит блок 1 измерения огибающей корреляционной функции, регулятор 2 уровня, линию 3 задержки, блок 4 регулируемой задержки, первый 5 и второй 6 перемножители, первый 7 и второй 8 фильтры нижних частот.

Блок 1 измерения огибающей корреляционной функции содержит блок 9 регулируемой задержки, первый 10, второй 1 1 и 1ретий 12 перемножители, первый 13, второй 14 и третий 15 фильтры нижних частот и вычитающий блок 16.

Частотный дискриминатор работает следующим образ(5м.

Сигнал на частотный дискриминатор подается после автоматической регулировки уровня в цепи, образованной регулятором 2 уровня с блоком 1 измерения огибающей корреляционной функции. Задача этой регулировкиподдержание постоянства значения огибающей корреляционной функции сигнала. Это постоянство можно ноддержи- вать, меняя уровень сигнала. Объясняется такая воз.можность тем, что огибающая кор- реляци(Я1ной ({п нкции зависит как от урсжня входною си1 нала S(t), так и от параметров эхо-сигналов. Корреляционная функция (для двухлучевого канала) имеет в общем с. пчае вид

т) U)

c-osi|(.),, + )l

Si/i, I)

Ц -.

//I,

т I -2.

И;,

t X V I,

е т

,

,Si/i Л - ,(гЧ1

т I .1

t

, ... Ф|т; .. о

// . Н,. .;,; т; Я), Sd).

||L , Т; : /

аргументкор)еляционной

функции (в)е.менной сдвиг); огибающая сигна,ча на входе частотного дискриминатора; модули и аргументы передаточной функции канала связи по первому и вгорому .1учам; взаимное запаздывание лучей; текущее время;

огибающая корреляционной функции (далее В); часть аргумента корреляционной функции, обусловленная интерференцией лучей; номинальное значение несущей частоты ID; частотны сдвиг.

Действие петли авторегулирования, со ставленной из блока 4 регулируемой задержки, второго пере.множителя 6, второго фильтра 8 ьп1жних частот, таково, что в блоке 4 регулируемой задержки всегда устанавливается запаздывание т,,:, удовлетворяющее

УСЛОВИЮ

10)(,+ 0)То,+Ф

Г(2)

Этим устраняется смещение нуля дискриминационной характеристики ввиду межсимвольной интерференции. Значение запаздывания в линии 3 задержки т выбирается фиксированным из условия

( (1)|)(Т(12 -ти|)л,,(3)

т. е.

Тл, л/(0(|, (4)

где Г(г. - значение су.ммарного запаздывания в б. юке 4 регулируемой задержки и в линии 3 задержки, при котором па несущей частоте ша корре- .|яциоиная функция ...| имеет второе нулевое значение. Подставляя в (I) значение () |11+ 1 из (2), с учетом (4) после простых тригонометрических нреобразоваНИИ получают выражение дискриминационной характеристики как значение корреляционной функции в точке Т|,2

6,1)Й1Т|,2; (ijd-f -)В(т,12; ...;sinK

ц)(5)

0 Из этого выражения видно, что при фиксированном частотном сдвиге зависит от огибающей корреляционной функции Й(Т|12; ...), которая есть функция свойств канала связи даже нри постоянном значении огибающей входного сигнала 5(/.

5 Изменения свойств канала в процессе : амирания лучей приводят к изменениям Ut-D при 12 const, что вызывает погрешность измерения частотного сдвига 1, (стабилизация значения filTna; ...1 осунюств- ляется цепью авторегулирования, составленной из блока I измерения ог ибающей корреляционной функции и регулятора 2 уровня. При

Й1т,|.-; ...)const (6) напряжение на выходе частотного дискри5 минатора /У.цэ зависит только от значения частотного сдвига Q (это следует из лы (5)). На частоте сои + У при фиксированном запаздывании в линии 3 задержки т , выбранном из условия (4), корреляционная функция входного сигнала не равна ну,:|ю,

0 т. е. не выполняется условие (3). Значение оценки корреляционной функции B( в T(j4Ke Tfij при условии (6) вырабатывается на выходе первого фильтра 7 нижних частот путем перемножения сигнала со стабилизированным значением огибающей его корре5 ЛЯП.ИОННОЙ функции Biit,-,, ) в нерво.м иере- множителе 5 на его копию, задержанную на т,и в последовательно соединенных блоке 4 ре1улируемой задержки и линии 3 залержки. Таким об|1азом усграия. тся погрешность оценинания частотного сдвига 1шиду интерфере1И1ионных замираний входного сигнала.

Трудность измерения огибающей корре- .1яционной функции сигнала в точке ) состоит в том, корреляционная функция и iTofi точке равна нулю (нри ). измеряются два ближайших максимальных но модулю значения корреляционной функции, совпадающие с oi-ибающей в соответствующих точках временного сдвига. Пет.тя авт()ре1 у;1И)ования задержки, образованная блоком 9 регулируемой задержки, первым перемножителем 10 и не|1вым фильтром 13 нижних частот, уста11авливает ь блоке 9 регулируе.мой задержки такое заназдывание Т ,2 - Т()1 (по второму отводу), чтобы вынол- ня;1ось условие равенства вюрому нулю значения корреляционной функции для частоты входного сигнала, т. е.

(1„„-())т„, Зл/2. (7)

Блок 9 регулируемой задержки вынолнен с тремя отводами, причем расстояния между отвода.ми (но задержкам) равны дру| другу. По 1-му отводу обеспечивается мое заназдывание

Ti Tn.) -т,,.--т . (8)

По i -му отводу обеспечивается регулируемое запаздывание

т, т,,. -т,||. (9)

По . отводу обеспечивается регу/шруемое запаздывание

T:i To- Tn|-r г . (10)

Значение т рассчит Л)аегся по формуле

-г-L /II)

т - - 2 . ( и )

Из атих соотно1нений с. 1едуег. что

т.-2т;. (12)

Т) 3т1. (13)

В корре,|яторах. образованных вторым не- ремиожителем 11 и вторым фильтром 14 нижни.ч частот и тре|ьим пере.множителем 12 и т)етьим фи.:1ыром 15 нижних частот. 1цеств,1яется измерение значений корреляционной функции сигиа.1а, .падаюших по модулю со значениями ог нбаюняч ре. 1яционной функции. R вычитаюпк м блоке 16 образуется зпачение. пропорпиоиа. ное отк.юнеиию среднего чпачепия огибаю- Н1ей кор{к -1яционной функции си1иа.та на nepBcjM входе блока 1 измерения огибающей корреляционной функции сигнала от ее за- jiaHHOi o значения И,,, вводимого н В1 1чита- тель по третьему входу в виде nocroHHHoi o на11|1яжен11я. ij)OpMHpye.Moro, напри .u). с по- .мо цьк) де.тите.чя на1 ряжения псточника нитаиия (не ноказан). (Сигнал отклонения поступает на регулятор 2 уровня. Вычнгаю- П1ИЙ блок 16 рабг)тает на основании следующей формулы;

L.W,4 й;:, + й,-й.,. I 14)

где/7 / значение корреляционной функции при T -Tni4-Ti. в этой точке значение

5

0

5

0

5

0

5

0

5

корреляционной функции совпадает по модулю со значением своей oi ибаюшей; fi2 0 - значение корре.тяционной функции при ,+т, в утой точке также зпачение корреляционной функции совпадает со значением своей огибающей, разность В - И. величина, пронорциона.тьная среднему значению между В и В, эта разность ирицимает- ся за величину, пропорциональную значению огибаюп1еи корреляционной функции в точке 1,-, в районе которой осуи1ествляется измерение частотного сдвига, Вп - постоянное опорное напряжение, не зависящее от СВОЙСТВ кана.та связи. Его значение опреде- .1яет напряжение на выходе регу.чятора 2 уровня (а следовательно, и крутизну частотного дискриминатора)

/«ых 4о;вп + Й1-й- )6,Х

X;Sn-/3,p). (15)

Значение Вп выбирается при электрическом расчете элементов схемы частотного дискриминатора при задапных требованиях к нему, в частности максимальному выходному напряжению Ь 40махс при максимальном частотном сдвиге.

Формула и:юбретсни.ч

Фие.г