Устройство для разделения двух частотно-модулированных сигналов Советский патент 1988 года по МПК H04B1/10 

1

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для разделения двух частотно-модулированных сигнгшов с перекрывающимися спектрами на различных пиниях связи Цель изобретения - повышение точности разделения двух частотно-моду шрованных сигналов при расширении допустимых отношений их мощностей,

На чертеже представлена структур нал электрическая схема устройства для разделега1Я двух-частотко моду- лированных сигналов.

Устройство для разделения двух ч тотно-модул,1рованных сигналов содержит блок 1 преобразования частоты,,, первый следящий режакторньй фильтр 2, блок 3 дифференцирования первый фильтр 4 нижних частоТэ первый smpaB ляемьй по частоте генератор 5s трети смеситель 6, первый смеситель 7s первый генератор 8.опорной частоты, второй смеситель 9 первый режектор$шй фильтр 10, второй следящий режектор- ньй фильтр 11, N блоков 12 нелинейной обработки, каждый из которьк содержит квадратор- 13 и второй режек- тортш фильтр 14, частот ай детектор 15, второй фильтр 16 нижьшх частот и второй управляемый по частоте генератор 17.

Блок 1 преобразования частоты образуют фазовый детектор J8 колебаний с медленно меняющейся фазой, чет вертый смеситель 19, с пчматор 20, амплитудный детектор 211 пятый см€ . ситель 22, второй генератор 23 опорной частоты и фазовращатель 24 на

90 .

Кроме TorOj на черте;ке показаньл шестой 25 и седьмой 26 смесители и третий режекторный фь-шьтр 27,

Устройство работает сльдутощк образом.

Для простоты записи представим сигналыJ действующие на двух входах устройстваf в комплексной форме,При этом опустим действуюЩ;(5а на двух входах тепловые поскольку их уровень Е интересующих нас гораздо уровня сигналов а потому их влияшием можно пренебречь Возьмем наихудший случай, когда несущие частоты двух сигналов одинш со- вы:

и,

,Re S,4.K,S,:1

ja.t

Иг

где

Re S.H-K.SJ , jal

;a- - закон модуляции по частоте сигнала (,2);

К - отношение амплитуд второго сигнала к первому на первом входе устройства; К - отношение амплитуд первого сигнала к второму на втором входе устройства; СО, - несущая частота сигналов; R(x) -оператор взятия действительной части от комплексной функции X. ,

Полагая, что со о частота генератора 8, запишем сигнал на выходе смесителя 7 (здесь и далее, кроме оговоренных случаев, на выходе смесителя сохраняются составляющие.сигнала лишь с разностной частотой полагая, что составляющие с суммарной частотой подавляются фильтром)

U,R ,S,l

j(a,-Qo)t

.

(2)

Этот сигнал подается на вход фаэо - вого детектора 18 блока I, на выходе фазового детектора 18 будет действовать сигнал, определяемы соотношением

и а,КЛ.

г

Гь,

(3)

где ,- S.

знак комплексного сопряжения,

В сигнале li, первая составляющая является полезным сигналом (ПС), а вторая - мешающим сигналом (МС), ко торая ограничивает точность формирования копии S. Поскольку.МС занимае полосу частот, .не меньшую, чем ПС, то последующая фильтрация позволяет дополнительно подавить МС,

Однако МС в и можно подавить гораздо значительнее, для этого перемножим сигналы и, и Uj в смесителе 9, тогда на его выходе получ им

Гг т

L+K. -f-K.-i-Kjl . (4)

Подавая Ug на вход режекторного фильтра Юэ настроенного на частоту W,, получим на его выходе п , ibJot

,KjL 1

(5)

Из сравнения U и U, видно, что для TorOs чтобы уменьшить уровень МС в необходимо перенести этот сигнал на поднесущуго сЗ , затек перемножением U4 и Ug преобразовать МС в гармонический сигнал с тем, чтобы подавить его в режекторном фильтре 11, при этом на его выходе будет действовать преобразованный ПС и МС, причем амплитуда последнего прбпор- циональна K,Kj., что при и обуславливает получаемое преимущество.

Перенос МС в V на поднесущую час- тоту необходим для того, чтобы обеспечить на выходе смесителя 9 разделение составляющих сигнала с суммарной и разностной частотами.

Перенос осуществляется следующим образом. Сигнал Uj подается на амплитудный детектор 21, на выходе которого будет действова ть сигнал

L. (6)

Сигналы vt V-, умножаются на гар- монические сигналы соответственно Re 1 , I, ., формируе- мые при использовании генератора 23, фазовращателя 24 и смесителей 19 и 22. Получаем

jCOf-t 1

icOr-t

+1

Ь

(7)

U,fil4L).. (8)

Суммирование U и U в сумматоре 20 позволяет сформировать МС на под- несущей частоте:

.„ ,Г. . (g)

и

,..{1 bKji L Г

Далее при перемножении U и U ю в смесителе 25 на его выходе МС в (второй член) преобразуется в гармонический сигнал

и

и +К

ajRe llm f

L%K,K,

.,. ,, ,n -)( .1

l+K,KjL

. (10)

на выходе следящего режекторного фильтра П) с суммарными частотами

(,1 1 -1 iG lr fc 1

H-K.K,(L +L-)Jl J. (12)

Сместим по частоте сигнал U ремножив его в смесителе б с Re(l ):

т

+L ).

,5 , пе- сигналом

(13)

и, ,KiRe(L

Полученный сигнал далее дифференцируется в блоке 3 и служит для формирования копии второго сигнала. В полученном сигнапе (V) мешающая составляющая имеет меньшую относительную амплитуду (K, при К 1) по сравнению с U4 и, кроме того, она ши- рокополосней МС в U/. Последнее обсто

ятельство делает последующую фильтрацию и,4 в фильтре 4 для дополнительного подавления МС более эффективной.

В результате на выходе з равляю- щего по частоте генератора 5 формируется, более точная копия второго сигнала, чем на входе второго канала. Этот сигнал подается на управляющий вход следящего режекторного фильтра 2, в котором режектируется второй сигнал, а первый сигнал практически без искажений проходит на выход первого канала.

Эффективность работы предлагаемого устройства может быть увеличена, если между режекторным фильтром 10 и еле- : дящим режекторным фильтром 1 включить последовательно соединенную цепочку М блоков 12 ( )J состоящих из квадратора 13 и режекторного фильтра 14. К выходу последнего блока 12 подключена последовательная цепочка из частотного детектора 15 фильтра 16 и управляемого по частоте генератора 17.

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение точности разделения двух частотно-модулированных сигналов при произвольном отношении их мощностей. Устройство содержит блок 1 преобразоваt ния частоты, следящие режекторные фильтры (Ф) 2 и 11, блок дифференцирования 3, Ф 4 и 16 нижних частот, управляемые по частоте.генераторы 5 и 17, смесители 6, 7 и 9, генератор.8 опорной частоты, режекторный Ф 10, блоки нелинейной обработки (БНО) 12 и частотный детектор 15. На выходе генератора 5 формируется более точная копия второго сигнала, полученного на выходе смесителя 6, чем на входе , второго канала. Этот сигнал подается на управляющий вход Ф 2, в котором режектируется второй сигнал, а первый сигнал практически без искажений проходит на выход первого канала. Цель достигается за счет обеспечения подавления мешающей составляющей сигнала. Устройство по пи.2 и 3 отличается введением БНО 12, детектора 15, Ф 16 и генератора 17, а также выполнением блока 1 преобразования частоты. 2 з.п.ф-лы, I ил. (Л с йь оо QP со

В режекторном фильтре 27 подавляется гармонический сигнал (третий член в выражении (10)), так что на его выходе будет действовать сигнал (поскольку , то последним членом в (10) можно пренебречь).

U,ajRe ,

.(co.co.HJ .

Чтобы избавиться от сомножителя при q, в выражении (11), перемножим И-,l L g в смесителе 26 и выделим составляющие сигнала на его выходе (и

0

5

Подавление мешающей составляющей сигнала в блоках 12 осуществляется следующим образом, .

Сигнал с выхода режекторного фильтра 10 (выражение (5)) подается на вход квадратора 13, на выходе которого будет действовать сигнал

Гь 27 -1

U,Re +(К,К,)Ч -b2K,Kjl

Далее сигнал U подается на вход режекторного фильтра 14, настроенного на частоту 20,. На его выходе амплитуда мев1ающей составляющей сигнала. будет пропорциональна (К,,К,, (вместо )

U,,«Re .. i

(6

(K,K,)

Сигнал U( поступает на следующий блок 12, в которок преобразуется аналогичным образом„ На выходе пос- .леднего блока 12 будет действовать сигнал

Л,.,

и, Re L (R,KJ)

Подавая U, на частотный деге; 15} получим на его вьЕхо.ще сл-сгнаг

и.

f6

dt

йСа.-арн-ГК.К,) j|7i

. На выходе фильтра 16 ; :ешающа:--1 iior; - тавляющая сигнала U ,,р (jSTOpvi ;.пгн: 17) дополнительно подавлаегСло 1ч/к что на вьгкоде япправляеыого по чв.соте генератора 1 7 будет дейс Бовйть с.иг нал

,я

и

1g

g.e Яьч(I«KI)

Ы

J(JL t

. .,«

Из сравнения выражеввй i,5) и (id/ видно в что амгиш гуца маша:ош,гй с ::.,, тс,ь сигнапа, действующего на J3:,i ходе режекторного фильчрс 1). гирокоу- циональна K,iK;2., а на вь{ходе фильтра

/ту VT i

16-го - i--i---ii jj-tiTO ПрГ к.. К;, ;Л

воляет повысить понеко -сг, Приема двух чаететно-мод; сигналов 3

Формула и 3 о б р е

1 о Устройство длз р::; де11ени,: частотно-модулированнызс скг нало / „ содержащее-.первый следящий режек 1 ор- ньй фильтр, вход и выход которого ЯВЛЯ50ТСЯ соответственно первым вхо дом и первым выходом устройства,, к соединеннь е последовательно пер1:гый фильтр нижних частот т .лервый yafia r ляемый по частоте гекеуатоп. выкоа, которого является BTCptn -i ва а-одои: устройства к соединен .; упрйзлягоиги ; входом первого следящз;- э реолектот; ;/ го фильтра9 о т л п « а iu щ а е е и тем, что, с, целью повьвзениА TOiiiioc-i :.; разделения двух частотнс-нодуга-гу /- ванных сигналов при расширении док, Г. тимых отношений их ьюш,ное - ьн5 з i-;si c введены сое:диненнь1е последовательней

ВН1;{ИПИ Пронзв .-полигр . пр-тие, ,

первый 1- анератор опорной частоты, первый ct-геситель g другой вход которо то является вторЫ - зходоь устройства спаситель5 другой вход которого сйе,сЦ 1нен с первым входом уст- роиства,т к первый режакторный фильтр соединенные посладовательно блок преобразования частоть, вход которого ссед якем с выходом первого смесителя следяш, режакторный фильтр, упразпя иг:1,ий :&хиц которого соединен с Еыходо nepBoj-o режекторного фильтра третий смеситель5 другой вход которого соед&{Н йн с иыходом квадратурной ij :- с 1 : .€ляй1дей С;У-орного сигнала блока поеобразозан 1Я частО ГЫд и блок диффе р2к11;орО1;;ак:дяJ выход которого соеди- ,1.гк с ЕЖидоя isepBOi o фильтра нижних

3, З с1 ройство vro пЛ, о т л я ч а iO щ е е с я твы, что блок преобразования частоты содержит соединенныг г::ооледозз.тег1Ько фазовый .(етектор ко- nt;6aiiHH с медле1«ш иенягощейся фазой j которого является входом блока гфеоораооБании часготы четвертый смеситель и суьп- атор5 выход которого является выкодом блока преобразова- ш-5я частотыJ соединенные последова- телйно амплктуд1-1Ь й детектор, вход которого сседигчеи с-вход ом блока пре- образовакия частоты., н гигтый смеси- vejibj, Еыдод KOi oporo соединен с дру- ri-ibi гхсгдом сумматора а соединенные ло- i:,.r(e, j,o.acrf(шьно ьторой i eHepaTOp опор- |( частоты,, выход которого соединен с другн -; входом пятого сьшсителяэ и фа1;о ;рашдгель на 90 „ вьосод которого соедянсК с другие- входом четвертого снасителн н кьляется выходом кзадра- 1-уркой составляющей опорного сигнала б:1ока преобрааовання частоты.

660

Подписное Проектная 4