Синхронно-фазовый демодулятор сигналов с частотной модуляцией Советский патент 1989 года по МПК H03D3/00 H03L7/10 

315153 1

Изобретение относится к технике На вход поступает аддитивная смесь

связи и может быть использовано вчастотно-модулированного сигнала и

различных радиотехнических и оптичес-полосового шума n(t), имеющего равноKitx системах, где применяются широко- мерную спектральную плотность Np; полосные частотно-модулированные коле- ) +n(t) бания.вх f /,

Целью изобретения является повыше-/

„В Лормуле (1) частотно-модулированние помехоустойчивости. ,,

„ ный сигнал и,,, (с) имеет индекс моду- На чертеже представлена структурная)дчм

электрическая схема гфедлагаемоголяции m

демодулятора.Соотношение сигнал/шум, т.е. отноСинхронно-.,азовьй демодулятор (СФД) мощности сигнала к мощности шу- сигналов с частотной модуляцией содер-,. „омехн, близко к единице, жит фазовьй детектор 1, усилитель 2 15 постоянного тока, петлевой фильтр 3 нижних частот, двусторонний симметричный амп-титудньвЧ ограничитель 4, под- ч - о sinil t) . (2) страиваемый генератор 5, дополнительньй фильтр 6 нижних частот и дополни- 20 Входной сигнал (1) поступает на фа- тельный усилитель 7 постоянного тока. зовьгй детектор 1, на второй вход коДемодулятор работает следующим об-торого с подстраиваемого генератора 5

разом.подается напряжение типа

U,,/.t) и„ )t + , -(/„) +(f(t)1, (3)

.где - частота; В общем случае в СФД будут биения

амплитуда;с разностной частотой

Ч/ ,га - случайная и начальная фаза и -jr,

г инАГJU4UJ UJo-U)rиндекс модуляции;

л фаза модуляционной составляю- При условии, что расстройка Дюне

щей на выходе фазового детек-превышает полосу захвата, система

тора 1,войдет в синхронизм и выходное напряФазовый детектор может быть образо-жение фазового детектора 1 примет вид

ван последовательным соединением пере- с учетом начальной фазы перестраемого

множителя и фильтра нижних частот.генератора, равной Т/2;

I(t) . - m,,,sin ( -сД,) +

.f,(t) + p-sin i,(t) - ra.sin (n,t -i/) +

+ If, (t) , (4)

I

так как полосопой гаум n(t) можно пред- где A(t) , t/u,(t) - случайная амплитуда ставить как.и фаза.

n(t) A(tl cos выражении (4)

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в различных радиотехнических и оптических системах, где применяются широкополосные частотно-модулированные колебания. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости. Демодулятор содержит фазовый детектор 1, усилитель постоянного тока (УПТ) 2, петлевой фильтр нижних частот (ФНЧ) 3, двусторонний симметричный амплитудный ограничитель 4, подстраиваемый г-р 5. Вследствие введения ФНЧ 6 и УПТ 7 из выходного напряжения детектора 1 выделяется напряжение ошибки демодулируемой составляющей. Это напряжение с величиной, равной напряжению на выходе ФНЧ 3, поступает на противоположные зажимы параллельно соединенных диодов, так что диоды изменяют свою проводимость только под действием шумов. Это позволяет повысить динамическую нелинейность инерционной нелинейной обратной связи при воздействии помехового скачка фазы, т.е. увеличить помехоустойчивость. 1 ил.

m-sinS7 t - .sin ( -() .-2 rara costf x

чмг

Тогда (4) можно записать как

X sin(n,t - arctg 2i -SiB5 (51 i -if.). т + га„. cos4 « т - s

lU.(t) --Y-- sin raisin ( -4-) -ifU) , (Ly-gin i Ct) ) - (Sl,t -c;. ).

515

В выражении (5) С/,„ (t) и if.(t) - случайные фазы входного аддитивного шума и колебания подстраиваемого генератора 5. При условии малости ((t} по сравнению с m выходное напряжение фазового детектора 1 можно подразделить на два слагаемых, из которых одно содержит только сигнальную модуляционную составляющую, а композицию шума и модуляционной составляющей.

R предлагаемом демодуляторе за счет двустроннего симметричного амплитудного ограничителя производится дина мическое увеличение инерционности пет ли. При этом параметры петли выбирают , чтобы фазовая ошибка, обус ловлен гая модуляционной составляющей полной фазы входной смеси,, составляла не более 30, т.е. 1/6 линейного участка характеристики дискриминатора. Эта же фазовая ошибка должна создавать на выходе петлевого фильтра 3 нижних частот напряжение ошибки, не превьш1ающее напряжения отпирания диодов двустороннего амплитудного ограничителя 4 (это напряжение создается с помощью источников напряжения смещения). При наличии более быстрого помехового скачка фазы напряжение ошибки начинает открывать диоды,при этом инерционность петли возрастает, фаза подстраиваемого генератора 2 начинает все больше отставать от фазы входного сигнала и фазовая ошибка ув еличивается настолько, что петля ФАЛ переходит на неустойчивый участок и впоследствии под действием скачка входной фазы устанавливается в новое устойчивое состояние.Так как при этом фаза подстраиваемого генератора 2 не изменяется, то порогового импульса на выходе подстраиваемого генератора 2 не возникает.

10

153416

Открьтание диодов тем больше,чем . больше возрастает фазовая ошибка. Подобный эффект можно трактовать как уменьшение полосы пропускания СФД под действием помех, спектр которых сверху приближается к верхней частоте спект ра сообщения.

Вследствие введения дополнительного фильтра 6 и дополнительного усилителя 7 постоянного тока из выходного напряжения фазового детектора 1 выделяется напряжение ошибки демоду- лируемой составляющей. Это напряже- ниег , величиной, равной напряжению на выходе петлевого фильтра 3, поступает на противоположные зажимы параллельно соединенных диодов, поэтому диоды изменяют свою проводимость только под действием шумов. Это позволяет повысить динамическую нелинейность инерционной нелинейной обратной связи при воздействии помехового скачка фазы, т.е. увеличить помехоустойчивость демодулятора.

15

20

25

Формула изобретения

Синхронно-фазовый демодулятор сигналов с частотной модуляцией, содержащий соединенные в кольцо фазовый детектор, усилитель постоянного тока, петлевой фильтр нижних частот, двухсторонний симметричный амплитудный ог

раничитель и подстраиваемый генератор, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения помехоустойчивости, между выходом фазового детектора и входом управления порогом ограничения, двухстороннего симметричного амплитудного ограничителя включены последовательно соединенные дополнительный фильтр нижних частот и дополнительный усилитель постоянного тока.