Устройство для восстановления несущей частоты Советский патент 1989 года по МПК H03D1/24 

:л

ю

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для восстановления и выделения несущей частоты при приеме сигналов с симметричным относительно несущей частоты спектром, а также для слежения за фазой гармонического сигналао

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства.

На чертеже представлена функциональная электрическая схема устройства

Устройство для восстановления несущей частоты содержит первый 1 и второй 2 смесители, первый 3 и второ 4 полосовые усилители, фазовый детектор 5, первый фильтр 6 нижних частот первьй перестраиваемый генератор 7, фильтр 8 верхних частот, второй фильтр 9 нижних частот, второй перестраиваемый генератор 10, третий смеситель 11, узкополосный полосовой фильтр 12 о

Устройство работает следующим образом

Частоты перестраиваемых генераторов 7 и 10 выбраны таким образом,что частота одного из них меньше самой нижней составляющей спектра входного сигнала, а частота другого - больше самой высокой составляющей спектра входного сигнала. Пусть

С0,о СОи J W 00

где C0,g, СОJ - частоты перестраиваемых генераторов 10 и 7, соответственно; СО ц 00 а минимальная и максимальная частоты спектра входного сигнала.

Смесители 1 и 2 и полосовые усилители 3 и 4 формируют два сигнала, спектры которых перевернуты один относительно другого(, В случае, если спектр входного сигнала симметр1Р1ен относительно несущей, а несущая рав- СОт ±00,0

на Q мес

-, то спектры сигналов на выходах полосовых усилителей 3 и 4 совпадают, а на выходе фазового детектора 5 образуется напряжение, пропорциональное разности фаз соответствующих составляющих„ Это напряжение через фильтры 6 нижних частот поступает на управляющий вход перестраиваемого генератора 7, а через фильтры верхних 8 и нижних 9 частот - на управляющий вход перестраиваемого генератора 10 Частоты перестраиваемых генераторов 7 и 10 под воздействием управляющих напряжений меняются таким образом, чтобы разность фаз входных сигналов фазового детектора 5 уменьшалась В установившемся режиме на выходе фазового

детектора 5 вырабатьгаается постоянное напряжение При этом начальная расстройка компенсируется только лишь перестройкой частоты перестраиваемого генератора 7, а средняя частота

перестраиваемого генерат ора 10 устанавливается равной его lacTOTe при отсутствии управляющего напряжения, так как постоянное напряжение с выхода фазового детектора 5 не проходит через фильтр 8 верхних частот, , средняя частота перестраиваемого генератора 10 в установившемся режиме известна с достаточно высокой точностьюо Это обстоятельство позво-

ляет сформировать выходной сигнал с точностью до фазы, определяющей частоту несущей выходного сигнала, без дополнительной стабилизации разности частот перестраиваемых генераторов

7 и 10 и ухудшения помехозащищенности устройства

Формирование выходного сигнала осуществляется суммированием по частоте с помощью смесителя 11 выходного сигнала перестраиваемого генератора 7 и сигнала перестраиваемого генератора 10, пропущенного через узкополосный полосовой фильтр 12 Амплитудно-частотная характеристика фильтрэ 6 нижних частот, включенного в цепь управления частотой перестраиваемого генератора 7, выбирается таким образом, чтобы обеспечить требуемое подавление флюктуационной

составляющей выходного напряжения фазового детектора 5 на частоту сигнала перестраиваемого генератора 7, Воздействие этой флюктуационной составляющей на частоту сигнала перестраиваемого генератора 10, пропущенного через узкополосный полосовой фильтр 12, подавляется этим фильтром

Таким образом, при описанном спо- собе формирования выходного сигнала устройства его помехозащищенность определяется амплитудно-частотными характеристиками фильтра 6 нижних час

5152

тот и уэкополосного полосового фильтра 12„

Для качественной оценки полосы захвата устройства целесообразно рассмотреть описывающее его дифференциальное уравнение Для этого запишем частоты перестраиваемых генераторов 7 и 10

о, + S,-S5-- F(q)K(p); (1)

.0 о,„+ 3,0 Rj F(tf)K(p)eK(p),,

(2)

где COg - частота перестраиваемого

генератора 7 при отсутст- ВИИ управляющего напряжения:

СОд...- частота перестраиваемого

генератора 10 при отсутст

ВИИ управляющего напряжения;

S-, - крутизна управления перестраиваемого генератора 7; SIIJ - крутизна управления перестраиваемого генератора 10 S 5 - крутизна фазового детектора 5;

F(Cf) - амплитудно-фазовая характеристика фазового детектора 5;

Ц) - разность фаз входных сигналов фазового детектора 5;

К(р)5.

K(p)g,K(p)j - операторные коэффициенты передачи соот- ветственно фильтра 6 нижних частот, фильтра 8 верхних частот и фильтра 9 нижних частот.

Для упрощенил выкладок предполо- жим, что S-7 Я,о 3. Обозначим Я х X Sj Qt Далее предположим, что на вход устройства поступает гармонический сигнал с частотой О) х Тогда разность частот входных сигналов фазового детектора 5,равная производной разности фаз этих сигналов,может быть записана следующим образом:

РЦ () - (СО.о -а)в,).(3)

С учетом (l) и (2) уравнение (З) можно переписать следующим образом:

РЧ + Р(ч)к(р)б+ К(р)8 К(р),

(С0о7+ ою)« (4)

Если выбрать операторный коэффициент передачи фильтра 8 верхних частот равным

56

.,( КСр), - К(р)б

К(р)д. -

0

0

5

0

5

0 5

0

и обозначить через О„ (сОоу + Ц)1о ) уравнение (4) можно записать в виде pcf+ (p)cjF(c|) QK ,

Полученное уравнение, описывающее поведение разности фаз входных сигналов фазового детектора 5, а значит и полосу захвата системы экв1геалент- но уравнению традиционной ФАПЧ с петлевым фильтром, передаточная характеристика у которого равна К(р)( Поэтому полоса захвата такого устройства равна полосе захвата упомянутой ФАПЧ и, как известно, определяется она и К(р)о , Тое, не зависит от К(р)б .

Таким образом, в предложенном устройстве для восстановления несущей частоты без дополнительной стабилизации разности частот перестраиваемых генераторов 7 и 10 вырабатьшает- ся выходной сигнал, частота которого с точностью до фазы определяет несущую входного сигнала. При этом его помехозащищенность не хуже, чем у известного устройства Отсутствие специального устройства для стабилизации разности частот перестраиваемых генераторов 7 и 10 повыгаает надежность предложенного устройства

Формула изобретения

Устройство для восстановления несущей частоты, содержащее соединенные в кольцо первый фильтр нижних частот, первый перестраиваемый генератор, первый смеситель, nepijbtft полосовой усилитель и фазовый детектор, а также цепочку, состоящую из последовательно соединенных второго фильтра нижних частот, второго перестраиваемого генератора, второго смесителя и второго полосового усилителя, выход которого соединен с вторым входом фазового детектора, а вторые входы первого и второго смесителей объединены и являются входом устройства, отличающееся тем, что, с целью повьщ1ения надежности, между выходом фазового детектора и входом второго фильтра нижних частот включен фильтр верхних частот, а к выходу второго перестраиваемого генератора подключена цепочка,состоя71524156 8

щая из последовательно соединенных i с выходом первого перестраиваемого полосового фильтра и третьего смеси- генератора, а выход является выходом теля, второй вход которого соединен устройства.

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства. Устройство содержит смесители 1,2 и 11, полосовые усилители 3 и 4, фазовый детектор 5, фильтры 6 и 9 нижних частот, перестраиваемые г-ры 7 и 10, фильтр 8 верхних частот и узкополосный полосовой фильтр 12. В данном устройстве для восстановления несущей частоты вырабатывается выходной сигнал, частота которого с точностью до фазы определяет несущую входного сигнала. Надежность работы устройства достигается за счет отсутствия специального устройства для стабилизации, разности частот перестраиваемых г-ров 7 и 10. 1 ил.