Устройство разделения двух сигналов с частотной модуляцией и перекрывающимися спектрами Советский патент 1991 года по МПК H04B1/06 

1

(21)4703949/09

(22)12„06„89

(46) 30„05о91, Бюлс V 20 (72) МоА.Быховский, АоАоЛипатов и АЛЬТерехов .(53) 621.396,669 (088„8) ч

(56)Bagdady ЕЛ. New developmeut

in FM reception and application tothe realization cf a sistem of Power- division maltiplixihg, IRE TRANS, 1959, VCS - 7, P 9.

Авторское свидетельство СССР № 1091355, KJI. H 04 В 1/10, 1982. (54) УСТРОЙСТВО РАЗДЕЛЕНИЯ ДВУХ СИГНАЛОВ С ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ И ПКРККРКВАЮ |(ИМИСЯ СПЕКТРАМИ

(57)Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано на радиолиниях с частотной модуляцией (ЧМ). Цель изобретения - уменьшение искажений сигнала меньшей мощности. Устройство содержит первый элемент 1 задержки, блок 2 компенсации, полосовой ограничитель 3, блок 4 сжатия девиации частоты, полосовой фильтр 5, блок 6 восстановления девиации Частоты. Входные сигналы через полосовой ограничитель 3 поступают на блок 4, где происходит сжатие девиации частоты. Полосовой фильтр 5 подавляет продукт искажения закона модуляции сильного сигнала слабым сигналом с угловой модуляцией. Выделенный на выходе блока 6 сильный сигнал поступает на блок 2 компенсации, на выходе которого выделяется слабый сигнал. В устройстве сильный сигнал претерпевает взаимообразные « преобразования ЧМ-ЧМ, ЧМ-ФМ, ФМ-ЧМ с промежуточной фильтрацией в суженной 4 полосе. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

г (/

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано на радиолиниях с частотной модуляцией (ЧМ) .

Цель изобретения - уменьшение искажений сигнала меньшей мощности.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема устройства разделения двух сигналов с частотной модуляцией и перекрывающимися спектрами; на фиг.2 - структурная электрическая схема блока сжатия девиации частоты; на фиг. 3 - блок восстановления девиации частоты.

Устройство разделения двух сигналов с частотной модуляцией и перекрывающимися спектрами содержит первый элемент 1 задержки, блок 2 компенсации, полосовой ограничитель 3, блок 4 сжатия девиации частоты, полосовой фильтр 5, блок 6 восстановления девиации частоты.

Кроме того, на фиг.1 показаны первый и второй частотные детекторы 7 и 8 и первый и второй фильтры 9 и 10 нижних частот.

Блок сжатия девиации частоты содержит первый смеситель 11, второй

О СЛ

со

Oi

элемент 12 задержки, второй смеситель 13 ,

Блок восстановления девиации частоты содержит третий смеситель 14, четвертый смеситель 15 и третий элемент 16 задержки.

На фиг.2 показан опорный генератор 1 7.

Устройство работает следующим образом.

На входе устройства действует аддитивная смесь двух сигналов с угловой модуляцией, которая поступает на вход элемента 1 и вход полосового ограничителя 3.

W(t) A cos (CJ,t + a,(t)) + -{,) + + k Acos + at(t) ), (1) где А и kA(k Ј 1) - амплитуды сигналов с угловой модуляцией; несущие частоты и фазы сигналов закон изменения фазы ЧМ сигкл- лов.

Сигнал W (t) поступает на вход полосового ограничителя 3. На выходе полосового ограничителя 3 сигнал имеет вид

Acos(CO,t + ) + kЈ(t))

(2)

где g(t) sin(&Qt -t- Aa(t) +ilЈ &0) (0,-0)г; &CO(t) a,(t) - a2(t); ,.

При большой девиации частоты ЧМ сигналов, действующих на входе устройства, составляющая 5 (t-) имеет весма широкий спектр.

На выходе блока 4 по п.2 формулы изобретения УСт(ь)представляет собой ЧМ сигнал с малым индексом.

СО; и Cf; a;(t)

worp(t)

w,:T.(t:)

i.e. иниз условия макс I «1,

t

деке модуляции сигнала ) полезным сообщением весьма незначителен. Поэтому сигнал (За) можно представить как

WC3fc(t) - S(t) + f(t), (4a)

гл. SU - A.O.C-S4- И.)

,G3,t at(t) tPi A crvw -, Acos (--- + r± + --- +

-,(За)

где N - коэффициент деления делителя

частоты Коэффициент деления N выбирается

N

0

5

0

5

сигнал, занимающий полосу частот, не превышающую 2fb1 (fb - верхняя частота спектра сообщения, модулирующего сильный сигнал) В то же время

процесс (t) --- Ј(t)sin(--- t)

является широкополосным, так как широкополосен процесс Ј(t).

На выходе блока сжатия девиации частоты сигнала 7 по п.З формулы изобретения ) представляет собой фазомодулированный-(ФМ) сигнал с малым индексом; Центральная частота этого сигнала равна частоте опорного генератора 17, а его фаза равна производной от фазы ЧМ сигнала

Wc(t) cosCCJnpt

or1

+ 0а.

+ ЈШ,+

/fkeCt)), (зв)

где С - время задержки в элементе 12 задержки; GJgj- частота опорного генератора 17, &Wi CO, 4&)Q.

d a,(t) dt J

но записать:

af(t)

Ј(t) dЈ(t)

dt

можw

ex

(t) S(t) - |f(t),

cos(OJart + C

(46) a, +UG3, );

где S(t) f(t)ЈkCesin((Oort),

Так как процесс c(t) является ип рокополосным, то широкополосным

,лвляется и процесс y (t) ktf(t) sinx xCOort.7

Величина с выбирается неболь0

5

(вон, так чтобы 0 макс at(t)

сД( 1 (ЛОЗч- максимальная девиация частоты сильного сигнала)о Лри этом полоса, занимаемая сигналом S(L) cos(COort + c av(t) )uU),), не

0

превышает 2fb, где fb - верхняя частота спектра сообщения.

Полоса пропускания полосового фильтра 5 выбирается близкой к , что позволяет пропустить через этот фильтр сигнал S(t) практически без искажений. В то же время в результате фильтрации этим фильтром широкополосного процесса (t) его мощность существенно уменьшается и на выходе полосового фильтра 5 действует сигнал

Л

(t) .S(t -20) - JT(t), (5) где (t) (t) sinu)0t (волнистой чертой вверху обозначена операция фильтрации широкополосного процесса полосовым фильтром 5 с узкой полосой, а С0 - групповое время запаздывания полосового фильтра 5). В результате фильтрации мах |(t)J cmax|E(t) | , t t

U

т„е. полосовой фильтр 5 подавляет продукт искажения закона модуляции сильного сигнала слабым сигналом с угловой модуляцией,,

Сигнал (5) поступает на вход блока 6 о На выходе блока 6 по п.2 формулы изобретения действует сигнал WBorcT I) -AcosftOrt + -Јe) +

+ Ч,+ kgt - V))

На выходе блока 6 по п.З формулы

изобретения действует сигнал w восст О Acos((0ort + a, (t -С0) - -/UAt - kfc(t - Ј0)) (66)

Мгновенная частота сигнала (6а) и (6б) практически не отличается от мгновенной частоты сильного сигнала, действующего на входе устройства, так как maxk|Ј(t)| ja, (t) j. Поэтому на выходе блока 6 закон модуляции сильного сигнала восстанавливается с весьма высокой точностью.

Сигнал (6) поступает на блок 2, на выходе которого выделяется слабый сигнал

Рассмотрим подробнее работу блоко 4 и 6 по п.З формулыо

Сигнал поступает на смеситель 11, где переносится на суммарную частоту выходного сигнала и опорного генератора 17 Далее сигнал задерживается элементом 12 и поступает на смеситель 13 а На смеситель 13 поступает также сигнал, который не претерпел переноса на другую частоту и задержку На выходе смесителя 13 формируется сигналу фаза которого изменяется пропорционально мгновенной частоте входного сигнала, а центральная частота равна частоте опорного генератора 17о Сигнал с выхода преобразователя девиации поступает на вход полосового фильтра 5« Сигнал, поступающий на вход 41 имеет центральную частоту, равную частоте опорного генератора 17. Фаза этого сигнала изменяется пропорционально мгновенной частоте сильного сигнала. На выходе смесителя 15 образуется сигнал, центральная частота которого равна частоте опорного генератора 17, а мгновенная частота с высокой точностью совпадает с мгновенной частотой сильного сигнала, действующего на входе устройства. Сигнал с выхода смесителя 15 через элемент 16 поступает на другой вход смесителя 14, чем и обеспечивается восстановление девиации частоты

6531616

Частотные детекторы 7 и 8 и филь- Т ы 9 и 10 позволяют выделить переданные сообщения, содержащиеся в каж- дом из двух сигналов.

Таким образом, в предложенном устройстве сильный сигнал претерпевает взаимообразные преобразования ЧМ-ЧМ, ЧМ-ФМ, ФМ-ЧМ с промежуточной фильрацией в суженной полосе, без преобразования ЧМ a AM, что позволяет существенно уменьшить искажения закона изменения частоты сильного сигнала Йри этом достигается высокая точность компенсации и уменьшения искажений при приеме слабого сигнала .

10

15

Формула изобретения

0

5

0

20 Устройство по п.1, отличающееся тем, что Олок сжатия девиации выполнен в виде делителя частоты, а блок восстановления 5 девиации выполнен в виде умножителя частоты, причем коэффициент деления частоты делителя частоты равен коэффициенту умножения умножителя частоты.

0 Зо Устройство по п«1, отличающееся тем, что блок сжатия девиации частоты выполнен в виде соединенных последовательно первого смесителя, п ервый вход которого являет- 5 ся входом блока сжатия девиации частоты, второго элемента задержки и второго смесителя, другой вход которого соединен с входом блока сжатия девиации частоты, а выход является

5

0

выходом блока сжатия девиации частоты, блок восстановления девиации выполнен в виде соединенных последовательно третьего смесителя, первый вход которого является входом блока восстановления девиации четвертого смесителя, выход которого является

Фиг.1

Фиг. 2

выходом блока восстановления девиации, и третьего элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом третьего смесителя, при этом второй вход первого смесителя и дру4- гой вход четвертого смесителя соединен с выходом опорного генератора.

8шод1

Выход1

Фиг.З