1
Изобретение относится к рациотехнике и может быть использовано в радиотехнических устройствах различного назначения, в частности в радиоприемной аппаратуре цля фильтрации непрерывных радиосигналов с широкополосной гармонической частотной модуляцией и в схемах измерения задержки радиосигналов с указанной модуляцией.
Известно устройство, в котором осуществляется фильтрация частотно- 1одулированного сигнала, являющееся системой с цвухканальной цепью фильтрации 1.
Недостатком системы фазовой автоподстройки с двухканальной цепью фильтрации является наличие ложных захватов, возникающих в системе при подаче на ее вход сигнала, индекс частотной модуляции которого при нулевой начальной расстройке по несущим частотам превосходит 3,84 рад. Ложный захват соответствует устойчивому стационарному режиму, в котором ошибка воспроизведения входного индекса частотной модуляции в сигнале
подстраиваемого генератора недопустимо велика.
Известно также устройство, осуществляющее фильтрацию непрерывного радиосигнала с широкополосной гармонической частотной модуляцией, содержащее соединенные в кольцо основной фазовый ,, детектор, фильтр нижних частот и подстраиваемый генератор с двумя управляющими входами, при этом выход фильтра нижних частот подсоединен к одному управляющему входу этого генератора, а к другому его управляющему входу через переключатель подсоединен выход узкополосного (})ильтра частоты модуляции. Вход узкополосного ({мльтра соединен с выходом основного ({юзового детектора Г2.
Недостаток этого устройства - ограниченность диапазона входных индексов частотной модуляции, при которых осуществляется автоматический переход устройства от режима включения к рабочему сежиму; возможность возникновения лож- ного захвата, присутствие которого регистрируется специальным блоком обнаружения ложных захватов. Цель изсйретвння - расширение диапазона индексов частотной модуляции входного сигнала и исключение возможности ложного захвата. Для этого в устройстве для фильтрации непрерывного радиосигнала с широко полосной гармонической частотной моду- ляцией, содержащем фазовые детекторы, первые входы которых объединены и под ключены к входной шине, второй вход первого из которых соединен с его выкоцом через последовательно включенны аоцстраиваемый генератор и фильтр ниж них частот, а второй вход второго фазового детектора - с выходом подстраивае мого генератора через фазовращатель, а также узкополосный фильтр частоты модуляции и последовательно включенные интегратрр, пороговый блок и переключатель, между выходом узкополосного фильтра частоты модуляции и первым : сигнальным входом переключателя вклю чен блок обратной связи, при этом выхо первого фазового детектора через после довательно включенные переключатель и узкополосный фильтр частоты модуляции соединен с другим управляющим входом Подстраиваемого генератора, а выход Второго фазового детектора подключен ко входу интегратора. На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства для фил рации непрерывного радиосигнала с широкополосной гармонической частотной модуляцией. Устройство содержит фазовый детект 1, фильтр нижних частот 2, подстраивае мый генератор 3 с двумя управляющими входами, узкополосный фильтр 4 час тоты модуляции, блок обратной связи 5 переключатель 6, пороговый блок 7, интегратор 8, фазовращатель 9 на ЭО, фазовый детектор 10. Фазовый детектор 1, фильтр нижних частот 2 и подстраиваемый генератор 3 с двумя управляющими входами соединены в кольцо, при этом выход подстраиваемого генератора 3 через фазовращатель 9 соединен со входом фазового детектора 10, другой эход которого объединен с сигнальным входом фазового детектора 1. Выход фазового детектора 1О через интегратор 8 и пороговый блок 7 подключен к управляющему входу переключателя 6, при этом первый сигнальный вход переключателя соединен с выходом фазового 044 детектора 1, а второй вход - с выходом блока обратной связи 5. Выход переключателя 6 соединен со входом узкопсшос- ного фильтра 4, а выход узкополосного фильтра соединен с другим управляющим входом подстраиваемого генератора 3 и входом блока обратной связи 5. Полоса захвата по немодулированной несущей низкочастотного кольца фазовой автоподстройки частоты, состоящего из фазового детектора 1, фильтра нижних частот 2, подключенного к одному из двух управляющих входов подстраиваемого генератора 3 и собственно подстраиваемого генератора 3, должна быть выбрана больше предполагаемых расстроек по несущим частотам: Постоянная вре- мени интегратора 8 и порог в пороговом блоке 7 должны быть выбраны так, чтобы управляющий сигнал на переключатель 6 подавался только при превышении постоянной составляющей на выход фазового детектора 10 наибольшего из всплесков, характеризующих ложный захват. Блок обратной связи 5 при подключении 6го выхода переключателем 6 ко входу узкополосного фильтра 4 должен обеспечивать возникновение на выходе фильтра 4 колебания на частоте И , близкой, но не равной частоте модуляции входного сигнала JLf/ , например, а (5-J гдеЛ g - расстройка между 57. и частотой модуляции fl | , При этом величина S должна быть в 5-8 раз больше времени захвата низкочастотного кольца по немодулированной несущей, Амплитуда колебаний, возникающих на выходе фильтра 4, должна обеспечивать индекс частотной модуляции подстраиваемого генератора равным с точностью, не хуже 0,3 рад,, априорно заданному индексу входного сигнала. Блок обратной связи 5 в зависимости от контрольных параметров схемы фильтра 4 легко выполнять из фазовращателя, усилителя или аттенюатора, Устройство работает следующим образом. В момент подачи на вход фазового детектора 1 сигнала с широкополосной гармонической частотной модуляцией, либо в момент включения системы при наличии такого сигнала на ее входе, напряжение на выходе интегратора 8 мало, и напряжение с выхода порогового, блока 7 на управляющий вход переключателя 6 не подается. При этом вход узкополосного фильтра 4 через переключатель, 6 соединен с выходом блока обратной 5 связи 5. В этом случае на выходе фильт ра 4 появляется гармоническое напряжение с частотой Л Я„-51д , Это капряжение вызывает модуляцию частоты по страиваемого генератора 3.. При этом на в)(;одах фазового aeteKTopa 1 действу ют напряжения сигнала U(.-fc) и подстраи ваемого генератора U , которые за писываются следующим образом: U(t) ( LP) ; и (t)-V COsKt a() COS(ft i-a.iKf ПГ L о2 м а п VcMVnr -амплитуда сигналов; -несущая частота входного сигнала; -имеющая место в начальный момент расстройка по несущим частотам; -произвольные начальные фазы на несущей и частоте модуляции соответственно; А и A-j -индексы модуляции. Так как составляющие с частотами 2 2 и т, д. хорошо фильтруются напряжение на выходе фазового детекто - ра 1Цф-тч (t) может быть представлено следующим образом: ()i«s 1 ,CA(t)cos X (t)}, где A(. ,. Ц,. )A 2 fNr%l42ffi) a OQp(t)} , J(t)3 -функции Бесселя первого рода нулевого и первого порядка соогветствеяно. Из формулы для Уф (t) видно, что влияние модуляции на процесс захвата тем меньше, чем меньше А, так как при этом JfjfAWJ стремится к единице, а j-i r(i)j - к нулю. Иа формулы для А (t) видно, что наименьшее значение А () принимает в моменты времени, когдаЧ -й 0. При правильной установке уровня напряжения на выходе фильт ра 4 значение А (-fc) в этот момент и близкие к нему достаточно мало, и вхоа- ная частотная модуляция почти полностью 046 компенсируется. Если полоса захвата низкочастотного кольца выбрана правильно, а величина расстройки О. согласована с временем захвата по несущей, то в течение промежутка времени, когда А (-fe) сохраняется все еще достаточно мало, например, не превосходит 0,3 рад., происходит правильный захват по несущей, и на входе порогового блока 7, подклю- ченного к выходу фазового детектора 1О через интегратор 8, появляется наибольщий из всех возможных уровень постоянной составляющей, превышающей Появившееся при этом на выходе . порогового блока 7 управляющее напряжение, действуя на управляющий вход переключателя 6, вызывает отключение блока обратной связи 5 и подсоединение входа узкополосного фильтра 4 к выходу основного фазового детектора 1. Поскольку в момент переключения приблизитель- : но выполняется равенство Ч.. О, а напряжение на выходе фильтра 4, в си- лу узкополосности этого блока, сохраня- ется, замыкание высокочастотного кольца протекает в наиболее благоприятных условиях, при которых наверняка устанавливается рабочий режим с наименьшим возможным значением ошибки, и режим ложного захвата исключается. Важно что поскольку возможность ложного захвата в предлагаемом устройстве исключена, еготочность фильтрации не хуже точности фильтрации прототипа. Формула изобретения Устройство для фильтрации непрерывного радиосигнала с широкополосной гармонической частотной модуляцией, содер- жащее фазовые детекторы, первые входы которых объединены и подключены к входной шине, второй вход первого из которых соединен с его выходом через последовательно включенные подстраиваемый генератор и фильтр нижних частот, а второй вход второго фазового детектора с выходом, подстраиваемого генератора через фазовращатель, а также узкополос- ный фильгр частоты модуляции и последовательно включенные интегратор, пороговый блок и переключатель, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона индексов частотной модуляции входного сигнала и исключения возможности ложного захвата, между выходом узкополосного фильтра частоты модуляции и первым сигнальным входом переключателя включен блок обратной связи, при этом выход первого фазового
Детектора через последовательно включенные переключатель и узкополосный фильтр частоты модуляции соединен с Другим управляющим входом подстраивае- loro генератора, а выход второго фазоБого детектора подключен ко входу интегратора.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1.Авторское свидетельство СССР NC 265973, кл. Q 01 S 9/1О, 1967.
2.Авторское свидетельство СССР N 554515, кл. G 01 S 9/24, 1975 (прототип).
