Устройство фильтрации непрерывногоРАдиОСигНАлА C шиРОКОпОлОСНОй гАРМО-НичЕСКОй чАСТОТНОй МОдуляциЕй Советский патент 1981 года по МПК H03L7/06 H03H21/00 

мого генератора 4 будут квазикогерентны. При включении частотной модуляции на входе в спектре сигнала на выходе фазового детектора I появляются составляющие на частоте им и ее нечетных гармониках. Если начальное значение индекса модуляции невелико, например меньше 1 радиана, уровень гармоники мал, и мало напряжение нечетной гармоники на выходе второго полосового фильтра 6. Делитель частоты 10 при этом не запускается, мало и постоянное напряжение на выходе регулятора усиления 9. Первый регулируемый усилитель

7имеет усиление, близкое к максимальному, а второй регулируемый усилитель 8 - к минимальному. Сигнал на выходе второго регулируемого усилителя 8 отсутствует, и устройство работает как прототип. Напряжением с выхода нолосового фильтра частоты Ум через первый вход сумматора 3 поступает на управляющий вход управляемого генератора 4 и модулирует его по частоте.

Усиление в высокочастотном кольце подбирается достаточно больщим, чтобы устройство после окончания переходного процесса обладало небольшой ошибкой, ii рассматриваемом случае рабочий режим достигается без участия второго нолосового фильтра 6. В рабочем режиме на выходе регулируемого генератора 4 получается выделенное из помех колебание с гармонической частотной модуляцией.

Если начальное значение индекса частотной модуляции достаточно велико, например превышает предельное для прототипа значение 3,83 радиана, уровень гармоники на выходы второго нолосового фильтра 6 достаточно велик, делитель частоты работает, а продетектированное регулятором усиления 9 напряжение гармопики закрывает первый регулируемый усилитель 7, и узкополосная цепь фильтрации,- содержащая первый полосовой фильтр 5, разорвана. Выходное напряжение регулятора усиления 9 поддерживает уровень колебания на выходе второго регулируемого усилителя 8 приблизительно пропорциональным уровню сигнала на входе делителя частоты 10. Таким образом, захват осуществляется по гармонике частоты модуляции. Сигнал с выхода второго регулируемого усилителя

8через сумматор 3 поступает на управляемый генератор 4 и модулирует его по частоте. Величина ошибки начинает уменьшаться и открывается первый регулируемый усилитель 7, его коэффициент усиления растет. По мере увеличения усиления первого регулируемого усилителя 7 усиление второго регулируемого усилителя 8 снижается, что вызвано уменьшением уровня гармоники на выходе второго полосового фильтра 6. При достижении ошибкой значения 1,8-1,9 радиана усиление первого регулируемого усилителя 7 близко к максимальному и вплоть до рабочего режима меняется незначительно. При снижении ошибки до 1 радиана закрывается второй регулируемый усилитель 8, и дальше процесс протекает как описано выше. Таким образом, поворот фазы первой гармоники частоты модуляции происходит при закрытом первом регулируемом усилителе 7, и не приводит к режиму захвата. При этом модуляция управляемого генератора осуществляется напряжением, полученным из гармоники частоты модуляции на выходе фазового детектора 1, а поворот фазы этой гармоники на 180° происходит при существенно больших величинах ошибок в кольце. Можно показать, что уровень и изменение фазы гармоник на 180° на выходе фазового детектора 1 определяется функциями Бесселя первого рода нечетного порядка;

1з(х), /5(л) ... Пз анализа этих функций следует, что поворот фазы гармоник происходит при существенно больших величинах X, чем у первой гармоники, т. е. диапазон начальных индексов частотной модуляции

входного сигнала, в котором исключается

ложный захват, значительно расширяется.

Первый максимум функции h(x}, I5(x),...

достигается при больших значениях х, чем

у функции Ji(x), поэтому «явление скачка

при выходе из рабочего режима, вызванном флюктуациями индекса на входе или параметров системы, также отодвигается. Это объясняется тем, что при критических для прототипа в этом случае величинах х,

близких 1,84 радиана, генератор 4 модулируется суммой синфазных напряжений на выходе усилителей 7 и 8, и падение напряжения на выходе усилителя 7 компенсируется ростом напряжения на выходе усилителя 8. Помехоустойчивость устройства повышается.

В линейном рабочем режиме второй полосовой фильтр 6, делитель 10, регулятор усиления 9 не влияют на работу устройства, и поэтому его точность фильтрации не может быть хуже точности фильтрации прототипа.

Таким образом из описания работы видно, что использование полосовых фильтров,

регулируемых усилителей, делителя частоты и регулятора усиления и применение сумматора с тремя входами выгодно отличает предложенное устройство от прототипа, так как позволяет расширить диапазон начальных индексов частотной модуляции входного сигнала и повысить помехоустойчивость. В предложенном устройстве диапазон начальных индексов частотной модуляции при работе с третьей гармоникой QMS расширяется до 6,2, т. е. в 1,6 раза, а при работе на пятой гармонике Им расщиряется до 8,6 т. е. в 2,2 раза. При использовании гармоник более высокого порядка на выходе фазового детектора помехоустойчивость, оцениваемая по явлению

скачка, возрастает при работе на третьей и пятой гармониках соответственно в 2,2 и 3,4 раза.

Формула изобретения

Устройство фильтрации непрерывного радиосигнала с широкополосной гармонической частотной модуляцией, содержащее соединенные в кольцо фазовый детектор, фильтр нижних частот, сумматор и управляемый генератор, а также первый и второй полосовые фильтры, подключенные к выходу фазового детектора, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, между выходом первого полосового фильтра и другим входом сумматора

включен первый регулируемый усилитель, между выходом второго полосового фильтра и третьим входом сумматора включены последовательно делитель частоты и второй регулируемый усилитель, а между выходом второго полосового фильтра и управляющими входами обоих регулируемых усилителей включен регулятор усиления, при этом частота настройки второго полосового фильтра в нечетное число раз выше частоты настройки первого полосового фильтра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. F. Garden etal. d Multifilter Phase Lock loop. «IEEE Trans, on Comm Technol. Vol Com - 19, N 5, ost 1971, p. 669.