Устройство частотно-фазовой автопо-дСТРОйКи чАСТОТы гЕНЕРАТОРА Советский патент 1981 года по МПК H03L1/00 

(54) УСТРОЙСТВО ЧАСТОТНО-ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКИ ЧАСТОТБ1 ГЕНЕРАТОРА

Изобретение относится к технике когерентной радиосвязи и межет быть использовано для частотно-фазовой подстройки частоты опорных сигналов в приемниках сигналов с угловой модуляцией.

Известно устройство частотно-фазовой автоподстройки частоты генератора, содержащее квадратурные смесители входного сигнала и сигналов управляемого генератора, вход которого соединен с выходом первого двухвходового сумматора 1.

Недостатком такого устройства является невозможность повышения полосы синхронизации (захвата) и уменьшения времени захвата без существенного ухудшения помехоустойчивости синхронизации.

Цель изобретения - р-асщирение полосы и уменьшение времени захвата фазомодулированного сигнала.

Для достижения цели в устройстве частотно-фазовой автоподстройки частоты генератора, содержащем квадратурные смесители входного сигнала и сигналов управляемого генератора, вход которого соединей с выходом первого двухвходового сумматора, выходы квадратурных смесителей непосредственно и через фазосдвигающие

цепи соединены с входами перемножителей, выходы которых соединены с входами второго двухвходового и третьего трехвходового сумматора, входы которых через фильтрующие цепи соединены с входами первого сумматора, причем выход одного из квадратурных смесителей непосредственно соединен с одним из входов третьего сумматора.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - пример неминимально фазовой цепи, используемой в устройстве; на фиг. 3 - характеристики основных блоков устройства.

Устройство содержит (фиг. 1) квадратурные смесители 1 входного сигнала и сигналов управляемого генератора 2, вход которого соединен с выходом первого двухвхОдовогр сумматора 3. Выходы квадратурных смесителей 1 непосредственно и через фазосдвигающие цепи 4 и 5 соединены со входами перемножителей 6 и 7, выходы которых соединены со входами второго (двухвходового) сумматора 8 и третьего (|трехвходового) сумматора 9, выходы которых через фильтры 10 и 11 соединены со входаМИ первого сумматора 3. Выход одного из квадратурных смесителей соединен непосредственно с одним из входов трехвходового сумматора 9. Устройство работает следующим образом. Входной сигнал поступает на входы квадратурных смесителей 1. Обозначим входной сигнал AjfCosx,. где АО - амплитуда сигнала, которая в процессе фазов(|й модуляции может иметь величину +1 ii -1; х 25rfe + pfr fo и % - частота и фаза сигнала. На входы управления квадратурных смесителей от генератора 2 поступаю сдвинутые по фазе на д1/2 сигналы Acos у и Asiny, где у х + 6lf; Дю 2atAf; Af u Лф- соответственно, погрешность частоты и фазы генератора, На выходах квадратурных смесителей, выделяющих только компоненты разностной частоты и подавляющих компоненты суммарной частоты, формируются сигналы Ui, В cos ( А(о + &ф, (Auj4- Д, которые поступают на входы фазосдвигающих цепей 4 и 5 и: на входы перемножителей 6 и 7, в которых формируются сигналы частотно-фазового управления. Процесс формирования сигналов управления рассмотрим на примере простейшей фазосдвигающей (фиг. 2) цепи с индуктивностями 12 и емкостями 13, включенными по схеме моста, у которой передаточная функция имеет в операторной форме следующий вид: (-р )/(р + а) параметр а Vl/ ЬС; К.щ 1, а фазовый сдвиг ©j 2arctg( Aoj/a). Частотная зависимость 14 фазового сдвига приведена на фиг. 3. Угловой частоте Аю а соответствует фазовый сдвиг 31/2. На выходах перемножителей 6 и 7, возникают сигналы, которые (пренебрегая суммарными компо- вентами) можно представить в следующем виде: и 6 -sin 0ео+ sin (2 Aoit + 2 A(i|), Uf sine + sin (2 A tot + Лф. Bo втором сумматоре 8 путем вычитания этих двух сигналов осуществляется компенсация фазовой погрешности и выделяется сигнал частотной ошибки, sin 9 2(ц)/а -f а/to), частотная характеристика 15 которого показана на фиг. 3. В третьем сумматоре 9 формируется сигнал фазовой погрешности; который в зависимости от регулировки уровней при суммировании может иметь форму сигналов 16-18 (фиг. 3) или им подобную. Сигнал 16 соответствует компоненте, поступающей с выхода квадратурного смесителя, которая осуществляет обычную фазовую автоподстройку частоты по немодулированной несущей. Сигнал 17 соответствует сумме всех трех компонент, которая обеспечивает линеаризацию фазовой автоподстройки по немодулированной несущей. Сигнал 18 соответствует сумме только двух компонент с выходов перемножителей 6 и 7. При суммировании компенсируется компонента частотной автоподстройки и формируется нечувствительный, к двухпозиционной фазовой модуляции сигнал фазовой автоподстройки частоты. Сигналы частотной и фазовой автоподстройки проходят через отдельные фильтры 10 и 11, которые позволяют оптимизировать параметры петли управления как по частотной, так и по фазовой автоподстройки частоты. За счет этого частотный и фазовый детекторы взаимодействуют между собой таким образом, что устранение частотного рассогласования при сопровождается одновременно согласованным устранением фазовой ошибки. Выбор малой шумовой полосы фильтров 10 и 11 обеспечивает высокую помехоустойчивость и скорость захвата в области отношений сигнал/шум ниже Одб. Формула изобретения Устройство частотно-фазовой автоподстройки частоты генератора, содержащее квадратурные смесители входного сигнала и сигналов управляемого генератора, вход которого соединен с выходом первого двухвходового сумматора, отличающееся тем, что, с целью расширения полосы и уменьшения .времени захвата фазомодулированного сигнала, выходы квадратурных смесителей непосредственно и через фазосдвигающие цепи соединены со входами перемножителей, выходы которых соединены со входами второго двухвходового и третьего трехвходового сумматора, выходы которых через фильтрующие цепи соединены со входами первого сумматора, причем выход одного из квадратурных смесителей непосредственно соединен с одним из входов третьего сумматора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 IEEE International Conference on Communication, 1970, Y- 1-2, p. 34/10-34/14 (прототип).

n

f-H

О

Фиг.1

Я

ее

-f3 -/-7 -J t5

- ли) л

X-J/

5хЛ

/(

/

Х-;

х-у