Цифровая динамическая следящая система

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть применено в следящих системах управления и фштырации для выделения слабых частотномодулированных информационными символами радиосигналов, принимаемых на фоне помех. Цель изобретения - повышение точности цифровой динамической следящей системы. Повышение точности измерения доплеровской частоты несущей достигается выделением верхней и нижней составляющих спектра входного сигнала, перемножением этих составляющих между собой и выделением сигнала суммарной частоты, содержащей удвоенный доплеровский сдвиг несущей частоты входного сигнала , который и отслеживается системой . Цифровая динамическая следящая система содержит цифровой управляемый генератор 11, смесители 1, 6 и 4,полосовые фильтры 2, 3 и 5, усилитель 8 гфомежуточной частоты, цифровой дискриминатор 9, цифровой фильтр-экстраполятор 10 и блок 11 опорных частот. Цифровая динамическая следящая система использует для измерения доплеровского сдвига входного сигнала 90-95Z его знергии и позволяет на порядок повысить точность измерения доплеровской частоты . 3 ил. с (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (111

А1 (s»4 С 05 В 11 14 вс д

1.л

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ь (" у 4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4078516/24-24 (22) 08.05.86 (46) 23.01.88. Ьюл. У 3 (72) В.В.Шкирятов (53) 62.50 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11" 348979, кл. С 05 В 11/14, 1970.

Авторское свидетельство СССР

_#_3 1285428, кл. С 05 В 11/14, 1985. (54) ЦИФРОВАЯ ДИНАМИЧЕСКАЯ СЛЕДЯЩАЯ

СИСТЕМА (57) Изобретение относится к радиотехнике и может быть применено в следящих системах управления и филь рации для вьщеления слабых частотномодулированных информационными символами радиосигналов, принимаемых на фоне помех. Цель иэобретенияповышение точности цифровой динамической следящей системы. Повышение точности измерения доплеровской час1 тоты несущей достигается выделением верхней и нижней составляющих спектра входного сигнала, перемножением этих составляющих между собой и выделением сигнала суммарной частоты, содержащей удвоенный доплеровский сдвиг несущей частоты входного сигнала, который и отслеживается системой. Цифровая динамическая следящая система содержит цифровой управляемый генератор 11, смесители 1, 6 и 4,полосовые фильтры 2, 3 и 5, усилитель 8 промежуточной частоты, цифровой дискриминатор 9, цифровой фильтр-экстраполятор 10 и блок 11 опорных частот. Цифровая динамическая следящая система использует для измерения доплеровского сдвига входного сигнала 90-95X его энергии и позволяет на порядок повысить точность измерения доплеровской частоты. Э ил.

1368856

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано с следящих системах управления и фильтрации для выделения сигналов на фоне помех.

Цель изобретения — повышение точности системы при измерении доплеровской частоты входного сигнала.

На фиг.1 представлена структурная схема цифровой динамической следящей системы; на фиг.2 — структурная схема с примерной технической реализацией цифрового фильтра-экстраполятора и цифрового управляемого генератора; на фиг.3 — структурная электрическая схема цифрового дискриминатора.

Цифровая динамическая следящая система содержит смеситель 1, полосовые фильтры 2 и 3, смеситель 4, полосовой фильтр 5, смеситель 6, блок 7 опорных частот, усилитель 8 промежуточной частоты, цифровой дискриминатор 9, цифровой фильтр-экстраполятор 10, цифровой управляемый генератор 11, накапливающий сумматор

12, многовходовую схему И 13, накапливающий сумматор 14, регистр 15, накапливающий сумматор 16, формирователь 17 импульсов входного сигнала, делитель 18, RS-триггер 19, вентили

20 и 21, реверсивный счетчик 22, регистр 23, синхронизатор 24, счетчик 25, дешифратор 26, RS- триггеры

27 и 28 и схему ИЛИ 29. Кроме того, на схеме (фиг.3) показаны выходы

30-1..., 30-4 синхронизатора, являющиеся группой управляющих выходов дискриминатора 9, и выход 30-5, являющийся его управляющим входом.

Следящая система работает следующим образом, На первый вход смесителя 1 пос- тупает входной сигнал вида сов((),+ ) .(.+ ) ((д,"),В)С Ц,)), где (в каждый момент времени t принимает одно иэ трех значений (1,0-1), а u) и u) > — соответственно доплеровские сдвиги несущей и модулирующей частот. На второй вход смесителя 1 с выхода цифрового управляемого генератора 11 поступает сигнал оценки доплеровской частоты несущей л и

cos f (u)ö+u3 )t+ М„,l. (2) В результате перемножения этих сигналов на выходе смесителя 1 образуются колебания с комбинационными

5 частотами из которых с помощью поЭ лосового фильтра 5 выделяется сигнал верхней боковой частоты

cos j (d + od ) t+ q - М + (4>+ g>) t + Ч ) с

10 + (3) а с помощью полосового фильтра 3— сигнал нижней боковой частоты

;.os ((u) + S«v)t+ g — Ч вЂ” ((. + (.() ) t -(1 ) с )(р (ф (4)

При перемножении этих сигналов на смесителе 6 с помощью полосового фильтра 2 выделяется сигнал суммарной частоты соs(2(D +Su) )t+2((у — 9„), (5) частотный сдвиг которого относительно номинала 2(.1, определяется только разницей оценки доплеровского сдвига несущей относительно его истинного значения. Далее этот сигнал, с целью

З0 повышения чувствительности цифрового дискриминатора 9, с помощью смесителя

4, опорного сигнала блока 7 и усилителя промежуточной частоты 8 выделяется на частоте д, позволяющей иэ35 мерить в цифровом дискриминаторе 9 (фиг ° 3) частотное рассогласование л о< с практически любой заданной точйостью. Для этого выходной сигнал усилителя промежуточной частоты 8

cos(((dan+28 ) t+2 (9с — 911 4,о j (6) поступает на вход формирователя 17 импульсов, формируемых в моменты пе45 ресечения синусоидального сигнала промежуточной частоты нулевого уровня с положительной производной. Одновременно на второй вход цифрового дискриминатора 9 с выхода блока 7

50 опорных частот поступают счетные импульсы с частотой и) . Выходные импульсы формирователя 17 поступают на вход делителя 18, коэффициент деления п которого равен отношению

r5 промежуточной частоты О3> к ширине полосы пропускания полосового фильтра 2, а именно 24u). Импульсы с выхода делителя 18 поступают на S-вход

13 триггера 19, Q-выход которого, открыная вентиль 21, пропускает счетные импульсы на вход синхронизатора 24, определяющего циклограмму работы всей цифровой динамической следящей системы. В синхронизаторе 24 с помощью счетчика-делителя 25 и дешифратора 26 вырабатываются k (н данном случае k-8) сдвинутых относительно друг друга на время квантования

2(!

ht=-- - импульса, из которых с поо) мощью RS-триггеров 27 и 28 и схемы

ИЛИ 29 в каждом измерительном цикле

Формируются управляющие сигналы (30-1...30-4), которые управляют работой цифрового фильтра-экстраполятора 10, а управляющий сигнал (30-5) наряду с управлением работой цифрового генератора 11 используется для переключения триггера 19 в нулевое состояние, при котором счетные иипульсы через открытый вентиль 20 поступают на счетный вход реверсинного счетчика 22. Предварительно первым выходным сигналом дешифратора 26 ииеющеесн в счетчике число переписывается в регистр 23, импульсом 30-1 счетчик 22 обнуляется, а импульсом 30-2 в этот счетчик записывается в обратном коде число пи)

No = ---- — — k, соответствующее с г ) 2 точностью до !с периодов счетных импульсов и периодам эталонной промежуточной частоты )2 . В результате по окончании счета в реверсивном счетчике ?2 в j ì измерительном цикле остается число .àй;=н,-N,= 1,.(-- — — „", )=a., ъЬ . (у) пропорциональное отклонению частоты входного копебания относительно ее оценки, вырабатываемой упранляемым генератором 11. Эти числа в начале нового цикла измерений переписываются в регистр 23, иэ которого они с помощью управляющих импульсов 30-1. ° .

30-4 переписываются в накапливающие сумматоры 12 и 14 цифрового фильтраэкстраполятора 10 (фиг.2), где с помощью иногонходовой схемы И 13 в сумматоре 14 формируется управляющее л генератором 11 число N„, пропорциональное сумме одинарного и днойного интервала от величины частотного рассогласования оценки доплеронского сдвига несущей относительно ее истинного значения:

68856 4

Й =С y(+aN„. )+C 7. У(+М ) . (8) По. окончании каждого цикла измерений управляющее частотой генератора 1 1 л число N с помощью сигнала 30-5 эа3 писывается в регистр 15, из которого это число с частотой и) определяе3 мой первым входным сигналом блока 7, записывается в накапливающий сумматор 16, в результате чего на выходе

его m-ro старшего разряда формируется сигнал типа меандр с частотой, пропорциональной частоте оценки доплеровского сдвига входного сигнала

35 счет соответствующего повышения устойчивости работы системы.

Ф о р м у п а и з обретен и я

Цифровая динамическая следящая система, содержащая первый и второй смесители, усилитель промежуточной частоты, цифровой дискриминатор, цифровой фильтр-экстраполятор, блок

45 опорных частот, цифроной управляемый генератор и перный полосоной фильтр, выход которого соединен с первым нходом второго смесителя, подключенного выходом к нходу усилителя промежуточ50 ной частоты, выход которого соединен с первым информационным входом цифрового дискриминатора, у которого группы информационных и управляющих выходов подключены соответственно к

55 группаи информационных и управляющих входов цифрового фильтра-экстраполятора, группа информационных выходов которого соединена с группой информационных входов цифрового управляеsign(cîs (d +<1 )t+Ч ), л и) где о) +u) =N. (9)

Ъ J 2" . — 1

В установившемся режиме, когда 6м =

=0 и соответственно =и) выходное )у число цифрового фильтра-экстраполятора 10 однозначно определяет доплеровский сдвиг нходного сигнала.

Цифровая динамическая следящая система используется для измерения доплеровского сдвига входного сигнала 90-957 его энергии и позволяет на порядок повысить точность измерения доплеровской частоты (соответственно уменьшить флуктуационную ошибку) и существенно снизить вероятность возникновения аномальных ошибок эа

Фиг.Г

От

От

Фиг3

Составитель Е.Власов

ТехредМ.Ходанич Корректор М,Пожо

Редактор Е.Папп

Заказ 295/50 Тира к 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.укгород, ул.Проектная, 4

5 13688 мого генератора, первый управляющий вход которого подключен к первому выходу блока опорных частот,. второй и третий выходы которого соединены соответственно с вторым входом второго смесителя и со вторым информационным входом цифрового дискриминатора, вход системы соединен с первым входом первого смесителя, второй 10 вхоц которого подключен к выходу цифрового управляемого генератора, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности системы, в нее дополнительно введены второй и третий полосовые фильтры и третий смеситель, выход которого соединен с входом первого полосового фильтра, выход первого смесителя подключен к входам второго и третьего полосовых фильтров, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами третьего смесителя, второй, управляющий вход цифрового управляемого генератора подключен к управляющему выходу цифрового дискриминатора.