Устройство коррекции ошибок квадратурного фазового детектора

 

Использование: в устройствах частотного анализа сигнала. Сущность изобретения: устройство содержит генератор опорного сигнала 1, два фазовых детектора 2, 3, фазовращатель 4, два аналого-цифровых преобразователя 5, 6, анализатор спектра 7, постоянное запоминающее устройство 8, N блоков коррекции 9. Введение блоков коррекции позволяет уменьшить ошибки разбаланса по амплитуде и фазе. 2-5-7-9, 1-2, 1-4-3-6-7, 8-9. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к радиолокации и может найти применение в устройствах частотного анализа радиосигнала, использующих на входах квадратурное детектирование радиосигналов.

Целью изобретения является повышение точности выделения квадратурных составляющих радиосигнала.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 - структурная схема блока коррекции; на фиг. 3 - структурная схема блока комплексного сопряжения.

Устройство коррекции ошибок квадратурного фазового детектора содержит генератор опорного сигнала 1, первый 2 и второй 3 фазовые детекторы, фазовращатель 4, первый 5 и второй 6 аналого-цифровые преобразователи, анализатор 7 спектра, постоянное запоминающее устройство 8, N одинаковых блоков 9 коррекции.

Блок 9 коррекции (см. фиг. 2) содержит первый 10 и второй 11 блоки комплексного сопряжения, первый 12 и второй 13 перемножители комплексных чисел, первый 14 и второй 15 сумматоры комплексных чисел.

Блоки комплексного сопряжения (см. фиг. 3) содержит инвертор 16 мнимой составляющей входного комплексного сигнала.

Устройство работает следующим образом.

С входа устройства на первые входы первого 2 и второго 3 фазовых детекторов поступает входной сигнал, который может быть записан в следующем виде: U_c (t) = U(t)˙cos [ ω_оt + ϕ(t)], (1) где U(t) - огибающая радиосигнала; ω_о - опорная круговая частота; ϕ(t) - фаза радиосигнала.

С выхода генератора 1 опорного сигнала на вторые входы первого 2 непосредственно и второго 3 фазового детекторов через фазовращатель 4 поступают колебания опорного сигнала U_оп(t) = U_оп cos ( ω_о t + ϕ_o) , (2) где U_оп - амплитуда опорного сигнала; ϕ_o - начальная фаза опорного сигнала, которую не теряя общности можно считать равной нулю. Тактовые импульсы с тактового входа устройства подаются на тактовые входы первого 5 и второго 6 аналого-цифровых преобразователей, анализатора 7 спектра и запоминающего устройства 8.

Первый 2 и второй 3 фазовые детекторы совместно с первым 5 и вторым 6 аналого-цифровыми преобразователями используются в устройстве для создания синфазной и квадратурной составляющих сигнала из сигналов промежуточных частот (1) и (2). В первом фазовом детекторе 2 смешивается радиосигнал (1) с синфазными колебаниями (2) опорного генератора 1 и выделяется на его выходе разностная составляющая сигналов (1) и (2). Во втором фазовом детекторе 3 смешивается радиосигнал (1) и квадратурная составляющая опорного сигнала, получаемая из синфазной составляющей опорного сигнала (2) с помощью фазовращателя 4, и выделяется квадратурная разностная составляющая радиосигнала.

Эти синфазная и квадратурная аналоговые составляющие радиосигнала преобразуются в цифровую форму с помощью первого 5 и второго 6 аналого-цифровых преобразователей. Из-за неидеальности схем фазовых детекторов 2 и 3 и аналого-цифровых преобразователей 5 и 6 (из-за неидеальности схем каналов квадратурного фазового детектора и аналого-цифрового преобразователя) в полосе частот сигнала имеют место ошибки разбаланса по фазе Δ ϕ(ω)и усилению Δ K(ω) (которые, не теряя общности, можно отнести лишь к одному каналу). Сигнал с выходов блоков 5 и 6 поступает на вход анализатора 7 спектра, который выполняет стандартную операцию комплексного дискретного преобразования Фурье.

Сигналы с выходов блока 7 поступают в N блоков коррекции и соответственно на первые входы соответственно первого 14 и второго 15 сумматоров комплексных чисел и через второй 11 и первый 10 блоки комплексного сопряжения на первые входы второго 13 и первого 12 перемножителей комплексных чисел, на вторые входы которых с третьего входа блока 9 коррекции подается корректирующий сигнал А₂. Перемножители 12 и 13 комплексных чисел перемножают входные сигналы в соответствии с алгоритмом перемножения комплексных чисел.

Сигналы на выходе будут равны спектру комплексной огибающей входного сигнала. Использование предлагаемого устройства в сравнении с известным обеспечивает повышение точности работы, так как уменьшаются ошибки разбаланса.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО КОРРЕКЦИИ ОШИБОК КВАДРАТУРНОГО ФАЗОВОГО ДЕТЕКТОРА, содержащее генератор опорного сигнала, первый и второй фазовые детекторы, фазовращатель, первый и второй аналого-цифровые преобразователи, анализатор спектра, постоянное запоминающее устройство, причем выход генератора опорного сигнала соединен с первым входом первого фазового детектора и через фазовращатель с первым входом второго фазового детектора, вторые входы которых объединены и являются входом устройства, выходы первого и второго фазовых детекторов соединены с сигнальными входами первого и второго аналого-цифровых преобразователей соответственно, тактовый вход устройства соединен с тактовыми входами первого и второго аналого-цифровых преобразователей постоянного запоминающего устройства и анализатора спектра, при этом анализатор спектра имеет 2 N выходов, причем выходы с 1-го по N являются выходами сигналов положительных частот, а выходы с N по 2N - выходами сигналов отрицательных частот, отличающееся тем, что в него введены N блоков коррекции, причем выходы первого и второго аналого-цифровых преобразователей соединены с одноименными входами анализатора спектра, являющимися входом комплексного сигнала анализатора спектра, выходы сигналов положительных и отрицательных частот с одинаковыми номерами которого соединены соответственно с первым и вторым входами одноименного блока коррекции, входы корректирующего сигнала каждого из которых соединены с одноименными выходами постоянного запоминающего устройства, первые и вторые выходы N блоков коррекции являются соответственно N выходами сигналов положительных и отрицательных частот устройства.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый блок коррекции содержит первый и второй блоки комплексного сопряжения, первый и второй перемножители комплексных чисел, первый и второй сумматоры комплексных чисел, первые входы которых являются соответствующими входами блока коррекции и соответственно через второй и первый блоки комплексного сопряжения с первыми входами соответствующих перемножителей комплексных чисел, вторые входы которых являются входом корректирующего сигнала блока коррекции, а выходы - с вторыми входами одноименных сумматоров комплексных чисел, выходы которых являются соответствующими выходами блока коррекции.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3