Устройство для фильтрации непре-рывного радиосигнала c широкополоснойгармонической частотной модуляцией

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (н 8137О4 (6I ) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 14.08.78 (23 ) 2656723/18-09 (53)M. Кл.

Н 03 Н 21/00

Н 03 Ь 7/00 с присоединениеи заявки М—

Государственный квинтет (23)приоритет по делен необретеннй н открытий

Опубликовано 15.03.81. Бюллетень М 10

Дата опубликования описания 18 03.81 (53) УДК 621.3.94.

44: 62 1. 396. .662(088.8) (72) Авторы нзобрет"ния

Е. С. Беспалов и В. Н. Кулешов

l

Московский институт радиотехники, электроники и автоматики (7I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИЛЬТРАЦИИ НЕПРЕРЫВНОГО РАДИОСИГНАЛА

С ШИРОКОПОЛОСНОЙ ГАРМОНИЧЕСКОЙ ЧАСТОТНОЙ

МОДУЛЯЦИЕЙ

Изобретение относится к радиотехнике1 и может быть использовано в радиотекнических устройствах различного назначения, в частности в радиоприемной аппаратуре для фильтрации непрерывных радиосигналов с широкополосной гармонической частотной модуляцией и в схемах измеренйя задержки радиосигналов с указанной модуляцией.

Известно устройство, в котором осуществляется фильтрация частотно-модулито рованного сигнала, являющееся системой с двухканальной цепью фильтрации (1).

Недостатком системы фазовой автоподстройки с двукканальной цепью фильт15 рации 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, осушествляюшее фильтрацию непрерывного радиосигнала с широкополосной гармонической частотной модуляцией, содержашее соединенные в кольцо основной фазовый;, детектор, фильтр нижних частот и подстраиваемый генератор с двумя управляющими входами, при этом выкод фильтра нижник частот подсоединен к одному управляющему входу этого генератора, а к другому его управляющему вкоду через переключатель подсоединен выход узкополосного фильтра частоты модуляции.

Вход узкополосного фильтра соединен с выходом основного фазового детектора

f2).

Недостаток этого устройства — ограниченность диапазона входных индексов частотной модуляции, при которых осуществляется автоматический переход устройства от режима включения к рабочему режиму: возможность возникновения ложз 81 ного захвата, присутствие которого регйстрйруется специальным блоком обнаружения ложных захватов.

Цель изобретения — расширение диапазона индексов частотной моцуляции . входного сигнала и исключение возможности ложного захвата.

Для этого в устройстве для фильтрации непрерывного рациосигнала с широкополосной гармонической частотной модуляцией, содержащем фазовые детекторы, первые входы которых объединены и подключены к входной шине, второй вход первого из которых соединен с его выхоцом через поспедовательно включенные цоцстраиваемый генератор и фильтр нижних частот, а второй вход второго фазового детектора - с выходом подстраиваемого генератора через фазоврашатель, 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 включен блок обратной связи, при этом выход первого фазового детектора через последовательна включенные переключатель и узкополосный фильтр частоты модуляции соединен с другим управляюшим входом подстраиваемого генератора, а выход второго фазового цетектора подключен ко входу интегратора.

На чертеже прецставлена структурная электрическая схема устройства цля фильтрации непрерывного радиосигнала с широкополосной гармонической частотной модуляцией.

Устройство содержит фазовый цетектор

1, фильтр нижних частот 2, поцстраиваемый генератор 3 с двумя управляющими входами, узкополосный фильтр 4 частоты моцуляции, блок обратной связи 5, переключатель 6, пороговый блок 7, интегратор 8, фазоврашатель 9 на 90", фазовый цетектор 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 фазоврашатель 9 соединен со входом фазового детектора 1 О, другой вход которого объединен с сигнальным входом фазового детектора 1. Выход фазового детектора 10 через интегратор 8 и пороговый блок 7 подключен к управляющему входу переключателя 6, при этом первый сигнальный вход пере ключателя соецинен с выкоцом фазовогц

3704

5

4 детектора 1, а второй вход — с выходом блока обратной связи 5. Выход переключателя 6 соединен со входом узкополосного фильтра 4, а выхоц узкополосного фильтра соединен с другим управляющим вхоцом подстраиваемог0 генератора 3 и входом блока обратной связи 5.

Полоса захвата по немодулированной несущей низкочастотного кольца фаэовой автоподстройки частоты, состояшего иэ фазового детектора 1, фильтра нижних частот 2, подключенного к одному иэ двук управляюших входов подстраиваемого генератора 3 и собственно подстраиваемого генератора 3, должна быть выбрана больше предполагаемых расстроек по несущим частотам. Постоянная времени интегратора 8 и порог в пороговом блоке 7 должны быть выбраны так, чтобы управляюший сигнал на переключатель 6 подавался только при превышении постоянной составляющей на выход фазового детектора 1 0 наибольшего из всплесков, характеризующих ложный захват. Блок обратной связи 5 при подключении его выхода переключателем 6 ко входу узкополосного фильтра 4 должен обеспечивать возникновение на выходе фильтра 4 колебания на частоте Я, близкой, но не равной частоте модуляции входного сигнала Я„„, например, Я =Я, — Я,у, где Q y — расстройка между. Я. и частотой модуляции Я . При этом величина - — цолжна быть в 5-8 раз

:е.77 7 больше времени захвата низкочастотного кольца по немодулированной несущей.

Амплитуда колебаний, возникаюших на выкоде фильтра 4, должна обеспечивать инцекс частотной модуляции поцстраиваемого генератора равным с точностью, не хуже 0,3 рац., априорно заданному индексу входного сигнала, Блок обратной связи 5 в зависимости от контрольнык параметров схемы фильтра 4 легко выполнять иэ фазовращателя, усилителя или аттенюатора.

Устройство работает слецуюшим образом.

В момент подачи на вход фазового детектора 1 сигнала с широкополосной гармонической частотной моцуляцией, 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 вкоц переключателя 6 не подается. При этом вход узкополосного фильтра 4 через переключатель,.

6 соединен с выходом блока обратной

704

t0 где Ч„. и V(, . (о

30

5 связи 5. В этом случае на выходе фильтра 4 появляется гармоническое напряжение с частотой Я =Я -52, Это напИ ряжение вызывает модуляцию частоты подстраиваемого генератора 3. . При этом на входах фазового детектора 1 действуют напряжения сигнала (-)с(+) и подстраиваемого генератора U> Ä (t), которые записываются слецующим образом:

U (t)=V Ыл (ш t+A соаЯ т 4 ));

О (Ц=Ч совка +ьв +А соь(Я„t-Я. У}f<), — амплитуда сигналов; — несущая частота входного сигнала;

Q Ж) - имеющая место в начальный момент расстройка по несущим частотам;

Чф))Ч вЂ” произвольные началь ные фазы на несущей и частоте модуляции соответственно;

А„к A2 - индексы моцуляции.

Так как составляющие с частотами

24ор 2 ф„и т. д. хорошо фильтруются, напряжение на выхоце фазового детектора 1 U+ (t) может быть представлено

Э1 следующим образом:

6 компенсируется. Если полоса захват» низкочастотного кольца выбран правильно, а величина расстройки Q.> согласована с временем захвата по несущей, то в течение промежутка времени, когца

А (t ) сохраняется все еще цостаточно мало, например, не превосхоцит 0,3 рад., происходит правильный захват по несущей, и на входе порогового блока 7, подключенного к выходу фазового детектора

1 0 через интегратор 8, появляется наибольший из всех возможных уровень постоянной составляющей, превышающей порог. Появившееся при этом на выхоце порогового блока 7 управляющее напряжение, действуя на управляющий вхоц переключателя 6, вызывает отключение блока обратной связи 5 и подсоединение входа узкополосного фильтра 4 к выходу основного фазового детектора 1. Поскольку в момент переключения приблизительно выполняется равенство «фс -Q q =0, М а напряжение на выходе фильтра 4, в си- лу уэкополосности этого блока, сохраняется, замыкание высокочастотного кольца протекает в наиболее благоприятных условиях, при которых наверняка устанавливается рабочий режим с наименьшим возможным значением ошибки, и режим ложного захsara исключается. Важно что поскольку возможность ложного захвата в предлагаемом устройстве исключена, его точность фильтрации не хуже точности фильтрации прототипа. (t)=-у т f>t p fA(t&2cas)2 (A(t))AAA«

«(а t-И(а))», М P u

Н 1 2 g2 И б (А1 Ыи9))- 62яп(й Ь) а 3+(t )g ) .(.,(А(1Ц вЂ” функции Бесселя первого рода нулевого и первого порядка соответственно.

Из формулы цля 0ф (t) видно, что л.т-ф влияние модуляции на процесс захвата тем меньше, чем меньше А, так как при атом Э (A(t)3 отремнтоа к елнннде, а уч ГЛАД - к нулю. Ие формулы длн

Ад (к) ладно, что наименьшее еначенне

А (+) принимает в моменты времени, когцаЧ „-Я Ь =О. При правильной установке уровня напряжения на выходе фильтра 4 значение А (+) в этот момент и близкие к нему достаточно мало, и входная частотная модуляция почти полностью

Формула изобретения

Устройство цля фильтрации непрерывного радиосигнала с широкополосной гармонической частотной модуляцией, содер40 жащее фаэовые детекторы, первые вхоцы которых объецинены и подключены к входной шине, второй вход первого из кото- рых соединен с его выходом через послецовательно включенные подстраиваемый генератор и фильтр нижних частот, а вто« рой вход второго фазового цетектора— с выходом,подстраиваемого генератора через фазовращатель, а также узкополосный фильтр частоты модуляции и после- довательно включенные интегратор, пороговый блок и переключатель, о т л ичающееся тем,что,сцельюрасширения диапазона индексов частотной модуляции входного сигнала и исключеЯ ния возможности ложного захвата, между выходом узкополосного фильтра частоты модуляции и первым сигнальным s):одом переключателя включен блок обратной связи, при этом выход первого фазового

813704 детектора через последовательно включенные переключатель и узкополосный фильтр частоты модуляции соединен с другим управляющим входом подстраивае ot o генератора, а выход второго фазового детектора подключен ко входу интегратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

J4 265973, кл. 5 01 S 9/10, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

М 554515, кл. Г 01 5 9/24, 1975 (прототип) .

Составитель Т. Афанасьева

Редактор К. Волощук Техред А.Бабннец Корректор О.Билак

Заказ 808/76 Тираж 988 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4