Следящий фильтр

Сфвз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 119 ОО 407) М К 1 т 3 Н 03 Н 7/01 Н 03 Ь 7/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) СЛЕДЯШИИ ФИЛЬТР Изобретение относится к радиотехнике и предназначено преимущественно для выделения основной частоты периодической последовательности импульсов большой скважности в условиях аддитивных Флуктуационных помех с высокой Фаэовой стабильностью,Известны высокодобротные кварцевые фильтры, обеспечивающие эффективное подавление помех 1).Однако при этом не обеспечивается широкая полоса частот слежения из-за узкополосности укаэанного фильтра и, кроме того, возникает необходимость термостабилизации к эксплуатационным неудобствам.Известно также устройство Фазовой автоподстройки частоты, обеспечивающее высокую степень подавления аддитивной помехи 12 .Однако устройство малопригодно при работе по импульсным сигналам большой скважности, так как первая гармоника частоты следования входных импульсов в этом случае имеет малую 25 величину, что приводит к необходимости усиливать слабый регулирующий сигнал после фазового детектора усилителем постоянного тока, Последнее приводит в силу наличия дрейфа нуля 30 усилителя постоянного тока к большой фаэовой нестабильности вЫходногонапряжения Фильтра,Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является устройство фаэовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), содержащее последовательно соединенные избирательный усилитель.и кольцо фаэовой автоподстройкичастоты подстраиваемого генератора 13).1Однако известно устройство имеетнедостаток, заключающийся в относительно низкой фазовой стабильностивыходного сигнала из-за возможныхнеконтролируемых расстроек избирательного усилителя,Цель изобретения - повышение фаэовой стабильности выходного сигнала.Поставленная цель достигаетсятем, что в следящем Фильтре, содержащем последовательно соединенныеизбирательный усилитель и кольцофазовой автоподстройки частоты подстраиваемого генератора, между выходом подстраиваемого генераторакольца ФАПЧ и управляющим входомизбирательного усилителя включеныпоследовательно фазовращатель, первый синхронный детектор, второй входкоторого подключен к выходу избирательного усилителя, первый Фильтрнижних частот, второй синхронныйдетектор, второй фильтр нижних частот, сумматор и управляющий элемент,а к другим входам второго синхронного детектора и сумматора подключенгенератор модулирующей частоты.На чертеже представлена структурная электрическая схема следящегофильтра,Следящий фильтр содержит последовательно соединенные избирательныйусилитель 1, кольцо ФАПЧ 2, например, из последовательно соединенныхфазового детектора 3, петлевого фильтра 4 и подстраиваемого генератора 5,между выходом избирательного усилителя 1 и его управляющим входом включены последовательно первый синхрон -ный детектор б, первый фильтр 7 нижних частот, второй синхронный детектор 8, второй фильтр 9 нижних частот,сумматор 10 и управляющий элемент 11,между выходом подстраиваемого генератора кольца ФАПЧ 2 и другим входомпервого синхронного детектора б включен фазовращатель 12 на - , к дру 7гим входам второго синхройного детектора 8 и сумматора 10 подключенгенератор 13 модулирующей частоты.Устройство работает следующим образом.Например, контур подстройки избирательного усилителя 1 разомкнут(по выходу управляющего элемента 11),т. е. вход управления частотой настройки избирательного усилителя 1соединен с общей шиной. Импульснаяпоследовательность, поступающая навход избирательного усилителя 1, проходя через него, изменяет свой спектральный состав: на выходе избирательного усилителя 1 сигнал имеет видсинусоидального с частотой, равнойчастоте следования входных импульсов,если последняя находится в полосепропускания избирательного усилителя1, На этот сигнал накладывается частьаддитивного входного шума, котораяпроходит через избирательный усилитель 1, Полученная смесь синусоидального сигнала и шума воздействует накольцо ФАПЧ 2, в результате чего подстраиваемый генератор 5 кольца ФАПЧ2 окажется настроенным точно на частоту входного синусоидального сигнала, Фазовые флуктуации напряженияподстраиваемого генератора 5, т. е.выходного сигнала следящего фильтра,при соответствующем выборе параметров петлевого фильтра 4 могут бытьсделаны весьма малыми даже при значительном уровне входного аддитивного шума. Так как в установившемсярежиме сигналы на входах Фазовогодетектора 3 кольца ФАПЧ 2 имеет фазовый сдвиг, равный , то благодаряЛфазовращателю 12 фазовый сдвиг на 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 бО 65 входах первого синхронного детектора б равен нулю, что обеспечиваетмаксимум напряжения на его выходе. При небольших изменениях частоты входного сигнала или же расстройках избирательного усилителя 1 тносительно входного сигнала возникают4 аэовые сдвиги выходного сигналаследящего фильтра относительно первойгармоники входной импульсной последовательности, что имеет место, главным образом, из-за фазочастотной характеристики избирательного усилителя1, Это явление устраняется за счетпетли автонастройки контура избирательного усилителя 1 с модуляциейего по параметру (например, частотенастройки),При замыкании цепи управляющийэлемент 11 - избирательный усилитель1 происходит следующее. Пусть частота генератора 13 модулирующей частоты вне полосы пропусканич кольцаФАПЧ 2, которое должно быть оченьузкополосным. Это напряжение, проходя через сУмматор 10 на управляющий элемент 11, вызывает пеоиодическое изменение частоты настройкиизбирательного усилителя 1 в малыхпределах, В результате полезное напряжение на выходе избирательногоусилителя 1 приобретает амплитуднуюи фазовую модуляцию в соответствиис амплитудночастотной и фазочастотнойхарактеристиками избирательного усилителя 1.В случае выполнения избирательного усилителя 1 с одиночным колебательным контуром, сигнал с выходаего подается на кольцо ФАПЧ 2 ипервый синхронный детектор б, Поскольку частоты модуляции избирательногоусилителя 1 вне полосы пропусканиякольца ФАПЧ 2, выходное напряжениеследящего Фильтра не имеет дополнительной фаэовой модуляции с частотойгенератора 13. Выходное напряжениепервого синхронного детектора б пропорционально произведению амплирудыего входного напряжения и косинусаразности фаз его входных напряжений,Учитывая малые изменения косинусаразности фаз вблизи центра характеристики избирательного усилителя 1и первого синхронного детектора б,можно допустить, что выходное напряжение первого синхронного детектораб, подаваемое через первый фильтрнижних частот 7 на второй синхронный детектор 8, определяется в основном только АХЧ избирательного усилителя 1, при этом доля шумов на выходе первого синхронного детектора бзначительно меньше, чем доля шумана выходе детектора огибающей, который обычно подключается к выходуизбирательного усилителя 1 в системах автонастройки контуров, таккак синхронный детектор не пропуска900407 Формула изобретения Составитель Т.АфанасьеваРедактор Н,Пушненкова Техред С.Мигунова Корректор Г,Огар Заказ 12202/72 Тираж 953 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП 1 Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 ет квадратурную составляющую шумов,Это обеспечивает выигрыш в отношениисигнал/шум на выходе второго синхронного детектора 8,Подстройка избирательного усилителя 1 достигается за счет того, чтонапряжение на выходе второго синхронного детектора 8 изменяет свою полярность при изменении знака расстройкиизбирательного усилителя 1 относительно первой гармоники входногосигнала. Технико-экономическая эффективность предлагаемого технического решения определяется улучшением отношения сигнал/шум в канале подстройки избирательного усилителя 1 примерно на 3 дБ, что дает соответствующее улучшение флуктуаций фазы выходного сигнала следящего фильтра. Следящий фильтр, содержащий последовательно соединенные избирательный усилитель и кольцо фаэовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) подстраиваемого генератора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышенияфазовой стабильности выходного сигнала, между выходом подстраиваемогогенератора кольца ФАПЧ и управляющимвходом избирательного усилителя включены последовательно фазовращатель,первый синхронный детектор, вторОйвход которого подключен к выходуизбирательного усилителя, первыйфильтр нижних частот, второй синхронный детектор, второй фильтр нижнихчастот, сумматор н управляющий элемент, а к другим входам второго синхронного детектора и сумматора подключен генератор модулирующей частоты. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Чистяков Н.И. и др. Радиоприем"ные устройства. М., Связь, 1974,20 с. 60 - 69.2. Тузов Г.И, Выделение и обработка инфсрмации в доплеровских системах, М Советское радио, 1967,с, 88 - 100.3, Шахгильдян В.В. и др. Системыфазовой автоподстройки частоты. МСвязь, 1972, с, 15-16 (прототип),