Цифровая динамическая следящая система

(4 (7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССР У 328430, кл, С 05 В 13/02, 1970.Авторское свидетельство СССР В 537432, кл. Н 03 В 3/04, 1975.Авторское свидетельство СССР В 348979, кл. С 05 В 11/14, 1970, (54) ЦИФРОВАЯ ЛИНАМИЧЕСКАЯ СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕИА(57) Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в следящих фильтрах для выделения сигналов на фоне помех, Целью изобретения является повышение точности сис" темы, Цифровая динамическая следящая система содержит последовательно соединенные первый смеситель, вход кото-.рого соединен с входом системы, полосовой фильтр, второй смеситель, усилитель промежуточной частоты, цифровой дискриминатор, второй входкоторого соединен с выходом блокаопорных частот, и цифровой фильтрэкстраполятор, а также последовательно соединенные регистр и накапливающий сумматор, счетный вход которогоподключен к второму выходу блока опорных частот, третий вход которогдподключен к второму входу второго сме"сителя, вход регистра подключен к выходу цифрового фильтра-экстраполятора, выход накапливающего сумматораподключен к второму входу первогосмесителя. 3 ил.12854Изобретение относится к радиотехнике, а именно к следящим системам управ.71 ения и фильтрации, и может быть использовано в следящих фильтрах для выделения сигналов на фоне помех.Цель изобретения - повышение точности системы.На Фиг.1 приведена блок-схема цифровой динамической следящей системы; на Фиг,2 - Функциональная схема с примерной технической реализацией регистра и накапливающего сумматора; на Фиг,З - временные диаграммы, поясняющие работу предлагаемого устройства.Система содержит первый,смеситель15 1 частот, усилитель 2 промежуточной частоты, цифровой дискриминатор 3, цифровой Фильтр-экстраполятор 4, блок 5 опорных частот, регистр 6, накапливающий сумматор 7, второй смеситель 8 частот и полосовой фильтр 9.Цифровая динамическая следящая система работает следующим образом,Входной сигнал поступает на первый 25 вход смесителя 1, на второй вход которого с выхода старшего разряда (триггера) накапливающего сумматора 7 поступает сигнал Б типа меандрт(фиг.З), закон изменения частоты которого с точностью до номинала промежуточной частоты соответствует закону изменения частоты входного сигнала. В результате перемножения этих сигналов на выходе полосового фильтра 9 выделяется сигнал первой промежуточной частоты Г , поступающий на первый вход смесителя Я, на второй вход которого с третьего выхода блока 5 опорных частот поступает сигнал с по 40 стоянной частотой Г =1 -Г . В реЭ ПРУ ОР 2 зультате перемножения этих сигналов на выходе усилителя 2 выделяется сигнал второй промежуточной частоты, который далее поступает в цифровой дис 45 криминатор 3, где в цифровой форме выделяется величина рассогласования между действительной и эталонной промежуточными частотами К К 50 дИ,=1 -1 = ( -- )- л ЙВЧ (2 пР 20 ГОР 2 ) К2Р 2 Ргде Г - частота счетных импульсов.сч 55После обработки этого числа в цифровом Фильтре-экстраполяторе 4 на егоего выходе формируется управляющеечисло 1 Ч , , пропорциональное суммеУРР 28 2одинарного, двойного и т,п, вплоть до и-го интервала величины рассогласования, которое записывается в регистр 6, выходы которого соответственно подключены к входам накапливаю- щего сумматора 7. При этом каждый тактовый импульс, поступающий с выхода блока 5 опорной Г частоты записьювает в накапливающий сумматор 7 число Му , в результате чего в нем накапливается результирующее число И рост которого происходит по пилообразному закону (фиг.З) со скоростью, пропорциональной В,(С)=Г И ,. С,При достижении первого порога 2 триггер ш-го разряда сумматора 7 переходит в состояние "1", а при достижении второго порога 2 "-1, соответствующего полному заполнению сумматора 7, он обнуляется и процесс повторяется снова (фиг,З), В результате частота выходного сигнала (первая гармоника) старшего разряда этого сумматора устанавливается в соответствии с управляющим числом, записанным в егист е 6Р РГгде о 1 - дискретность установки выходной частоты преобразователя код - частота, состоящего из регистра и накапливающего сумматора 7, постоянная во всем диапазоне изменения выходного сигнала.Нижняя граница диапазона изменения частоты выходного сигнала этого преобразователя ограничивается снизу периодом изменения управляющего числа Ит.е, временем квантования входного (второй промежуточной частоты) сигнала в цифровом дискриминаторе и обычно составляет К=(1-8) периодов этой частоты, т. е, К ) Г /ВЬХ 7 РР 2 /К. Верхняя же граница диапазона изменения частоты выходного сигнапа ограничивается фазовыми шумами квантования, обусловленными величинойР Р Р.тически МуРНЕ ПРевышает величины 2 , поскольку в этом случае2 Эчрая.Р.В Рах 32Предлагаемая система по сравнению с известными обладает следующими достоинствами,Во-первых, при одинаковой дискретности перестройки частоты выходного1285сигнала преобразователя код - частота предлагаемая система позволяет на порядок увеличить диапазон перестройки частоты выходного сигнала, а при одинаковом диапазоне перестройки частоты 5 на порядок уменьшить дискретность перестройки частоты (шум квантования).бТак, например, при Г =5 10 Гц, И = =32, в=20 в известном устройстве д й,с,= - =80 кГц, 3 й=й (1/2 И 2 - 1/Х 2 ) =Г- т 2о=(2,5-5) кГц, ав предлагаемой системе дй =160 кГц и ЬК=Г /2 =2,5 Гц.Таким образом, предлагаемая система при вдвое большем диапазоне пере стройки частоты позволяет,на три порядка уменьшить шумы квантования преобразователя код - частота..Во-вторых, подключение входа смесителя 1 частот к входу системы поз воляет более чем на два порядка уменьшить полосу пропускания полосового фильтра (аГ, " 200-300 Гц),а относительная свобода в выборе номинала этой частоты (Г =2-3 МГц) позволя пеет использовать для реализации этих фильтров кварцевые фильтры (добротность которых составляет 3000-1000), обеспечивающих практически идеальную стабильность (ЬГ/Г) собственных 30 амплитудно-частотных характеристик, максимальное подавление паразитных составляющих выходного сигнала преобразователя код - частота и достаточно высокую предварительную фильтрацию 35 входного сигнала от внешних шумов.В-третьих, подключение второго смесителя к выходу блока 5 опорных частот (второму гетеродину с постоянной частотой) позволяет существенно сни зить номинал второй промежуточной частоты, поступающей на вход цифрового 28 4дискриминатора 3 (й ,= 2 КГц). 11 ри этом сравнительно просто обеспечивает- ся микроминиатюризация усилителя 2 промежуточной частоты, для реализации которого используются только К,С-элементы, снижаются требования к стабильности его амплитудно-частотных характеристик, а использование генератора, счетных импульсов с частотой Е, =. =5 МГц позволяет уменьшить ошибку квантования частоты в цифровом дискриминаторе до величины8 К=12 /КГ,О, 1 Гц.Таким образом существенно уменьшаются "основные составляющие аппаратурных ошибок цифровой динамической сле.дящей системы и соответственно увеличивается ее точность.Формула изобретенияЦифровая динамическая следящая система, содержащая последовательно соединенные первый смеситель, вход которого соединен с входом системы, полосовой фильтр, второй смеситель, усилитель промежуточной частоты, цифровой дискриминатор, второй вход которого соединен с выходом блока опорных частот, и цифровой фильтр-экстраполятор, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности, вве" дены последовательно соединенные регистр и накапливающий сумматор, счетный - од которого подключен к второму выходу блока опорных частот, третий выход. которого подключен к второму входу второго смесителя, вход регистра подключен к выходу цифрового фи" льтра-экстраполятора, а выход накапливающего сумматора подключен к вто,рому входу первого смесителя.