Регенератор несущей частоты фазоманипулированного сигнала

(51) 5 Н 04 В 1 10 Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯищ,".,щ,К ПАТЕНТУ И СР М ЬЭ О(73) Дорофеев Владимир Михайлович(54) РЕГЕНЕРАТОР НЕСУЩЕЙ ЧАСТОТЫ ФАЗОМАН ИПУЛ ИРОВА ННОГО СИГНАЛА(57) Использование: в устройствах приема цифровых сигналов в системах связи с фазовой манипуляцией для выделения несущей частоты и синхронного детектирования принимаемых сигнапоа Сущность изобретения: устройство содержит смеситель, умножитель частоты, усилитель промежуточной частоты, адаптивный узкополосный фильтр, компаратор, делитель частоты, частотнопреобразовательные блоки, в устройстве обеспечивается упрощение путем исключения второго смесителя, второго умножителя частоты и перестраиваемого генератора и улучшение динамических характеристик слежения за частотой принимаемого сигнала, 1 ил.40 45 Юсм(1) = А зп(во - ал)с+ 0 (с), (2) 50 55 Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в устройствах приема цифровых сигналов в системах связи с фаэооой манипуляцией для выделения несущей частоты и синхронного детектирования принимаемых сигналов,Цель - упрощение устройства путем исключения второго смесителя, второго умно- жителя частоты и перестраиваемого генератора и улучшение динамических характеристик слежения за частотой принимаемого сигнала.На чертеже представлена структурная электрическая схема регенератора несущей частоты фазоманипулирован ного сигнала.Регенератор несущей частоты фазоманипулированного сигнала содержит смеси- тель 1, умножитель 2 частоты, усилитель 3 промежуточной частоты (УПЧ), адаптивный узкополосный фильтр 4, компаратор 5, делитель 6 частоты, первый и второй частотно- преобразовательные блоки 7, 8, адаптивный узкополосный фильтр 4, который содержит узкополосный фильтр 4.1, усилитель 4,2, постоянноо тока, фазовый детектор 4,3.Регенератор несущей частоты фазоманипулированного сигнала работает следующим образом.На вход устройства поступает фаэоманипулированный сигнал И/(с) - А рп 030 т + 0(1), (1)где Д= К(2 л /М) при 3 Тт+ 1)Т,Здесь Т - длительность одного символа, М - кратность манипуляции, а параметр К в зависимости от значения символа, передаваемого в интервале 1 Тт(1 + 1)Т, может принимать значения К = О, (М - 1),Обозначим частоту сигнала, действующего на выходе адаптивного фильтра 4 через ь 1, а на выходе 1-го частотно-преобразовательного блока 7 череэм 2. При поступлении на вход устройства сигнала (1) на выходе смесителя будет действовать сигнал Эгот сигнал усиливается в УПЧ 3 и поступает на вход умножителя частоты 2 в М раз, на выходе которого формируется сигнал со снятой манипуляцией О/у(1) = А зпМ(а, - ю 2 ) т+ М 0 (1) ==А 84 пМ( йЪ- и) с(т.к, 0(с) Ы =2 л К) (3) Этот сигнал является гармоническимон выделяется адаптивным узкополосным 5 10 15 20 25 30 35ЧЧг(с) = А вп (во - Юг)лгп Мкоторый поступает на второй вход смесителя 1,Таким образом, частота сигнала, поступающего на второй вход смесителя 1, равна(5)Из (5) и (3) следует, что на выходе узкополосный фильтр 4 частота сигнала равна в=М (иъ- га)= ( , М ) г (6)о Ма на выходе смесителя 1 будет действоватьфазоманипулированный сигнал с частотойГщ= Оъ - 032 = (, ) мэ (7)и фильтром 4, Он может содержать узкополосный фильтр 4,1 с управляемой частотой настройки. Сигнал управления формируется на выходе усилителя 4.2 постоянного тока (УПТ), вход которого подключен к выходу фазового детектора 4.3, первый вход которого соединен с входом фильтра, а второй - с его выходом. В результате действия цепи автоподстройки фильтр 4.1 всегда оказывается настроенным на частоту сигнала, поступающего на его вход, Поскольку на вход ФД 4.3 поступают сигналы одной и той же частоты независимо от частоты сигнала. действующего на входе устройства, то на его выходе выделяется только постоянная составляющая, а частота биений отсутствует, Это обеспечивает захват за полезный сигнал при любом значении нестабильности частоты принимаемого сигнала.Коэффициент усиления УПТ должен быть достаточно большим, чтобы разность фаз сигналов на входе и выходе фильтра 4.1 была незначительной (5), а его полоса пропускания достаточно узкой, чтобы обеспечить малую шумовую полосу петли автоподстройки частоты этого фильтра,В компараторе 5 этот сигнал клиппируется и превращается в меандр. Такой сигнал удобен для осуществления цифровой обработки сигнала (3) в делителе частоты 6 и в частотно-преобразовательных блоках 7 и 8. В блоке 7 осуществляется дробно-рациональное преобразование частоты (3) в 1 = =(пт/и) раэ, где гп и и - взаимно простые числа.В результате на выходе этого блока будет действовать сигнал2001526 Сигнал, действующий на выходе компаратора 5 и имеющий частоту а(, поступает на вход 2-го частотно-преобразовательного блока 8 с коэффициентом преобразованияи +(т( Мп МВ результате на его выходе формируется гармонический сигнал с частотой, равной иь .Этот сигнал когерентен с фазоманипулированным сигналом, поступающим на вход устройства, и может быть использован в качестве опорного в блоке демодуляции ФМ сигнала.Кроме того. сигнал с выхода компаратора 5 поступает на вход делителя 6 частоты, который делит частсту входного сигнала в М раз, В результате на его выходе формируется гармонический сигнал с частотой вз, когерентной с ФМ сигналом, действующим на выходе УПЧ 3. Этот гармонический сигнал может быть использован в качестве опорного при демодуляции ФМ сигнала, действующего на выходе УПЧ 3. Следует отметить, что в предложенном устройстве, в отличие от известного, единственным источником нестабильности частоты сигнала, поступающего на вход узкополосного фильтра, является нестабильность частоты принимаемого сигнала, в то время как в известном устройстве источником нестабильности является нестабильность частоты перестраиваемого генератора, причем первая из названных нестабильностей меньше второй. Это, а также применение в предлагаемом устройстве адаптивного узкополосного фильтра позвоФормула изобретения РЕГЕНЕРАТОР НЕСУЩЕЙ ЧАСТОТЫ ФАЗОМЛНИПУЛИРОВАННОГО СИГНАЛА, СОдЕРжащий умножитель частоты и смеситель, первый вход которого является входом устройства, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства путем исключения второго смесителя, второго умножителя частоты и перестраиваемого генератора и улучшения динамических характеристик слежения за частотой принимаемого сигнала, введены адаптивный узкополосный фильтр, компаратор, делитель частоты, первый и второй частотно-преобразовательные блоки и усилитель промежуточной частоты, выход которого является первым выходом ляет получить в нем хорошие динамические характеристики слежения за несущей частотой принимаемого сигнала.В качестве одного из примеров выбора 5 параметров преобразования п и гп в(4) - (7)рассмотрим случай, когда осуществляется прием ФМ сигнала с М = 4, 1 о =в,/27 г =4 Ггц и допустим, что промежуточная частота выбрана так, чтосиз/2 л = 35 Мгц, т.е. ( - ) = -Ж 3 1 В 29При этом из (7) следует=4, можно, используя предложенное устройство, создать приемник ФМ сигналов с промежуточной частотой, равной напр/2. При этом, как видно иэ (6), нестабильность частоты сигнала а, на входе узкополосного фильтра связана с нестабильностью частоты полезного сигнала йЪ соотношением4 п 125Л в(/Л иЪ -и =4 п 1 2 тт,е, нестабильность Лщ( более чем на порядок ниже, чем нестабильность частоты принимаемого сигнала. Данное обстоятельство существенно упрощает выполнение уз кополосного фильтра в регенераторенесущей, так как подстройка его центральной частоты должна осуществляться в весьма незначительных пределах. 35 (56) Заявка Японии й 1961, кл. 98(5) Е О. 1968. 40регенератора и подключен к входу умно- жителя частоты, вход которого соединен с входом адаптивного узкополосного фильтра, выход которого через компаратор под ключен к входам первого и второгочастотно-преобразовательных блоков и входу делителя частоты, при этом выход первого частотно-преобразовательного блока подключен к второму входу смесите ля, выход которого подключен к входу усилителя промежуточной частоты, причем выходы второго частотно-преобразовательного блока и делителя частоты являются соответственно вторым и третьим 55 выходами устройства,