Цифровая динамическая следящая система

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(23) ПриоритетОпубликовано 30,0982. Бюллетень М 36Дата опубликования описания 300982 Р 11 М К з С 05 В 11/14 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель 54) ЦИФРОВАЯ ДИНАМИЧЕСКАЯ СЛЕДЯЩАЯ СИСТЕМА Изобретение относится к автоматике, а именно к следящим системам управления и фильтрации, в частности к следящим Фильтрам для выделения сигналов на фоне помех.Известна цифровая динамическая следящая система, содержащая в качестве преобразователя код-частота управляемый цифровой делитель частоты с переменным коэффициентом деления 1).Недостатком данного устройства является невысокая точность работы при увеличении диапазона перестройки частоты преобразователя код-частота, так как при этом возрастает ошибка дискретности установки частоты, уменьшение которой за счет увеличения коэффициента деления управляемого делителя уменьшает диапазон перестройки частоты преобразователя код-частота.Наиболее близкой к предлагаемой является цифровая динамическая следящая система, содержащая последовательно соединенные смеситель частот, первый вход которого подключен к входу системы, усилитель промежуточной частоты, цифровой дискриминатор, цифровой фильтр-экстраполятор,интерполятор и блок сравнения, второй вход которого подключен к второму выходу цифрового фильтра-экстраполятора, а выход - к первому входупервого делителя частоты, второйвход которого соединен с первымвыходом блока опорных частот, вторым выходом подключенного к второмувходу ннтерполятора 2),Известная цифровая динамическаяследящая система характеризуетсянедостаточной точностью, обусловленной относительно высоким уровнемпаразитной модуляции сигнала на вы 15 ходе полосового фильтра, выходомсоединенного с вторьм входом смесителя, за счет неидеальности работыаналогового смесителя и полосовогофильтра.20Цель изобретения - повышение точности системы,Поставленная цель достигаетсятем, что в нее введены первый цифровой фаэовращатель и последовательносоединенные второй цифровой Фазовращатель, дешифратор, блок совпадений и второй делитель частоты, выход которого подключен к второмувходу смесителя частот, причем выходпервого делителя частоты соединен,с входом второго цифрового фазонра" щателя и с вторым входом дешифрато(а, а третий выход блока опорных частот через первый цифровой фазонращатель подключен к второму входу блока совпадений.На фиг.1 приведена блок-схема )цифровой динамической следящей системы на фиг.2 - Функциональная схема примерной технической реализации цифровых фазовращателей, дешифратора и блока совпадений.Система содержит смеситель 1 частот, усилитель 2"промежуточной частоты, цифровой дискриминатор 3, цифровой фильтр-экстраполятор 4,интерполятор 5, блок 6 сравнения, первый делитель 7 частоты, блок 8опорных частот, первый и второй цифровые фазовращатели 9 и 10, блок 11совпадений, дешифратор 12 и второйделитель 13 частоты, триггеры 14 и 15, элементы НЕ 16 и 17, элементыИ 18-25 и элемент ИЛИ 26. Система работает следующим образом,Входной сигнал поступает на первый вход смесителя 1, на второйвход которого поступает сигнал обратной. связи с выхода второго делителя 13 частоты, н результате чего на выходе усилителя 2 выделяется сигнал промежуточной частоты,поступающий на вход цифроного дискриминатора 3, где в цифровой формевыделяется неличина рассогласования (ьИ) по частоте (фазе),После обработки величины дК вцифровом Фильтре-экстраполяторе 4результирующее двоичное число(+Куяр) выдается в интерполятор 5,на второй вход которого из блока 8опорных частот поступает сигналс частотой йо, преобразующий эточисло в частоту следования импульсон управления Рупр = Мупро /1где число Б характеризует дискретность установки частоты интерполятора 5. Эти импульсы поступают вблок 6 сравнения,.куда одновременнос второго выхода цифрового Фильтраэкстраполятора 4 поступает информация о знаке рассогласования Вур.На находе блока 6 формируется управляющее воздействие, которое устанавюфнает соотнетствующий коэффициент деления первого делителя 7частоты в одно из трех возможныхсостояний ю,щ или в+1, Выходнойсигнал типа меандр с выходаделителя 7 поступает на вход второгоцифрового фазовращателя 10 и параллельно на входы дешифратора 12 дляформирования нескольких (1 = 4)сдвинутых по фазе относительно другдруга последовательностей импульсовс неизменным периодом, равным удвоенному периоду входного сигнала(Т; = 2 Т).Одновременно с третьего выходаблока 8 опорных частот подаетсясигнал на первый цифровой Фазовра 5 щатель 9 для формирования нескольких ( 1 = 4) сдвинутых с перекрытиемотносительно друг друга импульсныхпоследовательностей с неизменнымпериодом, равным удвоенному значе 10 нию периода входного сигнала (Т 3= 2 Твю)Полученные таким образом две серии импульсных последовательностейсуммируются в блоке 11 совпадений,который выдает на выход суммарныйсигнал, период которого соответствует сумме периодов входных сигналов (ТВы) = Тв 1+ Т щ т) е Сигнал свыхода блока 11 совпадений, не требующий дополнительной фильтрации,через делитель 13 частоты подаетсяпо цепи обратной связи на второйвход первого смесителя 1,Преимущество предлагаемой системы по сравнению с известной в существенно меньшем уровне паразитноймодуляции выходного сигнала, Так,выходной сигнал известной системыможно представить как сумму гармонических колебаний с частотами30(Хо+ Х)где Х - выходная частота блока 8оопорных частот;Х - выходная частота делителя 7;35 К - 1,2,3п,В предлагаемой системе выходнойсигнал является суммой гармонических колебаний с частотами(Хо + Х 1) +40 и практически не содержит составляющих с частотами ХО Хн-И Хн"2 Х,Х+ЗХ,: и т,д. которые могут попасть в полосу пропускания усилителя 2.45 Таким образом, существенноеуменьшение уровня паразитной модуляции выходного сигнала позволяетповысить точность, а также выполнить практически всю систему наструктурно однородной цифровой элементной базе, что существенно улучшает при этом габаритно-весовыехарактеристики подобных систеМ иобуславливает технико-экономичес 55кий эффект в случае ее применения.Формула изобретенияЦифроная динамическая следящаясистема, содержащая последовательно соединенные смеситель частот, первый вход которого подключен к нходу системы, усилитель промежуточной частоты, цифровой дискриминатор, Ь 5 цифровой Фильтр-экстраполятор, ин962846 Рий 1 терполятор и блок сравнения, второйвход которого подключен к второмувыходу цифрового фильтра-экстраполятора, а выход - к первому входупервого делителя частоты, второйвход которого соединен с первачвыходом блока опорных частот, вторым выходом подключенного к второмувходу интерполятора, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения точности, в нее введены первый цифровой фазовращатель и последовательно соединенные второй цифровой фазовращатель, дешифратор,блок совпадений и второй делительчастоты, выход которого подключен к второму входу смесителя частот,причем выход первого делителя частоты соединен с входом второго цифрового фазовращателя и с вторйм входом дешифратора, а третий выход 5,блока опорных частот через первыйцифровой фазовращатель подключен квторому входу блока совпадений. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР М 348979, кл. С 05 В 11/14, 1970. 2, Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2902174,кл.б 05 В 11/14,5 в 1980 (прототип) .962846 Составитель С, Дунаевктор В. Петраш Техред М.НадьКорректор В. БУтЯга аказ 750 Филиал ППП Патент 1 ф, г. Ужгород, ул, Проектная,Тираж 914 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 3035, Москва, Ж, Рауш