Устройство для выделения квадратурных составляющих узкополосных сигналов

3 ЦВ Н 03 О 3/О САНИЕ ИЗОБРЕТ К АВТО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56). 1. Жадзинский М.И. и др. Цифровые системы фазовой синхронизации. М., "Советское радио", 1980,с. 16, рис. 14.2. Авторское свидетельство СС РВ 530419, кл. Н 03 .0 3/00, 1972(54 ) (57 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ. ВЫДЕЛЕНИЯКВАДРАТУРНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ УЗКОПОЛОСНЫХ СИГНАЛОВ, содержащее источник входного сигнала; последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и делитель частоты, временной дискретизатор, опорный вход которого подключен к генератору так"товых импульсов, и два канала обработки сигналов, каждый из которыхсодержит последовательно соединен.801019583 А йые переключатель, сумматор и фильтр нижних частот, а также инвертор, вход которого соединен с вторым выходом переключателя, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности выделения квадратур, введены опорный-генератор гармойического сигнала, последовательно. соединенные неремножитель и фильтр нижних частот, а также дополнительный переключатель, при этом сигнальный и опорный входы перемножителя подключены соответственно к источнику входного сигнала и опорному генератору гармонического сигнала, аыход фильтра нижних частот подключен к сигналь- Е ному входу временного дискретизато-. ра, входы дополнительного переключателя подключены соответственно к выходам временного дискретизатора и генератора тактовых импульсов, а выходы - к вторым входам переклю,чателей каждого из каналов обработки сигналов, выходы инверторов которых подключены к вторым входам сумматоров.Изобретение относится к радиотехнике, и может быть использовано в устройствах приема и обработки узкополосных радиосигналов.Известен квадратурный преобразова тель, содержащий опорный генератор гармонического сигнала, два перемножителя, Фазовращатель на 90 ф и два фильтра нижних частот.Квадратурный преобразователь работает следующим образом, Исход 10 ный узкополосный сигнал подается на входы перемножителей. На другие .входы этих перемножителей с выхода опорного генератора гармонического сигнала подаются сдвинутые друг относи-; 15 ,тельно друга на 90 гармонические напряжения, частота которых равна несущей частоте входного узкополосного колебания. После перемножения и фильтрации выходного сигнала пере О множителей фильтрами нижних частот на выходе последних формируются квадратурные составляющие комплексной огибающей входного узкополосного сигнала 11. 25Существенным недостатком известно. го квадратурного преобразователя является наличие двух перемножителей (смесителей ), неидентичность параметров которых приводит к появлению ошибок выделений квадратур сигнала. Поэтому при регулировке этого преобразователя требуется тщательная калибровка параметров перемножителей с целью достижения возможно большей близости их параметров. Кро ме того, необходимость обеспечения заданной точности выделения квадратур накладывает жесткие требова;ния на характеристики дрейфа параметров перемножителей во времени, 40Наиболее близким по технической сущности к изобретению является. устройство для выделения квадратурных составляющих узкополосного сигнала, содержащее источник входного сигнала, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и делитель частоты; временной дискретизатор, опорный вход которого подключен к генератору тактовых имйульсов, и два канала обработки сигналов, каждый иэ которых содержитпоследовательно соединенные переклю-. чатель, сумматор и фильтр нижних частота также инвертор, вход которого соединенс вторымвходом переключателя 2.Основной операцией, осуществляемой известным устройством является образование двух сдвинутых друг относительно друга по фазе иа 90 ф ка нальных сигналов. Указанный сдвиг фаз осуществляется фазовращателем, . который должен добавлять во входной сигнал требуемую фаэовую добавку. Особенностью обработки узкополосного 65 сигнала, характеризующегося значительной .шириной спектра занимаемыхчастот, является необходимость сдвига на 90 одновременно всех его спектральных составляющих. Подобнаяоперация математически может бытьосуществлена преобразованием, называемым интегральным преобразованием Гильберта. Техническая реализация преобразования Гильберта в строгом смысле невозможна так как соответствующее устройство, как известно, является физически нереализуе 1 мым, обладает бесконечной импульснойхарактеристикой и, как следствие,требует введения бесконечной задержки выходного сигнала относительно входного,Таким образом, использование стандартного фаэовращателя для внесенияв узкополосный сигнал фазового сдвига в известном устройстве связанос внесением в формируемые им квадратурные составляющие сигналы систематической ошибки, обусловленнойпогрешностями фазового сдвига спектральных составляющих частоты, не равной несущей частоте.1Целью изобретения является повышение точности выделения квадратур.Цель достигается тем, что в устройство для выделения квадратурныхсоставляющих узкополосных сигналов,содержащее источник входного сигналапоследовательно соединенные генератор тактовых импульсов и делительчастоты, временной дискретизатор,опорный вход которого подключен кгенератору тактовых импульсов, идва канала обработки сигналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные переключатель,сумматор и фильтр нижних частот, атакже инвертор, вход которого соединен со вторым выходом переключателя, введены опорный генератор гармонического сигнала, последовательносоединенные перемножитель и.фильтр,нижних частот, а также дополнительный переключатель, при этом сигнальный и опорный входы перемножителяподкачены соответственно к источнику входного сигнала и,опорному генератору гармонического сигнала, выход фильтра нижних частот подкл 6 ченк сигнальному входу временного дискретиэатора входы дополнительногопереключателя подключены соответственно к выходам временного дискретизатора и генератора тактовых импульсов, а выходы - к вторым входампереключателей каждого иэ каналовобработки сигналов, выходы инверто-ров которых подключены к вторымвходам сумматоров.На фиг. 1 приведена структурнаясхема устройства для выделенияквадратурных составляющих узкополосх=аЩсаэ 1 фТЕо+ ЧЩ (1) где а(с), У(с) соответственно ам"плитуда и фаза уз-. 45 кополосного сигнала, являющиеся . Функциями медленноиэмевякщимкся вовремени по сравнению с несущей частотой го;время, поступающеена сигнальный входперемножителя 12. 55на опорный вход которого с выходаопорного генератора11 гармонического фсигнала подается гармоника часто ты .спектра 5(У) узкола х(с) представлен буквой 8 обоэначе-, ины спектра сигнала 65 Примерный вид полосного сигва на фиг. 2 а, где на величина шир ных сигналов, на фиг. 2 - вид спектра узкополосного сигнала; на фиг.З эпюры, поясняющие работу устройства.Устройство для выделения квадра-. турных составляющих узкополосных сигналов, содержИт йсточник 1 входного сигнала, последовательно соединенные генератор 2 тактовых им-, пульсов и делитель 3 частоты,. временной дискретизатор 4, опорный вход которого подключен к генерато ру 2 тактовых, импульсов, и два канала 5 и б обработки сигналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные переключатель 7., сумматор 8 и фильтр 9 нижних 15 частот, а также инвертор 10, вход которого соединен с вторым выхо-, дом переключателя 7,: опорный генератор 11 гармонического сигнала, последовательно соедийенные перемножитель 12 и Фильтр 13 нижних частот, а также дополнительный переключатель 14, при этом сигнальный и опорный входы.перемножителя 12 подклвчеиы соответственно.к источнику 1 входно го сигнала и опорному генератору 11 гармонического сигнала,. выХод Фильтра 13 нижних частот подключен к сигнальному входу временного дискретизатора. 4,входы дополнительного пе-. реключателя 14 подключены соответст- З 0 венво к выходам временного дискрети. затора 4 и генератора 2 тактовых им пульсов, а выходы - к вторым входам переключателей. 7.каждого из .каналов 5 и б обработки сигналов, выходы ин верторов 10 которых подключены к.вторым входам сумматоров 8.Устройство работает следующим образом.Узкополосный сигнал х(с) , зада-: 4 п ваемый соотноыением Эпюра напряжений сигнала х(с) представлена на фиг, Зсс. В результате перемножения сигнала х(с) с гармоникой с 0 2 ЛФ, и последующей фильтрации сигнала, полученного в результате перемножения фильтром 13 нижних частот на его выходе образуется узкополосный сигнал с несущей частотой Г = Ео- Г. Значение промежуточной частоты Е въбира- ется таким образом, чтобы спектр по-. лучающегося после гетеродннирования узкополосногб сигнала располагался ва оси частот так, как показано на фиг. 2 б, т.е. составлянасие спектра на положительных и отрицательных частотах к результате преобразования не перекрывались бы на нулевой частоте. Таким образом, на выходе .Фильтра 13 нижних частот получаем сигнал х, определяемый какх Я = са(асов(2 ХИ+4 ЯЗ; (2)Зпюра сигнала х(Ц представлена наФиг. 35. Как видим ширина спектра сигнала МЙ) составляет 2 Р Гц, поэтому при его дискретизации для выполнения условия применимости теоремы Котельникова.ее надо производить с ссериодойЬс", (3)Последняя операция осуществляется времецным дкскретизатором 4. Управление временным дкскретизатором 4 осуществляется генератором 2 тактовых импульсов, управдяющке импульсы с которого следуют с дискретом Ю (Фиг. 3 Ь) . На выходе временного дискретиэатора 4 образуются импульсы напряжения, полярность и значение амплитуд которых соответствуют значениям отсчетов сигнала Ф(Ц, взятьак с двскретом дфоп (Фиг.Зь);Для дальнейшего пояснения принци" па работы устройства заметим, что для значений отсчетов сигнала х(дфоп , взятых с дискретом аГс учетом. выражевий (2).и (3), можно записать кСпкцЙСд 1 сов м Ч )а а зцЙФсо 9(чюЯ) сов - ьа-м+ю ы -где д = 0,1,2, + еоМножители соЩ и зпп в первой части Формулй (4) могут принимать только три значения -1, О, +1;1019583 г д ж О.ДЯ фц Составитель Л. Ананьевазаренко Техред С.Мигунова Корректор о, Билак ор Н Ре елам изобретений и открытий осква, Ж, Рауюская наб.,/5 13035 илиал ППП "Патентф, г.ужгород, ул. Проект каз 3723/50 Тираж 936 Подписн ВНИИПИ Государствейного комитета СССР