Приемник сигналов с угловой модуляцией

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 09 ( 2 й 4 Н 04 В 1/06 1 ЦЗ,ЦгЕЯ 8 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ при на тизоб лд.Ч-трионн яц7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТПРИ ГКНТ СССР А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Харьковский авиационный институт им. Н.Е. Жуковского(56) Плеханов В.В. и др. Автокорреляционный прием составных сигналов на тропосферных линиях связи. М . Радио и связь, 1 984, с. 35-37.Там же, с. 56-63.(57) И зобретение относится к технике сигналов с угловой модуляцией посфррных линиях связи, Цель тения - уменьшение искаженийПриемник содержит линей- акты 1,2,3 и 4, автокорые преобразователи (АКП) 5, 8, опорный и перестраиваемый и 14, сумматор 1 О, полосовые фильтры 11 и 20, однополосные смесители 12, 13, 15 и 7, широкополосный и резонансный усилители 16 и 18,фазовый детектор (ФД) 1 9 и фильтр 21нижних частот. В стационарном режиме на выходе ФД 19, а значит и навыходе приемника, напряжение равнонулю . В динамическом режиме при наличии на входе приемника частотномодулированного колебания происходит изменение вносимого фазовогосдвига. В процессе работы приемникачастота автоколебания в кольцевомсоединении, образованном смесителя"ми 15 и7 и усилителями 16 и 18,остается неизменной и равной частоте настройки усилителя 18. Стабильность вынужденных колебаний в автоколебательной системе будет определяться в основном стабильностьючастоты колебаний г-ра 9, а стабиль-ность частоты выходных колебанийфильтра 20 существенно зависит отстабильности частоты г-ра 14. 1 ил.(6) для мгновенной фазы колебания на вьюходе которого АКП ш = 2 т в 1 п ЯС)/2, (7) 1 О(9)Очевидно, что в(й)-з(Е-э) =ч(1)ЙЕ:х-ээЭто выражение можно приближеннб записать в(е) -в(г;- )ч(С), тогда 1,5 (9) примет видф =-С д ч (О)Из (10) следует, что на выходе АКПдействует сигнал, модулированный по 20 фазе многоканальным сообщением.Итак, на первый вход первого однополосного смесителя 12 подаетсясигнал (6), а на второй вход этого смесителя поступает колебание частоты перестраиваемого генератора 14.На выходе первого однополосного смесителя 12 выделяется колебание суммар.ной частоты ( Ыог+шпг)111 соз (ы +я ) + 2 ш вп соз х 1(д"э "2.см пых см 1ог пг о 1+ аког + афпг+ гсм 1 3135 На выходы второго однополосногосмесителя3 поступают колебания свыхода опорного генератора 9 и сперестраиваемого генератора 14, навыходе этого смесителя выделяетсяко.4 О лебание суммарной частоты (мог +ипг),где 1 см1 смсоз(эьг пг)ог пг см 1 1( 2) 1му, в которой при выполнении условий баланса фаз и амплитуд в стационарном состоянии существуют устойчивые колебания с частотой. равной частоте стабилизированного опорного генератора Ы рз = ы,г . где ср м - фазовый сдвиг колебанийв цепях фильтрации второго однополосного смесите-ля 3,ЬОКолебания с выходов. первого и второго однополосного смесителей. поступают на входы третьего и четвертогооднополосных смесителей соответственно. Включенные в кольцевое соединение блоки: четвертый смеситель 17,широкополосный усилитель 1 6, третийсмеситель 15 и резонансный усилитель18, образуют автоколебательную систеИз (6) видно, что на выходе каждого АКП индекс модуляции а так как частота корреляторного сигнала значительно превышает верхнюючастоту спектра сообщения, т.е.Яар Яв, э)= 2 Г/Й, и Яс /21,то (7)можно упростить и записать-"гп, = ды, (8)где дэо - девиация сигнала на выходеприемника;С - время запаздывания в линии задержки 24 АКП.Из (8) видно, что индекс модуляции сигнала на выходе АКП не зависит от частоты модулирующего сигнала, и следовательно, частотно-модулированный сигнал преобразовался в сигнал с фазовой модуляцией.При модуляции сигнала по частоте многоканальным сообщением выражение ц - начальная фаза колебанийпг. перестраиваемого генератора 14;ч" , - фазовый сдвиг колебанийв цепях фильтрации первого однополосного смесителя 12. Ф(С) = афпг С - дои, в(Е) -в(Е -7 Ц,В стационарном режиме при отсутствии модулирующего сигнала на входы фазового детектора 1 9 с выходов резонансного усилителя 18 и опорного генератора 9 поступают колебания одинаковой частоты ипоэтому упб 5 462495 6 равляющее напряжение на в ыходе этого фазового детектора равно нулю, и частота перестраиваемого генератора 14 равна номинальному (начальному) зна 5 чению ыгь. На выходе третьего одноу11 соз (2.а) +м гс ) Й Рог + рр + см+ ьсм 3 1(с) = 11 см ЗК шу соз Г 2 аког+г 1 Й (24 ог+ пга) у ++ Жг+ Маг + Чр, + с+ ел 1 (4) где Я у - время запаздывания колебания в широкополосном усилителе.25На выходе четвертого однополосного смесителя 17 выделяется колебаЮ 1 см 4 созыог г + ьо") ( 40+ 4 См 43 менной временной задержки) в широкополосном усилителе при начальной 35настройке добиваются выполнения условия Ыру = МогТаким образом, в стационарном режиме на выходе фазового детектора19, а значит, и на выходе автокорреляционногоприема напряжениЕ равнонулю.В динамическом режиме при наличиина входе автокорреляционного приемника частотно-модулированного колебания происходит изменение вносимого фазового сдвига на величинуиД.07 сов Я(Е - - ) (18)"У2и частота колебаний в автоколебательной системе, образованной включеннымв кольцевое соединение блоками 7,16 15 1 8 отклоняется относительнономинального значения по закону изменения модулирующего сигнала, таккак условия баланса Фаз выполняютсяна других частотах. На выходе Фазового детектора появляется управляющее напряжение в виде колебанийчастоты биений, равной (пропорцио(16) где К = 0,1,2,К су 3 "го у4 р 4 мОГь ьу где р- фазовый набег колебаний в резонансном усилителе 18; Цс ь- Фазовый сдвиг колебаний в цепях Фильтрации третьего однополосного смесителя.+ ьр+ .си 1+ ьс,мз+ смУсловие баланса фаз для автоколебательной системы, образованной блоками 17, 16, 15, 18 можно представить в виде Я + ь с) (2 4 ьг + гь) с у + грч Чсм= Мсм. 4 см 2+ г,4 - Фазовый сдвиг колебанийв цепях фильтрации одно- полосных смесителей 12, 13, 15, 17.Из уравнения (16) находим выражение для частоты колебаний кольцевого генератора, образованного блоками 17 16 15 и 18 Если же ярм,г, то либо выбором частоты 4 либо дополнительным Фаэовращателем (устройством переполосного смесителя 1 6 выделяетсяколебание с частотой (,г + д,)++4 ог 2 фог + 4 ого ь Равной сУммечастот колебаний, поступающих на еговходы/ С выхода третьего однополосного смесителя 6 колебания поступают на вход широкополосного усилителя 1 6 с коэффициентом усиления К, с выхода которого - на второй вход четвертого однополосного смесителя 17: ние с частотой (2,г+сОг) - (Мог ++4 ПГО ) = Сг ь раВНОй раЗНОСтИ ЧаСтот колебаний, поступающих на еговходы(20) перепишем 30 выражение нальной) девиации частоты ЧМ колебания в каждый момент времени. Это нап-. пряжение через второй полосовой фильтр 20 с полосой пропускания,15 равной девиации частоты входного ЧМ сигнала (Г ср мин Ф ар 2 "мфф моделирующего сигнала где ГВс Й- нижняя и верхняя частоты среза полосового фильтра а Г и10У мин макс - минимальная и максимальная частоты модулирующего сигнала соотПри этом, величина фазовых сдвиговЧсмф фо ") (2 ог + алга )вррцостается практически неизменной. Извыражения (1 б) и (91 следует, чтоизменение частоты перестраиваемогогенератора 14 вследствие воздействия на вход приемника ЧМ сигналаравно(,)до,г(с) = ды соз Я(с -- ) (21) Это значит, что изменение частоты перестраиваемого генератора происходит по закону изменения девиации частоты во времени входного ЧМ сигнала. Подавая колебания с выхода вто. рого полосового фильтра 20 на частотный детектор можно выделить полезную информацию. Из-за нестабильности средней частоты ЧМ сигнала нестабильности частоты опорного генератора 9, а также вследствие медленных изменений фазового сдвига за счет тропосферных явлений при распространении возможны дополнительные изменения частоты выходных колебаний с выхода фазового детектора 1 9, Для уменьшения этих нежелательных изменений частоты выходных колебаний прием" ника предусмотрена автоподстройка опорного генератора 9 напряжением, снятым с выхода фазового детектора 19 через фильтр нижних частот 21 с, частотой среза выше частоты нежелательных колебаний на выходе фазового детектора 1 9, вызванных неставетственно), поступает на вход управления перестраиваемого генератора 14, в результате частота генерируемых колебаний этого генератора изменяется на величину ды такпгчто условие баланса фаз в автоколебательной системе, образованной блоками 17, 6, 15, 18 выполняется на той же частоте ор = ь,г, Условие баланса фаз в этом случае принимает вид: бильностью и медленными изменениями средней частоты ЧМ сигнала, Р,р ФНЧ должна быть ниже Рмоделирующего сигнала. С фильтра нижних частот 21 управляющий сигнал поступает на вход управления частотой опорного генератора 9 и подстраивает его до выполнения условия.Таким образом, частота автоколебаний в кольцевом соединении, образованном блоками 17, 16, 15, 18 в процессе работы устройства остается неизменной и равной частоте настройки резонансного усилителя 18. Следовательно, стабильность вынужденных автоколебаний в рассматриваемой автоколебательной системе будет определяться в основном стабильностью частоты колебаний опорного генератора 9, который может быть выполнен как управляемый кварцевый генератор, перестраиваемый сиГналом, снимаемым с выхода фазового детектора 19 через фильтр нижних частот 21.Стабильность частоты выходных колебаний, снимаемых с выхода второго полосового фильтра 20, существенно зависит от стабильности частоты перестраиваемого генератора 14, который может быть выполнен как управляемый кварцевый генератор.1 Формула изобретения Приемник сигналов с угловой модуляцией, содержащий и каналов (и = 2, 3) каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных линейного высокочастотного тракта и автокорреляционного преобразователя(АКП), последовательно соединенные сумматор, входы которого соеди14 Составитель С, Даниэлян Техред М.Ходанич, Корректор С, Шекмар Редактор А. Долинич Заказ 737/56 Тираж 627 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул, Гагарина, 101 иены с выходами автокорреляционныхпреобразователей всех каналов, первый полосовой фильтр и первый однополосный . смеситель, а также второйоднополосный смеситель и опорныйгенератор, выходы которого соединены с, вторыми входами автокорреляционных преобразователей всех каналови с первым входом второго однополосного смесителя, каждый АКП выполненв виде основного однополосного смесителя, последовательно соединенныхлинии задержки и дополнительногооднополосного смесителя включенных,между первым и вторым входами основного однополосного смесителя, а также управляемого фазовращателя, выход которого подключен ю второмувходу дополнительного однополосного смесителя, причем первый входи выход основного однополосногосмесителя являются первым входоми выходом АКП, а вход управляемогофазовращателя - его вторым входом,62495 10о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью уменьшения искажений сигнала, к выходу второго однополосного 5смесителя подключены последовательно соединенные третий однополосныйсмеситель, широкополосный усилитель,четвертый однополосный смеситель,другой вход которого соединен с вы О ходом первого однополосного смесителя, резонансный усилитель, подключенный выходом к второму входу третьего однополосного смесителя, фазовый детектор, второй вход которого 15 соединен с выходом опорного генератора, и второй полосовой фильтр, выход которого является выходом устройства, к вторым входам первого и второго однополосных смесителей, под ключен перестраиваемый генератор,опорный генератор выполнен перестраиваемым по частоте, а между выходомфазового детектора и входом управления частотой опорного генераторавключен фильтр нижних частот.