Следящий измеритель средней частоты частотно манипулированных сигналов

%26 диоте ва еский инсти лов, П.П,Клименко тельство СССРХ 7/00, 1985. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56).Авторское свидеМ 1173556, кл. Н 03 Изобретение относится к радиосвязи и может использоваться в аппаратуре, предназначенной для приема и анализа дискретной информации, передаваемой по каналам связи с помощью частотной и амплитудной манипуляции.Известен следящий измеритель средней частоты частотно-манипулированных сигналов. содержащий последовательно соединенный смеситель, первый вход которого является входом устройства, и фильтр промежуточной частоты, выход которого соединен с входами первого и второго частотных дискриминаторов, выход первого частотного дискриминатора через первый фильтр верхних частот соединен с первым входом перемножителя, выход второго частотного дискриминатора через второй. фильтр верхних частот соединен совторым входом перемножителя, выход перемножи(54) СЛЕДЯЩИЙ ИЗМЕРИТЕЛЪ СРЕДНЕЙ ЧАСТОТЫ ЧАСТОТНО-МАНИПУЛИРОВАННЪГХ СИГНАЛОВ(57) Изобретение относится к радиосвязи и может использоваться в аппаратуре, предназначенной для приема и анализа дискретной информации, передаваемой по каналам связи с помощью частотной и амплитудной модуляции. С целью расширения функциональных возможностей устройства, заключающихся в измерении несущей частоты амплитудно-манипулированных сигналов, в него дополнительно введен второй пере- множитель. 1 з,п.ф-лы, 3 ил,теля через последовательно соединенные интегратор и перестраиваемый гетеродин соединен со вторым входом смесителя.Недостатком известного устройства является отсутствие возможности измерения несущей частоты амплитудно-манипулированных сигналов,Цель изобретения - расширение функ. циональных возможностей устройства, заключающееся в измерении несущей частоты амплитудно-манипулированных сигналов.Указанная цель достигается тем, что в следящий измеритель средней частоты частотно-манипулированных сигналов дополнительно введен второй перемйожитель, включенный в разрыв цепи, связывающей выход первого перемножителя с входом интегратора; второй вход второго перемножителя соединен с выходом первого частотного дискриминатора.На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 приведенасхема структурная частотных дискриминаторов; на фиг, 3 - диаграммы, поясняющиеего работу,Устройство содеркит смеситель 1,фильтр 2 промежуточной частоты, частотные дискриминаторы 3 и 4, фильтры 5 и 6верхних частот, перемножители 7 и 8, интегратор 9 и перестраиваемый гетеродин 10.Входная шина устройства соединена свходом смесителя 1, выход смесителя 1 через фильтр 2 промежуточной частоты соединен с входами частотных дискриминаторов3 и 4,выход частотного дискриминатора 3соединен с входом фильтра 5 верхних частот, выход частотного дискриминатора 4 соединен с входом фильтра 6 верхних частот,выход фильтра 5 верхних частот соединен спервым входом первого перемножителя 7,выход фильтра 6 верхних частот соединен свторым входом первого перемножихеля 7,выход первого перемножителя 7 соединен спервым входом второго перемножителя 8,второй вход второго перемножителя 8 соединен с выходом первого частотного дискриминатора 3, выход второгоперемножителя 8 соединен с входом интегратора 9, выход интегратора 9 соединен свходом перестраиваемого гетеродина 10,выход которого соединен с вторым входомсмесителя 1, Выходная шина устройства соединена с выходом перестраиваемого гетеродина 10.Частотные дискриминаторы содержатфазовращатель 11, линию 12 задержки свременем задержки т, третий и четвертыйперемножители 13 и 14, первый 15 и второй16 фильтры нижних частот.Входы фазовращетеля 11, линии 12 задеркки и четвертого перемножителя 14 соединены и являются входом частотныхдискриминаторов 3 и 4, выход фазовращателя 11 соединен с первым входом третьегоперемножителя 13, второй вход которогосоединен с выходом линии 12 задержки,второй вход четвертого перемножителя 14соединен с выходом линии 12 задержки,выход третьего перемножителя 13 соединенс входом первого фильтра 15 нижних частот,выход которого является выходом первогочастотного дискриминатора 3, выход четвертого перемножителя 14 соединен с входом второго фильтра 16 нижних частот,выход которого является выходом второгочастотного дискриминатора 4.Устройство работает следующим образом.На первый вход смесителя 1 в полосечастот поступает частотно-манипулированный (ЧМН) сигнал, который при модуляциис разрывом фазы несущей можно представить в следующем виде:О(т) -- г - соз(вср 1 + Л в Ь(1) 1 + г/с) )- =Оп)ссоз р 1 (1),где Оп)с - амплитуда входного сигнала;в 1 + о 2вср = -- средняя частота сигна 210 ла;вг - в 1Ло) - девиация частоты;2в 1, а 2 - несущие частоты информационных символов;Ь(т) - модулирующая функция,15ь(с) =ькгесфк);1, с е кт, (к+1) т;гесс(тк) =О, тЯ(т, (К+1) Т;К = 1,2,3; Т- длительность информаци 20 онного символа,Величины Ьк = 1 или(-1), Набор(Ьк) образует двоичный код, в соответствии с которым частота сигнала принимает двазначения: в 1 = вср - Лв с вероятностью25 Р 1 и в 2 = вср (- Ьвс вероятностью Р 2, Вероятности Р 1 и Р 2 появления символов снесущими частотами в 1 и в 2 образуют полную группу, т.е. Р 1+ Р 2 = 1,На другой. вход смесителя 1 поступает30 напряжение с выхода перестраиваемого гетеродина 10, которое представим в следующем виде:О= Огсоз(вгик+ гр, ) = О(пгсоз (о 2 ,ГДЕ Овг, Вг, фиг - СООТВЕТСТВЕННО аМПЛИТуда,35 несущая частотаи фаза сигнала на выходеперестраиваемого гетеродина 10.На выходе фильтра 2 промежуточнойчастоты при условии Оп)г Огпс напряжениеимеет вид40 Оор(с) = КОп)гОп)ссов( г)2 (т) - р 1 (1 ==Оп) сов сщ (с) - ф 1 (тИ,где К - коэффициент передачи смесителя 1и фильтра 2 промежуточной частоты,Напряжение с выхода фильтра 2 проме 45 жуточной частоты поступает на вход частотного дискриминатора 2 и на вход частотногодискриминатора 4Дискриминационные характеристикичастотных дискриминаторов 3 и 4 при нелинейной аппроксимации и форма напряжений на их выходах приведены на фиг. За-Зг,Как видно из эпюр, приведенных на фиг,Зв и Зг для случая отрицательной расстройки в, -вср О, где в - опорная частот.дискриминаторов 3 и 4, напряжения на выходе ЧД состоят из постоянной О- и переменной О - составляющих,Фильтры верхних частот (ФВЧ) 5. и бвыделяют только переменную составляющую О- выходного напряжения.Размах напряжений на выходе ФВЧ 5 и6 можно представить как сумму двух составляющих;Ь 05 = Ь 05(+) +Л Ц 5(-);ЬО 5= Л 05(+)+ ЬО 5(-),где Ь 05(+), ЛО 5(+) - положительная составляющая размаха напряжения на выходеФВЧ 5 иб;Ь О 5(-), ЛО 5(-) - отрицательная составляющая размаха напряжения на выходе ФВЧ5 и 6.С учетом принятых обозначений получим следующие соотношения для составляющих размаха напряжений на выходеФВЧ 5 и б.Для временного интервала Л 11 Е (то - т 1)справедливы следующие соотношения:м0= Р 1 51 п 6 Яь со 5(Ыср г 1"где в ) - символ математического ожидания.Напряжения с выходов Ф ВЧ 5 и 6 поступают на входы первого перемножителя 7, на выходе которого для рассматриваемых интервалов времени Ьо и Лтг имеемпт-"Ь)Ц) ИвР 2 Оп,5 п Ьасх"вФср Юг)" с(Ос г 1" 1 0 л (ЬЯ=ЬО60 ( Р О 51 п Ьа, х х 51 и ( И ср" Сд г 1 ссо 50) с р - Сд г 4 указанные напряжения поступают на первый вход второго перемножителя 8, на второй вход которого поступает напряжение с выхода первого частотного дискриминатора 3, На выходе второго перемножителя 8 для рассматриваемых интервалов времени Ь 1 и Лтг получим1 п 8(011.Ца 71 М 1,- 616(ИгИ)г - 5 6 И1 п (И,-И,11 оИ, -И,1 Соб(И .И 2.р 2 "ли 2(иск-Щ5 п (И-Яг) 2Оп 8(Й(Д-Оп(2) 2 5 п(И-ЮгМ.=г( 5 п ОИь 51 п И 1й Иг)10 чьиЬпгы,12 са 5(Иср-иг). дм,г. л- Й - 5 п Ья 5 пг (Иср-И 1 5 п (И 7-Я 1В выходном напряжении перемножителя 8 содержится постоянная составляющая 15 пОпв(1, которая выделяется интегратором9 и служит для управления частотой перестраиваемого гетеродина 10. Величина постоянной составляющей гпОпв равнапОпв(с),= Р 1 Опв(т) + Р 20 пв(т) =20аО-ргр - Ьп ЬИ 25 пг(И Иг 1 51 ю (И 2 Ис)" =ц25 -Рг;бп юи 251112(и-и 1 р 5 п(Я и,)-РМи,-и 1=РРг - ь ьиб 1 п 2(и,р и)2 22 51 п Ьасоз И,.р. Сд,12 (Р 2-рф 1 п (И,-Ю, 30 На фиг, Зд приведена зависимость математического ожидания гпОпа(т)3 дискриминационная характеристика устройства)для частного случая Р 1 = Р 2 = 0,5 и Оп = 4,где кружочками отмечены точки устойчивого35 слежения, а стрелками показано направление изменения частоты гетеродина 10 приположительном и отрицательном управляющем напряжении.Таким образом, при условии, что40 Ыср(-(йъ, в, на выходе интегратора 9 возникает положительное по знаку напряжение, которое приводит ЧМН сигнал вединственную в полосе Ьв точку устойчивого слежения в -- .йЪ,45При наличии дестабилизирующих фак-торов, которь.е могутвызвать переход частоты вср ЧМН сигнала вправо от точки 50устойчивого слежения ву 1 на выходе интегратора 9 возникает напряжение отрицательного знака, которое возвращает ЧМН сигнал в точку устойчивого слежения со 1.Наличие провалов в дискриминационной характеристике влияет на скорость настройки измерителя на среднюю частоту ЧУН сйгнала, в месте провала скорость настройки уменьшается,На фиг. 3 приведена зависимость математического ожидания вОпф) (дискриминационная характеристика устройства) длячастного случая Р 1 = Р 2 = 0,5 и 0 п = 16, гдебкружочками отмечены точки устойчивогослежения, а стрелками показано направление изменения частоты гетеродина 10 приположительном и отрицательном управляющем напряжении,Таким образом, при условиим 2 Я(йъ,вь)на выходе интегратора 9 в полосе частот Ьи) формируется напряжениеотрицательного знака. Возникновение отрицательного напряжения приводит АМНсигнал в единственную в полосе частотЬсо = (аь - в,) точку устойчивого слежениясонг =, соь. При переходе через точку устойчивого слежения, например, при воздействиидестабилизирующих факторов, знак напряжения на выходе интегратора 9 меняется наположительный.Таким образом при условии, что частотавходных сигналоввр и вг) лежит внутриполосы частот Ьв = (вь - оь) обобщенные дискриминационные характеристики,приведенные нэ фиг. Зд,з имеют по однойточке устойчивого слежения; а = вь дляЧМН сигналов и ву =вь - при воздействии АМН сигналов, что расширяет функциональные возможности по сравнению спрототипом,Технико-зкономические преимуществапредложенного технического решения всравнении с прототипом заключаются в расширении функциональных возможностейустройства путем измерения несущей частоты АМН сигналов при сравнительно низкой стоимости, Низкая стоимость обеспечивается применением малого количества простых в схемном и конструктивномвыполнении узлов. 5 Формула изобретения1. Следящий измеритель средней частоты частотно-манипулированных сигналовпо авт, св, М 1.173556, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения функциональ 10 ных возможностей, заключающегося в измерении несущей частотыамплитудно-манипулированных сигналов, внего дополнительно введен второй перемножитель, включенный между выходомпервого перемножителя и входом интегра 15 тора, второй вход второго перемножителясоединен с выходом первого частотного дискриминатора.2, Измеритель по и, 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что первый и второй частотныедискриминаторы содержат фазовращатель,20 линию задержки, последовательно соединенные третий перемножитель и первыйфильтр нижних частот,. последовательно соединенные четвертый перемножитель и второй фильтр нижних частот, причем входы25 фазовращателя, линии задержки и первыйвход четвертого перемножителя соединеныи являются входом частотных дискриминаторов, первый вход третьего перемножителя соединен с выходом фазовращателя.30 выход линии задержки соединен с вторымивходами третьего и четвертого перемножителей, выход первого фильтра нижних частот является выходом первого частотногодискриминатора,.а выход второго фильтра35 нижних частот является выходом второгочастотного дискриминатора,,Пчолинска каз 2510 Тираж Подписное ВНИИПО Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент"г. Ужгород, ул,Гагарина, 10