Устройство для измерения манипулированных сигналов

СОВХОЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ С нстиМ тки и ниче 1 р бласти обра пользовэн амплитудно ГОС 7 ДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТГТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 11.73556, кл. Н 03 1. 7/00, 1982.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИНИПУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ(57) Использование: в области обрабраспознавания сигналов, в радиотеских устройствах для обнарукения Изобретение относится н оботки сигналов и может быть и о для идентификации сигналов с й и частотной манипуляцией,Известно панорамное устройство с перемещением спектра по шкале частот(Мартынов В.АСелихов 10.И. Панорамные приемники и анализаторы спек 1 ра)./Под ред, Г,Д, Заварина, - М.: Сов. радио. 1980, с. 21, рис. 1.8), содержащее последовательно соединенные проселектор, смеситель, другой вход которого соединен с выходол частотно-модулированногоетеродина, резонатор, выход которого соединен с входом вертикально отклоняющих систем электронно-лучевой трубки, генерат р развертки, первый вь 1 ход которого соединен с входом частотно-модулированного гетеродина, второй выход - с входом горизонтально отклоняющих систем электронно-лучевой трубки. Недостатком известного устроиства явется низкая точность идентификации ал 01 В 23/00, Н 03 . 7/О познавания амплитудно- и частотно-манипулированных сигналов, Сущность изобретения: устройство содержит смеситель 1, фильтры 2. 9, 11, дискриминаторы 3, 4, элемент 5, фазовращатель 6, детекторы 7, 8, перемнокители 10, 12, 15, интегратор 13, индикатор 14, генератор 16. гетеродин 17, Особенностью изобретения является то, что для повышения точности распознавания амплитудно- и частотно-манипулированных сигналов в устройство введены последовательно соединенные второй и третий перемножи гели и последовательно соединенные генератор и индикатор. 2 ил,плитудно- и частотно-манипулированных сигналов при последовательном час 1 отном анализе,Известно панорамное устройство параллельного анализа (Мартынов В.АСелихов. Панорамные приемники и анализаторы спектра)./Под ред. Г.Д. Заварина. - М.: Сов, радио, 1980. с. 17, рис. 1.4), содержащее последовательно соединенные широкополосный тракт, смеситель, другой вход которого соединен с выходом гетеродинэ. г фильтров и блок индикации.Недостатком известного устройства является низкая точность идентификации амплитудно- и частотно-манипулированных сигналов.Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности к заявляемому обьекту является следящий измеритель средней частоты частотно-манипулированных сигналов (авт.св, СССР К.1173556, кл. Н 03 Е 7/00, бюл. й". 30, 1985), содержащий последовательно соединен 1760469ные интегратор, перестраиваемый гетеродин, смеситель, второй вход которого является входом устройства. фильтрпромежуточной частоты, выход которого соединен с входами первого и второго частотных дискриминаторов, причем выходпервого частотного дискриминатора черезпервый фильтр верхних частот соединен спервым входом перемножителя, выход второго частотного дискриминатора через второй фильтр верхних частот соединен свторым входом перемножителя, выход которого соединен с входом интегратора.Недостатком известного устройства является узкая область использования.Целью изобретения являе 1 ся расширение области использования эа счет обеспечения идентификации сигналов самплитудной и частотной манипуляцией.На фиг, 1 представлена Функциональная схема устройства для измерения манипулированных сигналов; на фиг. 2 -диаграммы, характеризующие работу устройства,Устройство для измерения манипулированных сигналов содержит смеситель 1,фильтр 2 промежуточной частоты, первыйчастотный дискриминатор 3, содержащийэлемент 5 задержки и фазовый детектор 7,второй частотный дискриминатор 4, содер жащий элемент 5 задержки, фазовращатель6 и фазовый детектор 8, два фильтра 9 и 11верхних частот, три перемножителя 10, 12 и15, интегратор 13, индикатор 14, генератор16 развертки, перестраиваемый гетеродин17,В устройстве для измерения манипулированных сигналов соединены последовательно входной смеситель 1, фильтр 2промежуточной частоты, частотный дискриминатор 3, фильтр 9 верхних частот, первыйперемножитель 10, Выход фильтра 2 промежуточной частоты через последовательносоединенные частотный дискриминатор 4 ифильтр 11 верхних частот соединен с вторым входом первого перемножителя 10. Выход первого перемножителя 10 черезпоследовательно соединенные третий перемножитель 12 и интегратор 13 соединен свходом индикатора 14. Первый вход второгоперемножителя 15 соединен с выходом частотногодискриминатора 4, а выход с входомтретьего перемножителя 12. Один выход генератора 16 развертки соединен с входоминдикатора 14, а другой выход - с входомперестраиваемого гетеродина 17, выход которого соединен с вторым входом смесителя 1.Устройство работает следующим образом. На вход смесителя 1 (вход устройства)поступает частотно-манипулированный сигнал, который при модуляции с разрывом фазы несущей можно представить в виде 5Щ) = Ойссоз( вср т + Ь вЬ (1)1 + дъ ) = = О п 1 ссозр 1 (т),где Овс - амплитуда сигнала;10 в 1 +щвр2- средняя частота сигнала;в 1, й - несущие частоты;в 2 в 115 Ьв 2 девиация частотыЬ - модулирующая функция, описывающая манипуляцию частоты сигнала и принимающая два значения: (+1) или ( - 1) свероятностями Р 2 и Р 1 соответственно;ро - начальная фаза сигнала,Напряжение перестраиваемого гетеродина 17 представим в виде25Оф) = Опзг соз( в т + г ) = О аг соз 1 щ (1),где Огпг, в, р - соответственно амплитуда, несущая частота и начальная фаза сигнала на выходе перестраиваемого гетеродина 17,На выходе фильтра 2 промежуточнойчастоты и ри условии ОадОгпОф = Оасоз О (т)-ъ (1 И,35Напряжение с выхода фильтра 2 промежуточной частоты поступает на входы элемента 5 задержки, фаэовращателя 6 и первый вход фазового детектора 7.Сигнал на выходе элемента 5 задержкиможно представить какО 1(1) == Огйсоз( ( вср 1 - вг 1 ) + Ьв Ь ( т т ) в - (вср - в ) г - Л в т Ь ( е - г ) + дЪ - кр .Сигнал на выходе фаэовращателя 6 имеет видО 2(т) =Огпзп( (вср вг ) т + ЛУь(т) 1 + 0 Ъ)Напряжение с выхода элемента 5 элемента задержки поступает на опорные входы фазовых детекторов 7 и 8. Напряжение с выхода фазовращателя 6 поступает на вход фазового детектора 8. Тогда для напряжений на выходе фазовых детекторов 7 и 8 справедливы следующие соотношения:И К П: МИЦВт -,й о В О,(о=и,бац=и ь;аа 16 н)-Вна)7 кы.а,У ывмцВеличина постоянной времени задержки т выбирается из услооия т Т, Поэтому искажениями Лй) (Ь(1)-Ь(Г-т )3 можно пренебречь. С учетом этого напряжения ца выходе фазовых детекторов 7 и 8 примут видО 7(с) ==О п)8)п(Лй)тЬ(1 т)+Оср й)г)т)Выходные напряжения фазовых детектороо 7 и 9 приведены ца фиг, 2 в и ца фиг.2 г.Как видно из эпюр, приведенных дляслучая положительной расстройкий 7 ср - й)оо, где йЪ - опорная частота,напряжения ца выходе фазовых детекторов7 и 8 состоят из постоянной О составляющей и переменной Осоставляющей.Фильтры 9 и 11 верхних частот выделяют только переменную составляющу)о выходного напряжения фазовых детекторов 7и 8. Размах напряжений ца выходе фильтров 9 и 11 можно представить как суммудвух составляющихЛ Й = Л 09(+) + Л 09( - );ЛЦ 1=Л 01 (+)+ЛО (-);где Л 09(+) и Л 011(+) - положительныесоставляющие размаха напряжения на выходе фильтров 9 и 11.Л 09(-) и Л 011(-) - отрицательные составляющие размаха напряжений на выходе фильтров 9 и 11.С учетом принятых обозначений получим следующие соотношения для составляющих размаха напряжений ца выходефильтров 9 и 11,Для временного интервала Л 11 сг (т 1-ьо)справедливы следующие соотношения;д идс,) рп, с 05 сдг д -7(иг (2 сг Рг Опг 51 па сЛ 51 п ФсрЦд 7дисг(пгл)Ьд(С О 51 ПСс),др-гР 2 исслдсс)ГСС 75(4)р-дс 7.Для временного интервала ь 12 с (12-11)справедливы следуюшие соотношения;рЬитп (игК)-и, СР 57)г(р-гР 1 О,5 ПЛЖ 51 ПМСР Иод)юси)г(7)п 57 псс)2 д-пг(ид(с:гРО 57 пддлго 5(ссср-и) )ад,(- апряжения с выходов фильтров 9 и 11поступа)от ца входы первого перемножителя 10. На выходе первого перемножителя 10для рассматриваемых интервалоо времениЛ 11 и Лт 2 имеемр рФип (дс,)рдиРс) диспргрги 5;пда(57 (.)ср-,у)д,(гр,у 25;Пд.гс)П 5( )Ср.) д 74 гюи-грг ип, цсп дссгд 51 пг(сс)ср-сап) с;5 ри,(66,)гди) Лил,с.гРи 5 пд "(5 падс С.)тг 2 Р 1 Рп Лдс)тс 05(ссгс р - пгп) (4 гргрс и,51 и дЛ 5 г( гср-г.,);, Напряжение с выхода первого перемножителя 10 поступает на вход третьего пере- множителя 12, на другой вход которого поступает напряжение с выхода оторого перемножителя 15. Для рассматриваемых интервалоо времени ЛГ 1 и Л 2 и расстройки й)ср - й)о о напряжение на выходе пере- множителя 15 имеет видг1 си, (611)=и 51 СС 77( О-СР 5 и 77 дпги.757 Пг(СС 71-Л 7 П)д; л 15(д(2) рипг 51 пдс)2 дипгсс 75 сдтгсг - ипг 5777 г(сс)2-сс)рг) с10 С учетом этого напряжение ца выходевторого перемножителя 12 можно записатькак15 ипс 2(66,)=ипссг(д(,) ип 15(д),) г-гр,ип",5 пгасаЫпгЫ,- Сд) 1.1 ОС 5 тг,.).) С с. Р,и 51 Па,) С 5 СПг(,)С - 47 п) д 57 п 2 (сс)1. сс 7 ГС 7 ип(д,) си(Л(,) и(дс) г-гр,О"5 Ыс 5(пг(.),- -сд)п)Д 2 гипг 51 Пг(ссгг-сс)77)С с Рс ип,51 П ДСс)ДЗ 1 П 2(ссгср- сА 7)д 5177 2 (сс)2- сс.г;) с. На выходе интегратора 13 имеем иипссг(С) Рси 7171 Р ир г(ЬСг):-Рср, Цсср Ддгтсс 71(дгср-Д 7,)ГЫп 2(с)1-р) )с.Р,Р, и сп ботс ссп 2(д),р рггссиф 2(рс рггсДля частного случая Р 1=Р 2=0,5 получимОинт 1 З(1)=1 22= -Остс З)П Лй)ТСОЗ 2 Лй)ТЗ)П Хх 2 (й)ср - й), ) Т,Для случая отрицательной расстройки40 )с - йЪ(о имеемдля временного интервала Л 11 с(и - Го)9(-) 2 Р, ьс йд.)5-с ;рЬУ 11(-) = -2 Р 2( ссгг 5 сс ( сЗ(с)ср -д 7)п)с)45 для временного интервала Лл 2 (Г 2-11)рОИЗ(,) =-г РОд)п Бывал.,р.а) 1гс(111(+) ир(0 5(7 7( сов(дст -дсг )д.На выходе первого перемножителя 10для соответствующих интервалов времениЛт 1 и Л 12 получимНа выходе второго перемножителя 15имеемУ(ач,):-У,пв) Ы,-м,Л исвв(п)ч-пч,.)ги дпг 64-п)% ч в ч в и(ач,): -У в(.(п)ч-а.Уаиввв( ч;пч)(:.Д у Ы г(п)ч-п)У. Тогда на выходе третьего перемножителя 12 получимУчв(а),) У (а),) У.,в(а),)=(-г й впгМ,.вьй.2 Р и В(п ВеЛВ 1 пгсп.ч в::-Р,У в ва ггв(егв.д в(Рггуи.вв.На выходе интегратора 13 получимУч)(а)=ЦИчпвЩ)аР)и, (а)ч-РР)И, в)п Юп)Чв(п(гсдч-гп)11 в(пг(п)чР-ьЪЯ-Рв Рчив впа Ав(п(гп);гптуч в(пгчпчч .ч )т-РР ив1 п ЛспВ(пг(п)ы.ов(Р впв(О.ччхеРчпгичв м)т)Рви)и В(ПВЬЛ В(Пги- и Хаги,В(Пг(П)Д,Я.ф сввг ю)ф ф(Рв.в,) В)пг (вю -пвп)г .Анализ полученных выражений, харак.теризующих выходное напряжение интегратора 13, показывает, что при поступлениина вход устройства частотно-манипулированных сигналов напряжение на выходеинтегратора 13 всегда отрицательно.На фиг, 2 д представлена эпюра напря жения на выходе интеграторе 13 для случаяР 1 = Р 2 0,5.Напряжение с выхода интегратора 13поступает на первый вход индикатора 14, надругой вход которого поступает напряжение с выхода генератора 16 развертки.При поступлении на вход амплитудноманипулированного сигнала устройство работает следующим образом,Входной амплитудно-манипулированный сигнал представим в видеО(т) - ОпъЬ(т)СОз(ш 1 т+фЪ ),где Огп, а)1, дЪ - амплитуда, несущая частота и начальная фаза сигнала, причемОг 1 Гго ) ОЬ(т) - модулирующая функция, описывающая манипуляцию амплитуды сигнала ипринимающая два значения: 0 или 1 с вероятностями Р 2 и Р 1 соответственно.Для размаха напряжений на выходефильтров 9 и 11 получим следующие соотношения (см. эпюры напряжений на фиг. 2 е и2 ж):аивУВРВ(ПЧ .ВЧ,)7- Рич СВВ(Ы, -С Ъ)ВРвиаПВЬД; Яв в вЩчч, э и,в)п(п),-пву(- Р,и в)п(Ы, - ЬУ з Рвипчи( З,-П)п)1;дивч.)-пчЩЮф Рчиввв(п) - в)ЗФ в (ачвэ)ЙЙ . ю-пчйип(в)1 з Р Уй в(п(ч)ч М )ч;На выходе первого перемножителя 10получим для интервала Ыа Оп 10( Ь й)- 5 -Ь 09(+)ЬО 11(+) = 1 Р О (4 зЬ 2(И 1 - Щ ) для интервала Ьт 1 Напряжение на выходе второго пере- множителя 15 для интервала й 2 равноиы,1 иЫ,-д,яи г),- ь-== и ичвч 6)Ч) 2 авда " сд(в ) в )для интервала йл 1Оп 15( Ьт 1) 0Тогда напряжение на выходе третьего перемножителя 12 можно записать в следуОичг(ч) 6,) ипви(ДЗ Учч(Щич)чг(дг 4:Опчо(дсг)Мпча(дгд =:-иф Р РгЫ 22 Гд,- )гДля случая отрицательной расстройки а 1 - оъо получим следующие соотноше- НИЯ РЮЕ(в) в-ипв СОЗМ-(дРУ. Рви,иСОЗдг-ад(4.- Рви Ьчв)Ы 4-чдчч)ч МУ Йг ф 1)гР г.дид(-) = Рв ичв) соВ)вдв-адвв) С; дг У 1 ч-Сп); дивв ) = Р, ивв йтЫв -адвъ) д й Е С -4 и),На выходе первого перемножителя 10имеем и и 1 г 4ичччо(Дгч)РДиуг-)Диччпг Рч ипч вччв 2 Ыч-адчвЯ )ич)чи Йвгчвдиоя щг(р) = и Рг и ЬйвйЫч-оИч)% 45 На выходе второго перемножителя 15получим 50 иччв,) и О) Гдф 1- г и 4 фчг 2 М Ф. Тогда на выходе третьего перемножите 55 ля 12 имеем идг,) =и(дС) иов,а(,. -о; На выходе интегратора 13 получим 10 Оп 1 о( Ьа 1)= Ь 09( - ) ЬО 11( -) = - Р)Ог в 1 п 2(И 1 юг)Т, 1760469 10Оинт 13(1) = Р 20 п 12( Л 11)4.Р 10 п 12( Ь 2) =- 0 вР 1 Р 2 3 и 2(в 1 - вт)т,4Из полученных соотношений следует,что при любых расстройках сигнала с амплитудной манипуляцией напряжение на выходе интегратора 13 имеет положительныйзнак.Выходное напряжение интегратора 13поступает на вход индикатора 14 на другой 10вход которого поступает напряжение с выхода генератора 6 развертки.На фиг. 2 з представлена эпюра напряженил на выходе интегратора 13 при воздействии амплитудно-манипулировэнного 15сигнала,Отсюда следует, что при изменении частоты перестраиваемого гетеродина 17 изменяется частота выходного сигнала 20смесителя 1 и, следовательно, выходное на. пряжение интегратора 13 положительно, есливходной сигнал амплитудно-манипулированный, и отрицательный, если входной сигналчастотно-манипулированный, В результателуч 25на экране индикатора 14 отклоняется вверх,если в полосу пропускани фильтра 2 проме жуточной частоты входит сигнал с амплитудной манипуляцией, и вниз, если в полосуфильтра 2 промежуточной частоты входит 30сигнал с частотной манипуляцией,По отклонению луча от среднего положения принимается решение о виде манипуляции входного сигнала.Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает идентификацию сигналов самплитудной и частотной Манипуляцией,что расширяет его область использования по сравнению с прототипом.Формула изобретения Устройство для измерения манипулированных сигналов, содержащее смеситель, первый вход которого является входом устройства, фильтр промежуточной частоты, вход которого соединен с выходом смесителя, а выход - с первой и второй параллельными цепями, каждая из которых включает в себя частотный дискриминатор, вход которого является входом параллельной цепи, и фильтр верхних частот, выход которого является выходом параллельной цепи, выходы первой и второй параллельных цепей соединены соответственно с первым и вторым входами первого перемножителя, интегратор и перестраиваемый гетеродин, выход которого соединен с вторым входом смесителя,отличающееся тем,что,сцелью расширения области использования за счет обеспечения идентификации сигналов с амплитудой и частотной манипуляциями, введены второй и третий перемножители, соединенные последовательно, генератор развертки и индикатор, соединенные последовательно, причем второй выход генератора развертки соединен с управляющим входом перестраиваемого гетеродина, второй вход индикатора соединен с выходом интегратора, первый и второй входы второго перемножителя - с выходами частотных дискриминаторов соответственно первой и второй параллельных цепей, второй вход третьего перемножителя соединен с выходом первого перемножителя, а выходтретьего перемножителя - с входом интегратора.1760469 Составитель П.Клименко тор СЛОрчикова Техред М.Моргентал Корректор Л.ЛукаТираж Подписноеосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5