Следящий измеритель частоты

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 800615 А 19) 51)5 Н 037/О ИЗОБРЕТЕНИЯ/ЕТЕЛЬСТВУ ПИСАНИ АВТОРСКОМУ юро моделим "Миус" рское х систе Климе ьство /00, 19 РИТЕ диосвя я при коССР Л Ь ЧАСТОТЫ зь, аппаратуема и анализа 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 манипуляций,Цель изобретения - повышение точности измерений частоты без априорных сведений о виде модуляции входного сигнала,На фиг,1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 - структурная схема частотных дискриминаторов; на фиг.3 и 4 - диаграммы, поясняющие работу уст 00 ос,1 роиствд,Устройство содержит фильтр 2 промежуточной ча второй частотные дискрим первый и второй фильтры 5 и 6; первый, второй, тре и пятый перемножители 7 первый, второй и третий ф частот 8, 10, 13; интегратор ваемый гетеродин 16.В следящем измерителе нены последовательно смес 2 промежуточной частоты, в ь 1,ыйи и 4 смесит тоты; пе инаторыерхних ий, четв ,9,12,14 ильтры н 5 и пере астот ертый и 11; жних раи частоты сое тель 1 и фил ыход проме ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(57) Использование: рара, предназначенная дл дискретной информации. Сущность изобретения: следящий измеритель частоты содержит входной смеситель, фиксатор промежуточной частоты. два частотных детектора, два фильтра верхних частот, три фильтра нижних частот, пять перемножителей, интегратор и перестраиваемый гетеродин, Повышение точности слежения за частотой достигается тем, что и для сигналов АМн и для сигналов ФМн имеется единственная точка устойчивого слежения, 4 ил. точнои частоты которого соединен с входами первого частотного дискриминатора 3 и второго частотного дискриминатора 4, выход дискриминатора 3 через первый фильтр 5 верхних частот соединен с первым входом первого перемножителя 7, а выход второго дискриминатора 4 через второй фильтр 6 верхних частот соединен с вторым входом перемножителя 7, выход которого через первый фильтр 8 нижних частот соединен с первым входом второго перемножителя 9, второй вход которого соединен с выходом первого частотного дискриминатора 3, выход второго перемножителя 9 через второй фильтр 10 нижних частот соединен с первым входом пятого перемножителя 11, последовательно соединенный третий перемножитель 12, первый вход которого соединен с выходом первого частотного дискриминатора 3, а второй вход соединен с выходом второго частотного дискриминатора 4, третий фильтр 13 нижних частот и четвертый перемножитель 14, второй вход которого соединен с выходом фильтра 8 нижних частот, а выход перемножителя 14 соединен с вторым входом пятого перемножителя 11, вы 1800615ход которого соединен с входом интегратора 15, выход последнего - с входом перестраиваемого гетеродина 16, выход которого соединен с вторым входом смесителя 1,На фиг,2 представлена структурная схема частотных дискриминаторов 3 и 4, которые могут быть выполнены, например, в следующем виде.Частотные дискриминаторы 3 и 4 содержат фазовращатель 17, линию 18 задержки с временем задержки с временем задержки т, перемножители 19 и 20, фильтры нижних частот 21 и 22,Входы фазовращателя 17, линии 18 задержки и второго перемножителя 19 соединены и являются входом частотных дискриминаторов 3 и 4; выход фазовращателя 17 соединен с первым входом перемножителя 19, второй вход которого соединен с выходом линии 18 задержки, а выход - с входом фильтра 21 нижних частот, выход которого является выходом частотного дискриминатора 3; второй вход перемножителя 20 соединен с выходом линии 18 задержки, а выход - с входом фильтра 22 нижних частот, выход которого является выходом частотного дискриминатора 4.Устройство работает следующим образом,На вход смесителя 1 (вход устройства) поступает частотно-манипулированный ЧМн) сигнал, который при модуляции с разрывом фазы несущей можно преДставить в виде: О(т) = Овсоз (щсрт + Л щ Ь 1) т + о) = = Осоз р 1 т), где Оп - амплитуда ЧМн сигнала; щср - 2 - средняя частота сигнащ 1 +щг ла,щ 1, щг - несущие частоты информационных символов; Лщ - девиация частоты; И Щ 12 ро - начальная фаза; Ь(1) - модулирующая фиксация; Ьс) = Х Ькгесфк), К1,Г кт, к+1) т гесфк) =о,ЮГ кт, к+1) т,где К = 1, 2, 3, Т - длительность элементарного символа.Величина Ьк = 1 ипи -1). Набор (Ьк)образует двоичный код, в соответствии с которым частота сигнала принимает два ЗНаЧЕНИЯ;Щ 1 = Щср - ЛЩ С ВЕРОЯтНОСтЬЮ Р 1 и щг = щср + Ьщ с вероятностью Р 2.Вероятности Р 1 и Р 2 появления символов с несущими частотами щ 1 и щг за время наблюдения неизвестны,На другой вход смесителя 1 поступаетсигнал с выхода перестраиваемого гетеро- дина 16:10Огт) = Опг соз щл + р,) = Опг соз сщ (т),где Опг - амплитуда;щг - несущая частота;рг - начальная фаза,На выходе фильтра 2 промежуточной частоты при условии Опг Оп напряжение имеет вид;Оф(т) = О,п соз р 1 т) - рг(т) .Напряжение с выхода фильтра 2 поступает на вход частотного дискриминатора 3 и частотного дискриминатора 4.Дискриминационные характеристикичастотных дискриминаторов 3 и 4 и форма напряжений на их выходах приведены на фиг,З а - 3 и.Тогда для напряжений на выходе частотных дискриминаторов 3 и 4 справедливы следующие соотношения;Очдзт) = О,п зп (Лщ Ь) - Ь(-г)т +35+ щ,р-щг) т+ Ьщ т Ьс-т,Величина постоянной времени задержки г выбирается иэ условия г Т. Поэтому искажениями Ь щ Ь(т) - Ьт-т) можно пренебречь. С учетом этого напряжения на выходе частотных дискриминаторов 3 и 4 примут видОчдз 1) =О п зп (Лщх Ьт-т)++ (щ,р-щг) ),Как видно из эпюр, приведенных нафиг,З в и 3 г для случая положительной расстройки щ ср- щоО, где во - опорная частота, напряжения на выходе частотных дискриминаторов 3 и 4 состоят из постоянной составляющей О= и переменной составляющей О10 1800615 Ьй = Ьй(+)+ Ьй(-): о о о Ьй=Ьй(+)+ЬЙН, Оп 9(Ьт 1) = Оф 8(т) Очдз(Ьт 1) = 0;10Оп 9(Ьт 2) = Офв(т) Очдз(Ьт 2) = - х12 х 0 гп Р 1 Р 2 з 1 п 2 ( а 1 - вг ) т Яи ( в 1 - вг ) т,15 ХО п 1 Р 1 Р 2 ЗП 2 (В 1 - Вг)ТЗ 1 П (В 1 - а)г)т,Ь й(-) = -гпОчд 4(1 = -Р 1 Осоз ( в 1 - вг ) г. ДлЯ вРеменного интеРвала ЬС 2 Е(т 1-то)справедливы следующие соотношения ЬЪ(+) = О гпЗП (В 1 - Вг)Х- гпОчдз(т) = Р 20 гп зп (в 1 - и 1 г ) т; Ь й(+) = О гпСОЗ ( а 11 - аА ) т- гп 04 дч(т) = Р 20 п соз (в 1 - вг)т. 35 Оп 12(Ь 12) = Огп ЗП (В 1 - аЛ ) тХ Напряжения с выходов ФВЧ 5 и ФВЧб поступают на входы перемножителя 7, на выходе которого для рассматриваемых интервалов времени Ь 11 и Ьт 2 имеем ХО гп СОЗ ( В 1 Вг ) Г = - Х 2 1 240 х 04 зп 2 (в 1 - айаг) г,Это напряжение поступает нафильтра 13 нижних частот. На выходетра 13 нижних частот имеем о 0Опт(ЬЦ=Ь 05(1 Ю 6(1-Р 1 Цгп 51 П Я Яг 1 ггоптЙД=608 ЬОв=Р 2 51 п(Ю -Я )хС 05(Я-Иг)г. = - Р 2 О 51 И 2(Я -Я ) вход филь(т) - Р 2 Оп 12 (Ь 11) + Р 1 О п 12(Ь т 2)1 2 х 04 Р 1 з 1 п 2 (в 1 - вг ) г Напряжение с выхода перемножителя 7 На фиг. 4 д показана эпюра напряжения поступает на вход фильтра 8 нижних частот, на выходе фильтра 13 нижних частот как 50 На выходе фильтра 8 нижних частот имеем; функция частоты, Ц М=рга,(й,+Р) (Ь =-Оф РаР(5,фх лФ 2.,"(Сд-Яг 4+ - О Р(Р 2. 5 ю 2(Я,-Сйг)г,"=С выхода фильтра 13 нижних частот напряжение поступает на первый вход четвертого перемножителя 14, на другой вход которого поступает напряжение с выхода первого фильтра 8 нижних частот. Тогда напряжение на выходе перемножителя 14 имеет вид о огде Ь Ъ(+), Ь й(+) - положительные составляющие размаха напряжений на выходеФВЧ 5 и ФВЧ 6;о оЬ й(-), Ь й(-) - отрицательные составляющие размаха напряжений на выходеФВЧ 5 и ФВЧб,С учетом принятых обозначений получимследующие соотношения для составляющихразмаха напряжений на выходе ФВЧ 5 иФВЧ 6.Для временного интервала ЬО Е(т 1-то)справедливы следующие соотношенияо2Ьйн=-гпОчдз(тИ=-Р 10 гп зп (в 1 - в,) г,На фиг,4 е представлена эпюра напряжения на выходе фильтра 8 нижних частот как функция частоты. Напряжение с выхода фильтра 8 поступает на вход второго пере множителя 9, на другой вход которого поступает напряжение с выхода частотного дискриминатора 3: Напряжение с выхода перемножителя 9поступает на вход фильтра 10 нижних частот, на выходе которого имеем,1 20Оф 10(т) = Р 20 п 9(Ь 1) + Р 1 Оп 9(Ь 12) = - х2 На фиг.4, ж показана эпюра напряже 25 ния на выходе фильтра 10 нижних частот как функция частоты. Напряжение с выхода фильтра 10 поступает на первый вход перемножителя 11. Напряжения с выходов частотных диск 30 риминаторов 3 и 4 перемножаются в перемножителе 12. Напряжение на выходе перемножителя 12 можно представить в виде; 0 12(Ь 11) =0,. Уж Производственно-издательский комбинат "Патент од, ул. Гагарина, 10 Заказ 1174 ВНИИПИ Гос Составитель Ю, ГеложТехред М,Моргентал Тиражвенного комитета по изобретени 113035, Москва, Ж, Раушская Подписноеи открытиям при ГКб,. 4/5