Фильтр для обработки сигналов синусно-косинусного фазовращателя

Фильтр для обработки сигналов синусно-косинусного фазовращателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к радиотехнике . Цель изобретения - повышение точности выделения фазомодулированного сигнала. Фильтр содержит г-р 1 квадратурных напряжений, синусно-косинусный фазовращатель 2, сумматоры 3, 11-16, г-р 4 тактовых импульсов, инверторы 5-10 и 23, перемножители 17-22, фильтры 24 и 25 нижних частот и переключатели 26-31. Сигналы с выходов г-ра I и фазовращателя 2 поступают в оба канала устрва, где преобразуются с помощью используемых операций инвертирования, суммирования, перемножения и фильтрации для формирования на выходе устр-ва фазомодулированного напряжения . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (50 4 Н 03 Н 7 20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 41 38146/24-09 (22) 22 . ) 0.86 (46) 15.08.88. Бюл. и 30 (72) А.Ф.Гришков, В.А.Писков, А.В.Иаргелов, С.П.Нежнов и А.В.Писков (53) 621.372.54(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

)) 1042)59, кл. Н 03 Н 7/20, 1980. (54) ФИЛЬТР.ДЛЯ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ

СИНУСНО-КОСИНУСНОГО ФАЗОВРАЩАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения — повышение точности выделения фазомодулированного сигнала. Фильтр содержит

r-р 1 квадратурных напряжений, синусно-косинусный фазовращатель 2, сумматоры 3, )1-16, r-p 4 тактовых импульсов, инверторы 5-10 и 23, перемножители )7-22, фильтры 24 и 25 нижних частот и переключатели 26-31.

Сигналы с выходов г-ра 1 и фазовращателя 2 поступают в оба канала устрва, где преобразуются с помощью используемых онераций инвертирования, суммирования, перемножения и фильтрации для формирования на выходе устр-ва фазомодулированного напряжения. 1 ил.

1417179 где а

1 (!!ц = Ug (12) Изобретение относится к радиотех, нике и может быть использовано в преобразователях угол - фаза - код.

Цель изобретения - повышение точ5 ности выделения фазомодулированного сигнала.

На чертеже приведена структурная электрическая схема предложенного

Ф фильтра для обработки сигналов синус- 10 но-косинусного фазовращателя.

Фильтр для обработки сигналов синусно-косинусного фазовращателя содержит генератор 1 квадратурных напряжений, синусно-косинусных фазо- 15 вращатель 2, выходной сумматор 3, генератор 4 тактовых импульсов, инвертор 5, первый 6, второй 7, третий

8, четвертый 9 и пятый 10 дополни. тельные инверторы, первый !! и вто-, 20 рой 12 сумматоры, первый 13, второй

14, третий 15 и четвертый )6 дополнительные сумматоры, первый 17, второй

18, третий 19, четвертый 20, пятый

21 и шестой 22 перемножители,, шестой дополнительный инвертор 23, первый 24 и второй 25 фильтры нижних частот (ФНЧ), первый 26, второй 27, третий 28, четвертый 29, пятый 30 и шестой 31 переключатели. 30

Фильтр для обработки сигналов синусно-косинусного фазовращателя работает"следующим образом.

На первые входы сумматоров 11 и

13 с синусного ВЫХОда синусно КосН 35 нусного фазовращателя 2 в случае эллиптического поля и наличия помех поступает напряжение

Uy =Е1зin(ыt+У)+а sin(ыt"V.+ф +

+Ь sin (04t+ V2) (1) а на первые входы сумматоров 12 и 15 с косинусного выхода синусно-косинусиого фазовращателя 2 — напряжение

У„=Е(соз (о +1)-à соз(й -f- () +

+Ь СОЯ (Ш„Е+Ч г) ь (2) — относительная амплитуда обратно вращающейся составляющей; — относительная амплитуда помехи; — частота сигнала; — частота помехи, - угол поворота синусно-коси- нусного фазовращателя 2 ;

- начальные фазы сигнала и

М .помехи соответственно.

В момант времени„ когда переключатели 26, 29, 27, 28, 30 и 31 находятся в положении, изображенном на чертеже, с сииусного выхода генератора

1 на вторые входы сумматоров 11 и 15 поступает через переключатель 26 напряжение U> =sin et, а с косинусного выхода генератора 1 на вторые входы сумматоров 12 и 15 через переключатель 29 — напряжение U =cosжt.

На выходе сумматора 1! действует напряжение

U$ = !13 + !!(ь (3) а на входе перемножителя 17 действует напряжение. !

1, = !1 .U =(U,+U,) .(U,+U1)+!1„, (4) где Л„- относительная погрешностьь вносимая перемножителем, которое поступает через переключатель 27 на первый вход сумматора 14.

На выходе сумматора 13 действует напряжение

7 ь Гь (5) а на выходе перемножителя 18 — напряжение

7 (4 () (1

+4 (6) которое поступает через переключатель 28 на первый вход сумматора 16.

На выходе сумматора 12 действует напряжение

Ug = UP + U2, (7) а на выходе перемножителя 20 — напряжение

0р 0у U =(Up+Up ) (Ug+UZ )+d > которое поступает через переключатель 30 на второй вход сумматора 14;

На выходе сумматора l5 действует напряжение !!к !1з + !12 (9) а на выходе перемножителя 21 — напряжение

<г ((Й (3 2)(3 2) Мь( которое поступает через переключатель 31 и инвертор 23 со знаком минус на второй вход сумматора 16.

На выходе сумматора 15 действует напряжение

1!ц !!6 !1((ь ь (! ) а на выходе сумматора 16 — напряже3 1417179

4 которое поступает на входы ФНЧ 24 и которое поступает через инвертор 9, I

25 соответственно. переключатель 30 на вход сумматора 15.

В момент времени, когда переклю- На выходе сумматора 15 действует чатели 26,29,27,28,30 и 31 находят- напряжение ся в положении, противоположном изоб- (I

U =-Ц +Ц раженному на чертеже, с синусного выл цэ ца хода генератора ров 11 и 1.5 поступает через инвертор 6 и переключатель 26 напряжение 10 ц," -{ U>+U ) (-U>+U ) +g (20) (-U )= -sin Qt, а с косинусного вы- которое поступает через инвертор 10, хода генератора 1 на входы суммато- переключатель 31 и инвертор 23 на ров 13 и 12 через инвертор 5 и пе- вход сумматора 16. реключатель 29 — напряжение (-U ) На выходе сумматора 15 действует

-созМ t. 15 напряжение

На выходе сумматора 11 действует

ll (((! напряжение ць + ц(о» (21) а на выходе сумматора 16 — напряжеUg - -U + U, (13) ((((I( а на выходе перемножителя 17 — на20

S (2 (22) пряже ние которые поступают на входы ФНЧ 24 и

» ) (+ц )+ (14) 25 соответственно.

Генератор 4 тактовых импульсов, которое поступает через инвертор 7 и частота которого выбирается по теорепереключатель 27 на вход сумматора 2 ме Котельникова и должна быть значи25

)5. тельно выше частоты сигнала tu ynНа выходе сумматора 13 действует равляя коммутаторами 26 — 31 позвонапряжение ляет получить на входах ФНЧ 24 и 25, U =-U +U (15) пеРеменные сигналы U«H Ц(в соответ7 4 1» а на выходе перемножителя 5 — íà- 30 венно, имеющих фоРмУ меандРа, амплитуда положительных импульсов сигна( ла U равна Цд, а отрицательных—

U -(-Ц +Ц ) (-U<+U ) +Д (16) Ut, амплитуда положительных импулькоторое поступает через инвертор 8 и сов сигнала U„ Равна U, » а отРица( переключатель 28 на вход сумматора 16. 35 а выходе сумматора 12 действует Переменный сигнал Uê, пРойДЯ через ФНЧ 24, образует на его выходе. сигнал ц9 цм ц2» (( а на выходе перемножителя 20 - на- "о ((з и)» (23}

40 где L — оператор усреднения.

If С учетом выражений (1), (2), (6), Ui =(U +U ) (Ug+U ) + 1ц» (18) (8), (11), (14) и (21) получим ц„=((ц, +ц,, )-(ц," +ц, ) = Д(ц,+ц„)(ц,+ц,) +>"+« +U )» х (Ug+U )+h „j- j(-Цз+ц» ) (-Uq+Ui )+6„)=4 (Цз "1 +Ц1Uz ) ?

=4(ЕCsin(vt+Ф)+а sin(ьй-Ч+М)+Ь sin(„t+ >z)j sin t+E icos М+4)—

-а cos(wt У+ Р )+Ь соз(сц»й+ЧД cos t$=2$E соз(смс+ f t)— — cos (Qt+Y+Nt}+a icos (rut-f++(t)-cos {Wt-V+ 4, 4>t)) + (24)

+Ь (со $ (N„ t+ < ьй) «со $ (4)„t+ +z t )) + (co s ((+ 1 Ю1 )

-eos (и +У+мс)) -а (cos (И-У+Я -сос)+сов (w->++ t) j +

+Ь соз (+qt+ 2 мй) +сов ((4 ((t+ ® t)$

Из выражения (24) видно, что лишь Переменный сигнал Uig, пройдя чепервая, третья, седьмая и девятая со- рез ФНЧ 25, образует на его выходе ставляющие выходного напряжения ФНЧ 5 сигнал

24 имеют нулевую частоту. C«(— Ui ) . (26)

С учетом выражений (1), (2), (6), Ui =2Etcos У+а cos (4-Ч )+созе — {10), (12), (16), (20) и (22) полу-а соз(1 -+g )=4Е cosУ . (25) чим

1417)79

U„=1U, - У 7 -EU -11," ) = f L (Ц +11 ) (U U, ) 4„ — (14 4) (U +U2)+<м .g gE(4 () (4 — f(-Up+Up) (-" +"г)+а{)Я 4(П Н -Нэ 14)

=4 jt (s in (n t+ l +а s in (urt {+ n ) +b s in { sb t+ ts ) j" coscu t-Eicos((t+М)-à cos(wt-1 -Ч, )+b соз(((„ +81)))(){8iп(() t 2pjsin((vt+f t)+sin(vt V t)) +

+а (gin(0ut-7+ i )Й)+81п(((Т Ч К t)) +

+b (sin(av„g+-fq-hrt)+sin(Ì«- 1 + )3

-E 81п((,)(--ь)г-У)+81п(ь)еюе+У)Д -à csin(ant- + -(1 )+, + s in P(v t+ - + Ч), )Д +Ь f si n C>t „t- „) + +sin ({vt+w„t+F ))) . (27) Из выражения (27) видно, что лишь первая, третья, седьмая и девятая составляющие выходного напряжения

ФНЧ 25 низких частот имеют нулевую частоту.

U, =2E Я81пУ -à sin () -Ч)())

-f- sin ({". +а..sin((- +{ )1

=4F sin { . (28)

На входы перемножителей 19 и 22 поступают напряжения U и U4 с синусного и косинусного выходов генератора 1 соответственно, а на входы— напряжения Б, и U{ соответственно.

Напряжения на выходах перемножителей 19 и 22 имеют следующий вид:

U<> = 4Е cos {{ ° sin &t; . (29)

111, = 4Е sin {1) cos art. (30)

После сложения выходных напряжений перемножителей 19 и 22 на выходе выходного сумматора 3 образуется фазомодулированное напряжение фильтра для обработки сигналов синусно-косинусного фазовращателя, равное

Ug(Б(у +Ups =4E(cos 9 -sin(u t +

+81п){" ° созе t)=2E sin (ь)с+ ) (31)

Из выражений (24) (27) и (31) видно, что погрешности, вносимые перемножителями 17, 18, 20 и 21, не приводят к дополнительному изменению .фазового сдвига фазомодулируемого напряжения.

Формула изобретения

Фильтр для обработки сигналов синусно-косинусного фазовращателя, содержащий два канала, первый из которых содержит первый сумматор, первый и второй перемножители и последовательно соединенные первый фильтр нижних частот и третий перемножитель, выход которого является выходом перб ваго канала, второй канал содержит инвертор, второй сумматор, четвертый и пятый перемножители и последовательно соединенные второй фильтр ниж20 них частот и шестой перемножитель,. выход которого является выходом второго канала, причем выходы первого и второго каналов подключены к соответствующим входам выходного сум-.

25 матора, генератор квадратурных напряжений, синусный выход которого подключен к второму входу третьего перемножителя первого канала, а косинусный выход которого подключен к второму входу шестого перемножителя второго канала и синусно-косинусный фазовращатель, о т л и ч а ю щ и й—

Ю с я тем, что, с целью повышения точ-. ности выделения фазомодулируемого сигнала, в первый канал введены первый, второй и третий дополнительные инверторы, первый, второй и третий переключатели, первый и второй дополнительные сумматоры, при этом

40 вход первого дополнительного инвертора соединен с синусным выходом генератора квадратурных напряжений и .с первым информационным входом первого переключателя, второй информационный

45 вход которого подключен к выходу Аервого дополнительного инвертора, выход первого переключателя подключен к первому входу первого сумматора, выход которого подключен к объединен5р ным входам первого перемножителя, выход которого через второй дополнительный инвертор подключен к первому информационному входу второго, переключателя и непосредственно к его вто55 рому информационному входу, выход второго переключателя подключен к первому входу второго дополнительного сумматора, выход которого подключен к входу первого фильтра нижних частот,втоСоставитель А.Меньшикова

Редактор E.Êîï÷à Техред М.Ходанич, Корректор С.Шекмар Заказ 4077/56 Тираж 928 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-ÇS, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

7 1417

/ рой вход первого сумматора и первый

-вход первого дополнительного сумматора объединены и подключены к синусно-. му выходу синусно-косинусного фазоБ вращателя, выход первого дополнительного сумматора подключен к объединенным входам -второго перемножителя, выход которого через третий дополнительный инвертор подключен к объеди- 10 ненным входам второго перемножителя, выход которого через третий дополнительный инвертор подключен к первому информационному входу третьего переключателя и непосредственно к его вто-15 рому информационному входу, во второй канал введены четвертый, пятый и шестой переключатели, четвертый, пятый, шестой дополнительные инверторы, третий и четвертый дополнительные сумма- 20 торы, при этом косинусный выход генератора квадратурных напряжений через инвертор подключен к первому информационному входу четвертого переключателя и непосредственно к его второму информационному входу, выход четвертого переключателя подключен к первому входу второго сумматора, второй вход которого объединен с первым sxapoM третьего дополнительного сумматора и 30 подключен к косинусному выходу синусно-косинусного фазовращателя, выход второго сумматора подключен к объединенным входам четвертого перемножителя, выход которого через четвер.тый дополнительный инвертор подключен

179 8 к первому информационному входу пятого переключателя и непосредственно к его второму информационному входу, выход пятого перемножителя через пятый дополнительный инвертор подключен K первому информационному входу шестого переключателя и непосредственно к его второму информационному входу, выход шестого переключателя через шестой дополнительный инвертор подключен к первому входу четвертого дополнительного сумматора, выход которого подключен к входу второго фильтра нижних частот, при этом Второй вход первого дополнительного сумматора первого канала объединен с первым входом сумматора второго канала, а второй вход третьего дополнительного сумматора второго канала объединен с первым входом первого сумматора первого канала, выход третьего переключателя первого канала подключен к второму входу четвертого дополнительного сумматора второго канала, а выход пятого переключателя второго канала подключен к второму входу второго дополнительного сумматора первого канала, а также введен общий для обоих каналов генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к управляющим входам всех переключателей обоих каналов, причем во втором канале выход третьего дополнительного сумматора подключен к объединенным входам пятого перемножителя.