Приемник сигналов с угловой модуляцией

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технике приема сигналов с угловой модуляцией на тропосферных линиях связи. Цель изобретения - уменьшение искажений сигналд. Приемник содержит линейные ВЧ-тракты 1,2,3 и 4, автокорреляционные преобразователи (АКП) 5, 6, 7 и 8, опорный и перестраиваемый г-ры 9 и 14, сумматор 10, полосовые фильтры 11 и 20, однополосные смесители 12, 13, 15 и 17, широкополосный и резонансный усилители 16 и 18, фазовый детектор (ФД) 19 и фильтр 21 нижних частот. В стационарном режиме на выходе ФД 19, а значит и на выходе приемника, напряжение равно нулю. В динамическом режиме при наличии на входе приемника частотномодулированного колебания происходит изменение вносимого фазового сдвига. В процессе работы приемника частота автоколебания в кольцевом соединении, образованном смесителями 15 и 17 и усилителями 16 и 18, остается неизменной и равной частоте настройки усилителя 18. Стабильность вьиужденньпс колебаний в автоколебательной системе будет определяться в основном стабильностью частоты колебаний г-ра 9, а стабильность , частоты выходных колебаний фильтра 20 существенно зависит от стабильности частоты г-ра 14. 1 ил. (Л 4 О5 ю 4 СО сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5Ъ 4 Н 04 В 1/06

ВИК@ ;.ц

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ е nil

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4137867/24-.09 (22) !7.06.86 (46) 28.02.89. Бюл. У 8 (71) Харьковский авиационный институт им . Н . Е . Жуков ског о (72) А.С. Василенко, Ф.И. Веников, Е,С. Колесник и В.Л. Сорокопут (53) 621 .396.82(088.8) (56) Плеханов В.В. и др. Автокорреляционный прием составных сигналов на тропосферных линиях связи. М .

Радио и связь, 1984, с. 35-37.

Там же, с. 56-63. (54) ПРИЕМНИК CHI HAJIOB С УГЛОВОЙ

МОДУЛЯЦИЕЙ (57) Изобретение относится к технике приема сигналов с угловой модуляцией на тропосферных линиях связи. Цель изобретения — уменьшение искажений сигнала. Приемник содержит линейные ВЧ-тракты 1,2,3 и 4, автокорреляционные преобразователи (АКП) 5, 6, 7 и 8, опорный и перестраиваемый г-ры 9 и 14, сумматор 10, полосовые

„„Я0„„1462495 А 1 филь тры 1 1 и 20, однополо сные смес ители 12, 13, 15 и 17, широкополосный и резонансный усилители 16 и 18, фазовый детектор (ФД) 19 и фильтр 21 нижних частот. В стационарном режиме на выходе ФД 19, а значит и на выходе приемника, напряжение равно нулю . В динамическом режиме при наличии на входе приемника частотномодулированного колебания происходит изменение вносимого фазового сдвига. В процессе работы приемника частота автоколебания в кольцевом соединении, образованном смесителями 15 и 17 и усилителями 16 и 18, остается неизменной и равной частоте настройки усилителя 18. Стабильность вынужденных колебаний в автоколебательной системе будет определяться в основном стабильностью частоты колебаний г-ра 9, а стабильность частоты выходных колебаний фильтра 20 существенно зависит от стабильности частоты г-ра 14. 1 ил.

1462495 пространственно-разнесенные составные сигналы с двойной частотной модуляцией

П пр() П-1 — к J к(m „î,ð ) cos B o

Ь-1

+ +9!1 1 (!) где Ug — амплитуда k-й компоненты сигнала;

15 Я,„щ =

=21IF1,qр — коРРелЯтоРный сигнал, 2О ш кор

С выходов АКП выходные сигналы и

11 () =, П" (" Р ) cos(cu« t — и + Чог)+

ДКП

К=— l 4,(g )д .(m )х СОЗ ((Ы,„-(3-i) "Ко 1

Кор oP ог

Ь1

11= —à (3) -(j-i) 5i, I. -(ч" Ч;) + аког! поступает на сумматор 10, суммируют- (4) су и через первый полосовой фильтр

Если на входы приемника подать

11 с полосой пРОПУсканиЯ П о„ ( сигнал, модулированный .по частоте поступают на первый вход первого однополосного.смесителя 2. С

Кор . синусоидальным током учетом того, что =- 1/Р „,,сигнал на выходе первого полосового 55 U(t) Ucos(y g + m singt) (5)

1 фильтра 11 имеет вид ь1

11 2

"см, ьх = 4 „—,,"З,(тп „„)зос(, о„т+

К= .- "+ е,„ ) то на первом входе первого однополосного смесителя 12 будет сигнал

Изобретение относится к технике сигналов с угловой модуляцией на тропосферных линиях связи.

Целью является уменьшение искажений сигналя.

На фиг . 1 цредставлена структурная электрическая схема приемника сигналов с угловой модуляцией; на фиг. 2 — структурная электрическая схема автокорреляционного преобразователя (АКП) приемника сигналов с угловой модуляцией.

Приемник сигналов с угловой модуляцией содержит линейные высокочастотные тракты 1-4 АКП 5-8, опорный генератор 9, сум атор 10, первый полосовой фильтр 11, первый и второй однополосные смесители !2 и 13, перестраиваемый генератор 14, третий однополосный смеситель 15, широкополосный усилитель 16, четвертый однополосный смеситечь 17, резонансный усилитель !8 фазовый детектор

19, второй полосовой фильтр 20 и фильтр 21 нижних частот. Выходом является выход второго полосового фильтра 20, который может быть подключен к внешнему частотному дискриминатору, а АКП содержит основной и дополнительный однополосные смесители, линию задержки и управляемый фазовращатель .

II

Устройство работает следующим образом.

На вход приемника поступают при счетверенном приеме частотно- и

Лы„,р индекс модуляции и девиа25 ция частоты корреляторным

Кор сигналом .

3, — коэффициенты разложения

К(го кор) в ряд по Функциям Бесселя. !

После усиления в линейных высокочастотных трактах 1 -4 составной сигнал в каждом из 4 каналов поступает на первые входы AKII 5-6, на вторые входы которых подается колебание от. опорного генератора 9

Пот (t) = Потсоз(ог" + gîã) l 462495

Яб )

U« „= U см cos («t + 2msim cos(t — 2 ) uо >+ g„3 (6) для мгновенной фазы колебания на вью ходе которого АКП

m, = 2m з п 5?С /2, (7) 10 (9)

Очевидно, что s(t) -s(t-".1,) = $„v(t)dt: - э

Это выражение можно приближеннб записать s(t) -s(t-i>) — 7> ° v(t), тогда

1.5 (9) примет вид

4(t) =и„ t — 0 ды,„ч(Е) (10)

Из (10) следует, что на выходе АКП действует сигнал, модулированный по

20 фазе многоканальным сообщением.

Итак, на первый вход первого однополосного смесителя 12 подается сигнал (6), а на второй вход этого смесителя поступает колебание частоты перестраиваемого генератора 14.

На выходе первого однополосного смесителя 12 выделяется колебание суммарной частоты (ы„, +ш „,) .

cos ((ь> +я ) + 2 m sin cos 2(° ? "Ъ Л см i + Ц, + I-In + см 1

35 На выходы второго однополосного смесителя 3 поступают колебания с выхода опорного генератора 9 и с перестраиваемого генератора 14, на выходе этого смесителя выделяется ко40 лебание суммарной частоты (мо, + >„Д, где

11 = U „cos ((ь,+с „,)t. + 4,Д+ 4 пс + см I (12) I му, 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,„. где,„ - фазовый сдвиг колебаний в цепях фильтрации второго однополосного смесителя 13.

Колебания с выходов. первого и второго однополосного смесителей .поступают на входы третьего и четвертого однополосных смесителей соответственно. Включенные в кольцевое соединение блоки: четвертый смеситель 17, широкополосный усилитель l 6, третий смеситель 15 и резонансный усилитель

18, образуют автоколебательную систеИз (6) видно, что на выходе каждого АКП индекс модуляции а так как частота корреляторного сигнала значительно превышает верхнюю частоту спектра сообщения, т. е.

Я„, )) 51$ 7 = 26/Й„, и Q >/2 ((1, то (7)можно упростить и записать

m = 445 i i(8) где дм — девиация сигнала на выходе приемника;

2 — 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 колебаний пг . перестраиваемого генератора 14;

Ц „, — фазовый сдвиг колебаний в цепях фильтрации первого однополосного смесителя 12.

Ф(г) = ог. < - 4с> Cs(t) -з(- y)3

В стационарном режиме при отсутствии модулирующего сигнала на входы фазового детектора 19 с выходов резонансного усилителя 18 и опорного генератора 9 поступают колебания одинаковой частоты „поэтому упО

5 1462495 6 равляющее напряжение на в ыходе этого фазового детектора равно нулю, и частота перестраиваемого генератора 14 равна номинальному (начальному) зна5 чению магг. На выходе третьего одноц соз (2ы +(,ф, ) С +Ц „+ Мг + р + см + Фсм (1З) | ц() = U,„„K „,„соз L2 сc+M«)t -(2 «+о лги) сии +

+ Ч г+ %pc + Ч р 4 си где Я вЂ” время запаздывания колебания в широкополосном усилителе.

На выходе четвертого однополосного смесителя 17 вьделяется колебаЮ

= П 4 COSI Ы,„t + Оiy -(2 4 о

+ neo ) " y +

1 см 4 (15) + 4 См4 3 менной временной задержки) в широкополосном усилителе при начальной

35 настройке добиваются выполнения ycLd py = Мог.

Таким образом, в стационарном режиме на выходе фазового детектора

19, а значит, и на выходе автокорреляционного,,приема напряжение равно нулю .

В динамическом режиме прн наличии на входе автокорреляционного приемника частотно-модулированного колебания происходит изменение вносимого фазового сдвига на величину и щ d 7 соя Я (е - — ) (18)

2 и частота колебаний в автоколебатель50 ной системе, образованной включенным в кольцевое соединение блоками 17, 16, 15, 18, отклоняется относительно номинального значения по закону изменения модулирующего сигнала, так как условия баланса фаз выполняются на других частотах. На выходе фазового детектора появляется управляющее напряжение в виде колебаний частоты биений, равной (пропорциоR7< (16) где К = 0,1,2, K — ceo, iy i 4 ого шу р ог 2 л

Ьуу где с р„- фазовый набег колебаний в резонансном усилителе

18; ц „ — фазовый сдвиг колебаний в цепях фильтрации третьего однополосного смесителя., + u f y+ ем + M + с Услов ие баланса фа 3 для ав токолебательной системы, образованной блоками 17, 16, 15, 18 можно представить в виде

" с„+ a ) (" сг + пгь) сшy + рч=

Ч см Мсм7 -г см 2

+ Мсмз+

+ г — фазовый сдвиг колебаний в цепях фильтрации однополосных смесителей 12, 13, 15, 17, Из уравнения (16) находим выраже ние для частоты колебаний кольцевого генератора, образованного блоками

17, 16, 15 и 18

Если же яр м,г, то либо выбором частоты м „г,, либо дополнительным фаэовращателем (устройством переполосного смесителя 16 вьделяется колебание с частотой (m „+ (d с)+

+(сг 2 ()c + с4) p(0 у Равной частот колебаний, поступающих на его входы

С в ых ода т ре ть e r о одн ополо с ног о смесителя 16 колебания поступают на вход широкополосного усилителя 16 с коэффициентом усиления К „, с выхода которого — на второй вход четвертого однополосного смесителя 17: ние с частотой (Z oc+ „î) (г "+

+ 4,„гс) = <,>, „равной разности частот колебаний, поступающих на его входь .

1462495

C ц + Я -(2 аког + 4>яго + 1 пг ) "а —, со ай(+ Чрз = Кя (19) 20 л

Лм7 cos Я (t — — )

1 2 д „,() = (20) 2 Я ш

При выборе 2. = 22 (20) перепишем

30 выражение нальной) девиации частоты ЧМ колебания в каждый момент времени. Это нап-. пряжение через второй полосовой фильтр 20 с полосой пропускания, 5 равной девиации частоты входного ЧМ сигнала (f (ср < F ug а f р2 Рмс мод лир ующег о с иг нала где f

В

С

f — нижняя и верхняя частоты среза полосового фильтра а F и f0

У мин макс — минимальная и максимальная частоты модулирующего сигнала соотПри этом, величина фазовых сдвигов

Чсм о " (2 î ° + " пго ) ш ррц остается практически неизменной. Из выражения (16) и (19} следует, что изменение частоты перестраиваемого генератора 14 вследствие воздействия на вход приемника ЧМ сигнала равно

С

ga»(t) = йы cos Я (с — — )- (21) Это значит, что изменение частоты перестраиваемогî rенератора происходит по закону изменения девиации частоты во времени входного ЧМ сигнала. Подавая колебания с выхода втоl рого полосового фильтра 20 на частотный детектор можно выделить полезную информацию. Из-за нестабильности средней частоты ЧМ сигнала не-. стабильности 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 так

nr Э что условие баланса фаз в автоколе бательной системе, образованной блоками 17, !6, 15, 18 выполняется на той же частоте сир„ = ь,г . Условие баланса фаз в этом случае принимает вид: бильностью и медленными изменениями средней частоты ЧМ сигнала. F,ð

ФНЧ должна быть ниже F «моделирующего 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, !8 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.

Формула изобретения

Приемник сигналов с угловой модуляцией, содержащий и каналов (n = 2, 3,...,) каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенньл 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 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 иены с выходами автокорреляционных преобразователей всех каналов, первый полосовой фильтр и первый однополосный . смеситель, а также второй однополосный смеситель и опорный генератор, выходы которого соединены с, вторыми входами автокорреляци» онных преобразователей всех каналов и с первым входом второго однополосного смесителя, каждый АКП выполнен

1 в виде основного однополосного сме( сителя, последовательно соединенных линии задержки и дополнительного

: однополосного смесителя, включенных

;между первым и вторым входами основного однополосного смесителя, а так-же управляемого фазовращателя, выход которого подключен ю второму входу дополнительного однополос ного смесителя, причем первый вход и выход основного однополосного смесителя являются первым входом и выходом АКП, а вход управляемого фазовращателя — его вторым входом, 62495 10 отличающийся тем, что, с цель ю уменьшен ия иск ажен ий с иг на1 ла, к выходу второго однополосного

5 смесителя подключены последовательно соединенные третий однополосный смеситель, широкополосный усилитель, четвертый однополосный смеситель, другой вход которого соединен с выходом первого однополосного смесителя, резонансный усилитель, подключенный выходом к второму входу третьего однополосного смесителя, фазовый детектор, второй вход которого

t5 соединен с выходом опорного генератора, и второй полосовой фильтр, выход которого является выходом устройства, к вторым входам первого и второго однополосных смесителей, под20 ключен перестраиваемый генератор, опорный генератор выполнен перестраиваемым по частоте, а между выходом фазового детектора и входом управления частотой опорного генератора включен фильтр нижних частот.