Способ определения сдвига фазы в фазоманипулированном сигнале

Способ определения сдвига фазы в фазоманипулированном сигнале

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для определения сдвига фаз при испытаниях устройств, генерирующих радиосигналы с фазовой манипуляцией. Цель изобретения - упрощение реализации способа, повышение надежности и точности в определении сдвига фазы в фазоманипулированных сигналах. Способ основан на изменении периода низкочастотного фазоманипулированного сигнала в моменты действия фазовой манипуляции. Сущность способа заключается в том, что сначала измеряется множество значений интервалов времени, длительность которых равна целому числу периодов низкочастотного фазоманипулированного сигнала. Далее из указанного множества находятся три наиболее вероятные значения интервалов времени, по которым затем определяется искомый фазовый сдвиг. Способ позволяет исключить влияние случайных выбросов фазы, обусловленных наличием помех и других нерегулярных воздействий в процессе проведения измерений. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU 147 402 (51)4 G 01 R 25/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4256877/24-21 (22) 04.06,87 (46) 30.04.89, Бюл. У 16 (71) Калининградское высшее инженер;,,ное морское училище (72) И.А.Ермоленко, К,П.Павлов, О.Г.Юшкевич и В.Н.Минаев ($3) 621.317.373(088.8) (56) Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Советское радио, 1967, с. 144-166.

Авторское свидетельство СССР

М 1285397, кл. G 01 R 25/00, 1986. . (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СДВИГА ФАЗ

В ФАЗОМАНИПУЛИРОВАННОМ СИГНАЛЕ (57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для определения сдвига фаз при испытаниях устройств, генерирующих радиосигналы с фазовой манипуляцией. Цель изобретения — уп1

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для определения сдвига фазы при испытаниях устройств, генерирующих импульсные радиосигналы с фазовой манипуляцией, Цель изобретения — упрощение реализации способа, повышение надежности и точности определения сдвига фаз в низкочастотном фазоманипулированном сигнале (ФМ-сигнале).

Способ основан на изменении периода низкочастотного ФМ-сигнала в моменты действия фазовой манипуляции. рощение реализации способа, повышение надежности и точности в определении сдвига фазы в фазоманипулированных сигналах. Способ основан на изменении периода низкочастотного фазоманипулированного сигнала в моменты действия фазовой манипуляции.

Сущность способа заключается в том, что сначапа измеряется множество значений интервалов времени, длительность которых равна целому числу периодов низкочастотного фазоманипулированного сигнала, Далее из указанного множества находятся три наиболее вероятные значения чнтервалов времени, по которым затем определяется искомый фазовый сдвиг. Способ позволяет исключить влияние случайных выбросов фазы,. обусловленных наличием помех и других нерегулярных воздействий в процессе проведения измерений. 6 ил.

Сущность способа заключается. в том, что сначала измеряют множество значений интервалов T„ времени, длительность которых равна целому числу и периодов низкочастотного ФМ-сигнала. Далее из указанного множества находят три наиболее вероятные значения интервалов Т „ времени, по которым затем определяют искомый фазо-, Д вый сдвиг, На фиг. 1-6 поясняется сущность предлагаемого способа.

Как показано на фиг, 1, в отсутствие манипуляции .

Т «=Т,=nT (1) llt=TÕ Т01

27!

4Ч= — —.ht Т (2) 15

Тогда, с учетом (1) будем иметь

1476402 где Т вЂ” период йемодулированного сигнала.

В идеальном случае, когда длительность переходного процесса (время переключения фазы) i nep 0 или же по

5 крайней мере ° nep « Т, изменение фазового угла за счет манипуляции пропорционально изменению периода низкочастотного сигнала в моменты действия фазовой манипуляции: где п, — количество переключений фазы "вверх" за конечное время t< проведения измерений;

N — полное количество измерений интервалов Т „ времени за время

Аналогично для Т х получим (5) Р(Т )=1- — -" — (и,+n ) Х

N (6) где n z, — количество переключений фазы "вниз" (й! ) за время С„

Тогда

2!!n !

1 М= — — - dt

Т (3) В реальных радиосигналах изменение фазы происходит не мгновенно, а в течение некоторого времени переходного процесса, которое может превышать длительность .периода самоro сигнала, т.е, Г „, Т (фиг.. 2).Тем 25

1 ие менее определение фазового сдвига по формуле (3) остается в силе при условии, что Т „)!,„ep, т. е. при достаточно большом и.

Для передачи информации обычно применяется импульсная модуляция фазы (фазовая манипуляция), при которой изменение фазы (в идеальном случае) отображается при помощи последовательности прямоугольных импуль- 35 сов (фиг, 3). Для определения величин йt и т0 (входящих в (3)) используется метод статистического анализа, основанный на исследовании гистограммы дифференциального вероятнаст- 40 ного распределения наблюдаемых значений тх.

В идеальном случае, когда „ 0

0Еp или „саТ, возможны только три значения величины Т 45 !

Т «=ТО-Ь t и х Т01

T XT0+ dt s s

Т „ соответствует ситуации, когда измерение происходит при переключении фазы "вверх" (а!,). Его вераятность при выполнении условия статистической независимости последовательносТН моментов измерений HHTepBBJIoB

Т и последовательности модулирующих х импульсов равна

Р(т )= -"-

N (4) Если длительность периода следования модулирующих импульсов Т » Т„,, то п, «N и n i< N. Следовательно, Р(Т „ ) > Р(Т х) и Р(„")» Р(Т „"), т.е. функция ы(Т„) дискретна и отлична от нуля в точках Т, Т„4 tq и..Т -dt „, Дця идеального случая ее вид показан на фиг, 5 сплошными линиями, При увеличении Т„ (увеличении числа n) N будет уменьшаться при неизменном времени измерений t„, вероятности Р(Т „) и Р(Т„) будут возрастать, а Р(Т „ ) уменьшаться. Когда величина Т будет мало отличаться от длительности .модулирующего импульса, то очевидно будет

P(T>)=P(Tx)=0,5, а Р(Т „ )=О, так как при каждом измерении происходит скачок фазы либо "вверх", либо внизн и функция И(Т„) имеет вид, показанный на AHr. 6 сплошными линиями. Если величина Т „ больше длительности модулирующих импульсов, то функция

6)(Т„) теряет информационный характер, так как за зремя Т „ происходит несколько переключений фазы.

В реальной ситуации, когда Т !! < (Т „, функция распределения (д(Тх) будет иметь вид, показанный на фиг-.5 и 6 прерывистыми линиями, так как при различных соотношениях между Т„ и длительностью модулирующих импульсов в неидеальном случае возможно частичное перекрытие интервалов 0,р и Т,„ (на фиг, 4 интервал Т„ частично перекрывает интервал in„р).

Следовательно, при соблюдении ограничений на величину Т„: i „ep iiT „ и Т, меньшем длительности модулирующих импульсов (что обеспечивается надлежащим выбором числа п), -м(Т! ) будет иметь три максимума (фиг. 5), причем центральному максимуму соот(7) (8) Подставляя полученные величины в (3) определяют величину йLp.

Разрешающая способность при определении сдвига фазы определяется погрешностью измерения интервалов T„ и д, определяемой из (3):

20

2Гп

6+= -- — ° Д

+O

То (9) Статистическая обработка массива измеренных значений Т „ позволяет определить наиболее вероятные величины сдвига фазы в фазоманипулированном сигнале и отбросить случайные выбросы фазы, обусловленные наличием помех и других нерегулярных воздействий в процессе проведения измерений. Это позволяет повысить надежность и точность определения измеряемых параметров.

30

Формула изобретения

Способ определения сдвига фаз в фазоманипулированном сигнале, основанный на изменении периода низкоча40 стотного сигнала в моменты фазовой

F(fJ

5 147640 ветствует значение Т„=Т =и. Т, т.е, измеренное на немодулированных участках +M-сигнала, правому — значение

T„=T +dt соответствующее переключению фазы "вниз", левому — значение

Ф

Т =Т,-dt,, соответствующее переключению фазы "вверх".

Величины 8 t, и d tz определяют... по формулам 10 манипуляции, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения его реализации, повышения Надежности и точности определения угла сдвига фаз сигнала, измеряют множество значений интервалов времени, кратных периоду низкочастотного сигнала, при этом коэффициент кратности выбирают таким образом, чтобы измеряемые интервалы времени были больше длительности переходного процесса при скачках фазы и меньше минимальной длительности интервала времени между двумя ближайшими скачками фазы в исследуемом сигнале, моменты измерений выбирают вне зависимости от моментов фазовой манипуляции, затем из множества значений интервалов времени определяют наиболее вероятные значения минимального, среднего и максимального интервалов времени, вычитая из минимального значения среднее, из среднего значения максимальное.,получают изменение периода низкочастотного сигнала при скачках фазы

"вверх" и "вниз" соответственно, искомые сдвиги фазы вычиспяют по формуле где ct t — изменение периода низкочастотногого сигнала при скачках фазы;

Т вЂ” среднее значение измеренных интервалов;

n — - кратность измеренных интервалов к периоду низкочастотного фазоманипулированного сигнала ..

1476402

1426402

To+ Üt2 тО -Д 1

Составитель А.Орлов

Редактор А,Ревин Техред Л.Олийнык- Корректор Л,Латай

Заказ 2152/46 Тираж 714 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