Следящий фильтр

Следящий фильтр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<>9ОО407 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 250579 (21)2770498/18-09 с присоединением заявки М (23) Приоритет (И) М. Кт.

Н 03 Н 7/01

Н 03 L 7/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 2301.82. Бюллетень ¹3

Дата опубликования описания 23.01.82

{ з)ПЖ 621.396.62 (088. 8) (72) Авторы изобретения

С.A.Äàíèýëÿí, Ю.С.Щедров и Г.В.Ярошевский (71) Заявитель (54) СЛЕДЯЩИИ ФИЛЬТР

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено преимущественно для выделения основной частоты периодической последовательности импульсов большой скважности в условиях аддитивных флуктуационных помех с высокой фаэовой стабильностью.

Известны высокодобротные кварце— вые фильтры, обеспечивающие эффективное подавление помех (1). Однако при этом не обеспечивается широкая полоса частот слежения из-за узкополосности укаэанного фильтра и, кроме того, возникает необходимость термостабилизации к эксплуатационным неудобствам.

Известно также устройство фазовой автоподстройки частоты, обеспечивающее высокую степень подавления аддитивной помехи (2).

Однако устройство малопригодно при работе по импульсным сигналам большой скважности, так как первая гармоника частоты следования входных импульсов в этом случае имеет малую 2з величину, что приводит к необходимости усиливать слабый регулирующий сигнал после фазового детектора усилителем постоянного тока. Последнее приводит в силу наличия дрейфа нуля 30 усилителя постоянного тока к большой фаэовой нестабильности выходного напряжения фильтра.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство фаэовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), содержащее последовательно соединенные избирательный усилитель.и кольцо фаэовой автоподстройки частоты подстраиваемого генератора )3).

Однако известно устройство имеет недостаток, заключающийся в относительно низкой фазовой стабильности выходного сигнала из-за возможных неконтролируемых расстроек избирательного усилителя.

Цель изобретения — повышение фаэовой стабильности выходного сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что в следящем фильтре, содержащем последовательно соединенные избирательный усилитель и кольцо фазовой автоподстройки частоты подстраиваемого генератора, между выходом подстраиваемого генератора кольца ФАПЧ и управляющим входом избирательного усилителя включены последовательно фазовращатель, первый синхронный детектор, второй вход

900407 которого подключен к выходу избирательного усилителя, первый фильтр нижних частот, второй синхронный детектор, второй фильтр нижних частот, сумматор и управляющий элемент, а к другим входам второго синхронного детектора и сумматора подключен генератор модулирующей частоты.

На чертеже представлена структурная электрическая схема следящего фильтра, Следящий фильтр содержит последовательно соединенные избирательный усилитель 1, кольцо ФАПЧ 2, например, из последовательно соединенных фазового детектора 3, петлевого фильтра 4 и подстраиваемого генератора 5, между выходом избирательного усилителя 1 и его управляющим входом включены последовательно первый синхрон— ный детектор 6, первый фильтр 7 нижних частот, второй синхронный детектор 8, второй фильтр 9 нижних частот, сумматор 10 и управляющий элемент 11, между выходом подстраиваемого генератора кольца ФАПЧ 2 и другим входом первого синхронного детектора б включен фазовращатель 12 на —, к дру7 гим входам второго синхройного детектора 8 и сумматора 10 подключен генератор 13 модулирующей частоты.

Устройство работает следующим образом.

Например, контур подстройки избирательного усилителя 1 разомкнут (по выходу управляющего элемента 11), т. е. вход управления частотой настройки избирательного усилителя 1 соединен с общей шиной. Импульсная последовательность, поступающая на вход избирательного усилителя 1, проходя через него, изменяет свой спектральный состав: на выходе избирательного усилителя 1 сигнал имеет вид синусоидального с частотой, равной частоте следования входных импульсов, если последняя находится в полосе пропускания избирательного усилителя

1. На этот сигнал накладывается часть аддитивного входного шума, которая проходит через избирательный усилитель 1. Полученная смесь синусоидального сигнала и шума воздействует на кольцо ФАПЧ 2, в результате чего подстраиваемый генератор 5 кольца ФАПЧ

2 окажется настроенным точно на частоту входного синусоидального сигнала, Фазовые флуктуации напряжения подстраиваемого генератора 5, т. е. выходного сигнала следящего фильтра, при соответствующем выборе параметров петлевого фильтра 4 могут быть сделаны весьма малыми даже при значительном уровне входного аддитивного шума. Так как в установившемся режиме сигналы на входах фазового детектора 3 кольца ФАПЧ 2 имеет фазовый сдвиг, равный - -, то благодаря

Л фазовращателю 12 фазовый сдвиг на

2О

3D

3S

55 бО

65 входах первого синхронного детектора 6 равен нулю, что обеспечивает максимум напряжения на его выходе.

При небольших изменениях частоты входного сигнала или же расстройках избирательного усилителя 1 †.Носительно входного сигнала возникают 4аэовые сдвиги выходного сигнала следящего фильтра относительно перый гармоники входной импульсной последовательности, что имеет место, главным образом, из-за фазочàcтотной характеристики избирательного усилителя

1. Это явление устраняется за счет петли автонастройки контура избирательного усилителя 1 с модуляцией его по параметру (например, частоте настройки) .

При замыкании цепи управляющий элемент 11 — избирательный усилитель

1 происходит следующее. Пусть частота генератора 13 модулирующей частоты вне полосы пропусканич кольца

ФАПЧ 2, которое должно быть очень узкополосным. Это напряжение, проходя через сУмматор 10 на управляющий элемент 11, вызывает пеоиодическое изменение частоты настройки избирательного усилителя 1 в малых пределах. В результате полезное напряжение на выходе избирательного усилителя 1 приобретает амплитудную и фазовую модуляцию в соответствии с амплитудночастотной и фазочастотной характеристиками избирательного усилителя 1.

В случае выполнения избирательного усилителя 1 с одиночным колебательным контуром, сигнал с выхода его подается на кольцо ФАПЧ 2 и первый синхронный детектор б. Поскольку частоты модуляции избирательнorо усилителя 1 вне полосы пропускания кольца ФАПЧ 2, выходное напряжение следящего фильтра не имеет дополнительной фаэовой модуляции с частотой генератора 13. Выходное напряжение первого синхронного детектора б пропорционально произведению амплируды е;о входного напряжения и косинуса разности фаз его входных напряжений.

Учитывая малые изменения косинуса разности фаз вблизи центра характеристики избирательного усилителя 1 и первого синхронного детектора б, можно допустить, что выходное напряжение первого синхронного детектора б, подаваемое через первый фильтр нижних частот 7 на второй синхронный детектор 8, определяется в основном только АХЧ избирательного усилителя 1, при этом доля шумов на выходе первого синхронного детектора 6 значительно меньше, чем доля шума на выходе детектора огибающей, который обычно подключается к выходу избирательного усилителя 1 в системах автонастройки контуров, так как синхронный детектор не пропуска—

900407

Формула изобретения

Составитель T.Àôàíàñüåâà

Редактор Н.Пушненкова Техред С.Мигунова Корректор Г.Огар

Заказ 12202/72 Тираж 953 Подписн ое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ет квадратурную составляющую шумов, Это обеспечивает выигрыш в отношении сигнал/шум на выходе второго синхронного детектора 8.

Подстройка избирательного усилителя 1 достигается за счет того, что напряжение на выходе второго синхронного детектора 8 изменяет свою полярность при изменении знака расстройки избирательного усилителя 1 относительно первой гармоники входного сигнала.

Технико-з кон омич еска я эффективностьь предлагаемого технического решения определяется улучшением отношения сигнал/шум в канале подстройки избирательногo усилителя 1 примерно на 3 дБ, что дает соответствующее улучшение флуктуаций фазы выходного сигнала следящего фильтра.

Следящий фильтр, содержащий последовательно соединенные избирательный усилитель и кольцо фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) подстраиваемоro генератора, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения фазовой стабильности выходного сигнала, между выходом подстраиваемого генератора кольца ФАПЧ и управляющим входом избирательного усилителя включены последовательно фазовращатель, первый синхронный детектор, вторОй вход которого подключен к выходу избирательного усилителя, первый © фильтр нижних частот, второй синхронный детектор, второй фильтр нижних частот, сумматор н управляющий элемент, а к другим входам второго синхронного детектора и сумматора подключен генератор модулирующей частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Чистяков Н.И. и др. Радиоприемные устройства. М., Связь, 1974, 20 с. 60 - 69.

2. Тузов Г.И. Выделение и обработка инфсрмации в доплеровских системах. М., Советское радио, 1967, с, 88 — 100.

3. Шахгильдян В. В. и др. Системы фазовой автоподстройки частоты. М., Связь, 1972, с, 15-16 (прототип) .