Синхронно-фазовый демодулятор

 

СИНХРОННО-ФАЗОВЫЙ ДЕМОДУЛЯТОР , содержащий последовательно соединенные фазовый детекторj первый вход которого является входом синхронно-фазового демодулятора, и пропорционально-интегрирующий фильтр. причем к второму входу фазового детектора подключен выход генератора управляемого напряжением, отличающийся тем, что,с целью повышения помехоустойчивости, введен режекторный фильтр, включенный между выходом пропорциональноинтегрирующего фильтра и управляющим входом генератора, управляемого напряжением, являкицегося выходом синхронно-фазового демодулятора, при этом частота настройки режекториого фильтра f выбирается из соотношения f ,где f - верхняя модулирующая частота принимаемого сигнала, а В - полоса тракта, пред (Л шествующего синхронно-фазовому демодулятору .

СОЮЗ С08ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (I j) ((з1) Н 03 D 3/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

:Ь

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ. ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2I) 3597915/24-09 (22) 07.04.83 (46) 23.05.85. Бюл. В 19 (72) И.М.Кулагин, P.Н.Муха и Ю.В.Савинов (53) 621.376.55(088.8) (56) 1. Клеппер Дж., Френкл Дж.

Системы автоподстройки частоты.

M., "Энергия", 1977, с. 92, рис. 5-1, 2. Кантор Л.Я., Дорофеев В.М.

Помехоустойчивость приема ЧМ-сигналов. М., Связь, 1977, с. 168, рис. 6-11 (прототип). (54)(57) СИНХРОННО-ФАЗОВЫЙ ДЕМОДУЛЯТОР, содержащий последовательно соединенные фазовый детектор, первый вход которого является входом синхронно-фазового демодулятора, и пропорционально-интегрирующий фильтр. причем к второму входу фазового детектора подключен выход генератора управляемого напряжением, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, введен режекторный фильтр, включенный между выходом пропорциональноинтегрирующего фильтра и управляющим входом генератора, управляемого напряжением, являющегося выходом синхронно-фазового демодулятора, при этом частота настройки режекторного фильтра f выбирается из соотношения fg(Г, Ь/2,где Гв — верхняя модулирующая частота принимаемого сигнала, а  — полоса тракта, предшествующего синхронно-фазовому демодулятору, l5

1 1157

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в систе-I мах радиосвязи с частотной модуляцией сигналов.

Известен синхронно-фазовый де5 модулятор (СФД ), содержащий последовательно соединенные фазовый детектор, фильтр нижних частот и генератор управляемый напряжением, выход которого подключен к входу 10 фазового детектора 11J.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является СФД, содержащий последовательно соединен" ные фазовый детектор, первый вход которого является входом СФД частотно-модулированных сигналов, и пропорционально интегрирующий фильтр, причем к второму входу фазового детектора подключен выход генератора управляемого напряжением, управляю" щий вход которого подключен к выходу пропорционально-интегрирующего фильтра (2 ).

Однако известные СФД имеют недостаточно высокую помехоустойчивость, Цель изобретения — повышение помехоустойчивости.

Для достижения цели в синхронно-фазовый демодулятор, содержащий

30 последовательно соединенные фазовый детектор, первый вход которого является входом синхронно-фазового демодулятора, и пропорционально-интегрирующий фильтр, причем к второму входу фазового детектора подключен выход генератора, управляемого напряжением, введен режекторный фильтр, включенный между выходом гропорционально-интегрирующего фильтра и управляющим входом генерато- 40 ра, управляемого напряжением, являющегося выходом синхронно-фазового демодулятора, при этом частота настройки режекторного фильтра f выбирается из соотношения fB(f сВ/2, где f — верхняя модулирующая чаВ стота принимаемого сигнала, В— полоса тракта, предшествующего синхронно-фазовому демодулятору.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема СФД; на фиг. 2 и 3 — возможные реализации режекторного фильтра; на фиг. 4— амплитудно-частотные характеристики; на фиг. 5 — фаэочастотные характеристики.

Синхронно-фазовый демодулятор содержит фазовый детектор 1, генег

645 2 ратор 2 управляемый напряжением, E.ðoïoðöèoíàëüHî интегрирующий фильтр 3, режекторный фильтр

Принимаемый частотно-модулированный (ЧМ ) сигнал с выхода усилителя промежуточной частоты приемника (не показан )подается на фазовый детектор 1, на второй вход которого поступает сигнал с генератора 2. На выходе фазового детектора 1 возникает напряжение сигнала ошибки слежения, пророрциональное разности фаз входного сигнала и сигнала генератора 2.Напряжение сигнала ошибки фильтруется пропорционально-интегрирующим фильтром 3.

Поскольку передаточная функция пропорционально-интегрируюшего фильтра 3 имеет первый порядок, . его избирательность невысокая. Это обстоятельство вызывает значительный уровень высокочастотного шума, т.е. шума в полосе частот, расположенной выше f — верхней модулиB рующей частоты принимаемого сигнала.

Для уменьшения уровня высокочастотного шума введен режекторный фильтр 4. В результате действия режекторного фильтра 4 шумовая полоса СФД сужается и следовательно помехоустойчивость СФД повышается.

При этом положительный эффект достигается лишь в том случае, если режекторный фильтр 4 не оказывает заметного влияния на нелинейные искажения принимаемого сигнала и запасы устойчивости СФД к самовозбуждению.

Сигнал ошибки после фильтрации в пропорционально-интегрируюШем фильтре 3 и в режекторном фильтре

4 подается на управляющий вход генератора 2 для осуществления слежения за мгновенной частотой входного сигнала и выделения полезной информации.

Частота настройки режекторного фильтра 4 выбирается в пределах

f (f (B/2, где  — полоса тракта, предшествующего СФД.

Выполнение условия f (f необходимо для того, чтобы режекторный фильтр 4 не ослаблял полезный сигнал. Кроме того, при f, близкой к fB, уменьшается запас устойчивости СФД по фазе. Так как сигнал на вход фазового детектора подается с выхода усилителя промежуточной

Таким образом, предложенный синхронно-фазовый демодулятор имеет лучшую помехоустойчивость и высокую технико-экономическую эффективность, 40 поскольку повышение помехоустойчивости линии связи при ограниченной мощности передатчика достигается без эквивалентного увеличения габаритов приемной и передающих антенн либо

45 снижения температуры шума приемной системы.

3 ll частоты, то результирующая частотная избирательность определяется произведением амплитудно-частотных характеристик (АЧХ ) этого усилителя и замкнутой петли СФД. При этом режекторный фильтр 4 существенно влияет на частотную избирательность (если ои настроен на частоту, не превьппающую В/2 1. Наиболее эффективное подавле(ие высокочастотного шума достигается, когда режекторный фильтр 4 ослабляет шумы в области подъема АЧХ замкнутой петли СФД. Степень ослабления высокочастотного шума зависит от частоты настройки режекторного фильтра 4 и допустимого запаса устойчивости по фазе. Передаточная функция предложенного СФД с режекторными фильтрами (фиг, 2 и 3) имеет четвертый порядок. Однако действие режекторного фильтра 4 приводит к тому, что передаточная функция сводится к четвертому порядку

v лишь в ограниченной полосе частот.

В остальной полосе частот передаточная функция практически такая же, как у известного СФД, т.е. имеет второй порядок. Следовательно, при надлежащем выборе параметров режекторного фильтра 4 устойчивость

СФД к самовозбуждению и величина нелинейных искажений принимаемого сигнала не будут заметно отличаться от известного СФД. Частота настройки режекторного фильтра 4 (фиг. 2) устанавливается конденсатором 5 или катушкой 6 индуктивности. Величина ослабления шума регулируется резистором 7.

При интегральном исполнении СФД, предназначенном для приема речевых сигналов, целесообразно использовать активный режекторный фильтр 4 (фиг. 3), Частота настройки этого режекторного фильтра зависит от резисторов 8 и 9 и конденсаторов 10 и.

57645 4

11. Величина ослабления шума устанавливается резисторами 12 и 13.

На фиг. 4 приведены экспериментальные амплитудно-частотные характеристики замкнутой петли предложенного СОД с режекторным фильтром

4 (кривая 1, фиг. 2) и известного

СФД (кривая 2). СФД предназначен для приема речевых ЧМ сигналов с

10 f 3 кГц. Режекторный фильтр 4 настроен на частоту 5 кГц и его действие (фиг. 4 1 оказывает существенное влйяние на АЧХ в полосе частот от

4 до 6 кГц, причем эта полоса соизмерима с полосой 0,3-3 кГц, занимаемой модулирующими частотами. Ослабление шумов на частоте 5 кГц увеличивается по сравнению с известным СФД на 8 дБ. Влияние режекторного фильтра 4 в этом СФД на запас устойчивости по фазе можно определить путем сравнения фазочастотных характеристик пропорционально-интегрирующего фильтра 3 (кривая 1, фиг.5) и пропорционально-интегрирующего и режекторного фильтров 3 и 4 (кривая 2, фиг. 5 ). Как видно из хода кривых, максимальный набег фазы в предложенном СФД увеличился на 3 т.е ° запас устойчивости по фазе в обоих демодуляторах практически одинаков. При этом крутизна спада амплитудной и фазочастотиых характеристик в предлагаемом СФД существенно выше, чем в известном.

Фиг. 2

08 то

1157645

Фи8 г

Фиг 4

Ю ro grlq

1157645

uf оЯ. 10 ГР, A ß

Составитель А.Меньшикова

Техред Т,Дубинчак коРРектоР М.Розман

Редактор А.Сабо

Филиал ППП "Патент", г. Улиород, ул. Проектная, 4

Заказ 3389/52 Тираа 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР до делам изобретений и открытий

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