Устройство для измерения девиации частоты частотно- манипулированных сигналов

 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для определения параметров радиосигналов. Цель изобретения - повышение точности измерений. Устройство для измерения девиации частоты частотно-манипулированных сигналов содержит фазовращатель 1, три элемента 2 задержки, два фазовых детектора 3, четыре перемножителя 4, блок 5 сложения, блок 6 вычитания и индикатор 12. Введение двух блоков 7 измерения дисперсии, блока 8 деления, двухполупериодного выпрямителя 9, блока 10 извлечения квадратного корня и функционального преобразователя 11 позволяет повысить точность оценки значения девиации частоты за счет исключения влияния амплитуды входного сигнала, средней частоты и вероятностных характеристик модулирующего кода. 2 ил.

СОКИ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСжБЛИН

09) (11) 61663 (Si)S С 01 К 23/02

1 (1 1 !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 46 78589/21 (22) 14,04.89 (46) 07,67.91. Бюл. № 25 (71) Таганрогский радиотехнический институт им. В.Д.Калмыкова (72) Ю.А.Геложе, А,П.Дятлов, П.П.Клименко и Е.И,Коваленко (53) 621.3 17.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 953584, кл, G 01 R 23/02, 1982, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕВИАЦИИ ЧАСТОТЫ ЧАСТОТНО-МАНИПУЛИРОВАННЫХ

СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для определения параметров радиосигналов. Цель изобретения — повышение точности измерений.

Устройство для измерения девиации частоты частотно-манипулированных сигналов содержит фазовращатель 1, три элемента 2 задержки, два фазовых детектора 3, четыре перемножителя 4, блок 5 сложения, блок б вычитания и индикатор 12. Введение двух блоков 7 измерения дисперсии, блока

8 деления, двухполупериодного выпрямителя 9, блока 10 извлечения квадратного корня и функционального преобразователя 11 позволяет повысить точность оценки значения девиации частоты эа счет исключения влияния амплитуды входного сигнала, средЮ ней частоты и вероятностных характеристик модулирующего кода. 2 ил.

1661663

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и моя(ет использоваться для определения параметров радиосигналов.

Целью изобретения является повышение точности измерений, На фиг.1 представлена структурная схема устройства, на фиг,2 — временные диаграммы, поясняющие его ра- боту.

Устройство для измерения девиации частоты частотно-манипулированных сигналов содержит фазовращатель 1, три элемента 2- 1 — 2-3 задержки, два фазовых детектора 3-1 и

3-2, четыре перемножителя 4-1 — 4-4, блок 5 сложения, блок 6 вычитания, два блока 7-1 и 7-2 измерения дисперсии, блок 8 деления, двухполупериодный выпрямитель 9, блок 10 извлечения квадратного корня, функциональный преобразователь 11, индикатор 12.

Входная шина устройства объединена с входами фазовращателя 1, первого элемента 2-1 задержки и второго фазового детектора 3-2. Выход перо вого элемента 2-1 задержки объединен с вторыми входами фазовых детекторов 3-1 и 3-2. Выход первого фазового детектора 3-1 ссединен с первыми входами первого 4-1 и третьего 4-3 перемножителей непосредственно и через второй элемент 2-2 задержки с вторыми входами первого 4-1 и второго 4-2 перемножителей. Выход второго фазового детектора 3-2 соединен с первыми входами второго 4-2 и четвертого 4-4 перемножителей непосредственно и через третий элемент

2-3 задержки с вторыми входами треть. его 4-3 и четвертого 4-4 перемножителей, Выходы первого 4-1 и четвертого 4-4 перемножителей соединены с первым и вторым входами блока 5 сложенин соответственно, выходы второго

4-2 и третьего 4-3 перемножителей соединены с первым и вторым входами блока 6 вычитания соответственно.

Выход блока 5 сложения псдключен к входу второго блока 7-2 измерения дисперсии, а выход блока 6 вычитания подключен через двухполупериодный выпрямитель 9 к входу первого блока 7-1 измерения дисперсии. Выход первого блока 7-1 измерения дисперсии и выход второго блока 7-2 измерения дисперсии соединены соответственно с первым и вторым входами блока 8 деления. Выход блока 8 деления подключен к входу блока 10 извлечения квадратного корня, выход которого через функциональный преобразователь 11 подключен к входу инди— катора 12.

Устройство работает следующим об1О разом.

На вход устройства в течение времени наблюдения (О, Т„) поступает частотно-манипулированный сигнал, который при модуляции с разрывом фазы несущей можно представить в виде

П(в) = Пвсов((д в +bc b(t) t+Cpв), в где Ц 1(де, 1 ) д ц — неизвестные амплитуда, средняя частота, девиация частоты и начальная фаза сигнала, ункция, 20

b (t) — модулирующая ф причем

b(t) = с Ь| rect(t<), () ) 1, tE (п)т,(m+1)Tj где гесс(г) (О, г (ПТ, (и,+1)Т)

m =. 1, 2, 3.

Т вЂ” длит ельнос т ь эл еме нт арной посылки, определяемая скоростью телеграфирования.

Величина Ь = 1 или .(-1), Набор

Ь1 образует двоичный код, в соответствии с которым частота сигнала принимает два значения: Я, = ЮС1, — ЬЯ с вероятностью Р1 и 632 = Я .к у с вес!) роятностью Р2, Вероятности Р! и Р2 появления символов с частотами Я и

Я эа время наблюдения априори неиэй вестны.

На выходе фазовращателя 1 сигнал имеет вид

U< (t)=U sit((t) t+((b)b(t) t+ ((7 ) ср

На выходе первого элемента 2-1 задержки формируется сдвинутая на интервал времени (z>- =Т копия входного л сигнала:

Us(t)=Ustosf(Ds t+bGlb (t-T) t— — и х-)(ить(t-т)+ в

Тогда напряжение на выходе первого фазового детектора 3-1 имеет вид !

US(t)=U<(t) Ut(t) = — (singdU(b(t) .

1 2

16616б3 ния — RK(t):

R» (С)=Е» (t)+E4(t) = — Uz< os b(t)—

-ь(t-т)-ь(t.-",)+ü(t-,-т>)ьь>t +

+(b(t-T)-ь(t-t-т)1ьь>т+(ь(t- >— г и

-Ь (t-u-Т) 5Я <, и 1

5

-Ь(ь-T)) t+ Ь>,т+Ь(ЬтЬ(ь-т)3, На выходе второго фазового детектора 3-2 напряжение имеет следующий вид:

1 ,< U<(t) =U» (c) uZ (t) = U <.os А(0 b (t)

-ь(t.-т))t+b> т+ьить(t-T)3, с

На выходе второго элемента 2-2 зад л держки формируется сдвинутая на 91 = ( копия выходного сигнала первого фазового детектора 3-1:

1 . Г Г

u (c) = — U sin (p b(c-Й)2

-b(t- с -T)) t-dtns(b(t- )-b(t-Ф-т))+

+ Я Т+<>ЯТЬ (t-»,-Т) ср .1 ь а на выходе третьего элемента 2-3 задержки формируется сдвинутая на с»з= л п — (копия выходного сигнала второго фазового детектора 3-2: (t) = †. U cos$ QQpb (t-u)

6 2

-b(t- -T))t-db>s(n(t-s)-b(t- -т>)+ и п

+()с Т+ ЫТЬ(c- -Т)

С выхода первого фазового детектора 3-1 сигнал U>(c) поступает на первые входы первого 4-1 и третьего

4-.3 перемножителей непосредственно и через второй элемент 2-2 задержки поступает на вторые входы первого

4-1 и второго 4-2 перемножителей.

Сигнал U4 (c) с выхода второго фазового детектора 3-2 поступает на первые входы второго 4-2 и четвертого

4-4 перемножителей непосредственно и через третий элемент 2-3 задержки на вторые входы третьего 4-3 и четвертого 4-4 перемножителей.

Величина задержки и второго 2-2 и третьего 2-3 элементов задержки выбирается из условия ь (< Т. (Я (11/2

С учетом изложенного, напряжения на выходе перемножителей 4-1 и 4-4 можно записать в виде

s — U sin ь<ь (b (t-s)-b(t- -т)) t.

1 . Г и

Л 2

-Ь<Ь»(Ь(ь-t)-Ь<ь-ns-T)1+U>, т +

+ЛЯ Tb(t 1-T) J = — U cos b(t)— п, 1 1 4

-b(t.— T)-Ь(ь-s)+b(t- -т))ЬЬ>ь +

1p +pb(c- )-b(t- -T))563u+pb(t-Т)п л г

-b(t- -т>>Ь(Ьт1 — — И t s {(Ь(Ь>

-b(t-т)+ь(ь-б)-ь(ь-Ф -T))db>t +

+тЬ>, т (ь+ь(ь-"-т>>ьь>т—

-(b(t )-b(t- т>)ьь> >>. л п 1 п1 г

Аналогично могут быть найдены

20 Е,,() = U4(c) U (с).

Eg(t) =. Ug(t) Ug(t);

Е (<.) = U+(t). U (t) .

На выходе блока 5 сложения формируется R»(t), а блока 6 вычита4

R<(t)=E<(t)-E>(t)=< U>sin ((b(t)

-b(t-T)-b(t-О>+Ь<ь-т-T))db>t +

40 г

+ Ь(t T)-b(t-à-T))hO Т+1Ь(t-<)— п 1 Г и

-ь<ь- -т)>ь(ьт3.

Из приведенных эпюр (фиг,2 и,з)

4 в частности.,видно, что составляющие (Ь (с) -Ь (t-Т) -Ь(г- u)+b (t — -T))dG3t и

1Ь(t-Т) — b(t- -Т))ПЯТ имеют длительность, равную < . С учетом наложенных и ограничений ь ((Т и Тд))Т энергия этих составляющих много меньше энергии полезной составляющей Cb(t-<,)—

-b(t-<. — T) hQ<. Поэтому сигналы R,(t)

n -» n. н R2(t) можно представить в следующем виде:

Е»(c)=U (t)U+(t)= 2U sin ар b(c).1 2

-b(t-т)) ь+Ь>, т+Ь<ЬтЬ(ь-т>3 к (c) — П cos g(b(c-< )—

1». 1 п

-ь(t-"-T)) ьи"3, 1661663

Эпюры напряжений, характеризующие ,сигналы R<(t) и R<(t), приведены на фиг,2л.

Следует отметить, что

R<(t)» — U sin b(t ()

-b(t t-T)j Ьи2). 2, Ъ(с) =1, b(t-Т) = — 1, с Ь(е)-b(t-T)J = -2, b(t)= — 1, b(t-т)=1, 0, b(t)=b(t-Ò) = +! °

Я

Р1 -- cos 2ДЯ ь (1-Р1)

U 2 и

16

U и

Р1 Р2 — cos 26Я(16 где Р1, Р2 — вероятностные характеристики модулирующего кода.

2р На выходе блока 6 вычитания формируется знакопеременная функция, Тогда на выходе блока 7-2 измере поэтому выходной сигнал блока 6 пония дисперсии получают ступает на вход блока 7-1 измерения г 2() 2 „(t)„дисперсии через двухполупериодный выпрямитель 9. Выходной сигнал блока

Б о,, и (Р! т 2 <>и„) 7-1 опРеделЯетсЯ как диспеРсиЯ модУ16 4 ля процесса:

Д(21(Е)) - И((2 (а)) )-m PRt(t)Д =

8 4

= Р! —; sin 26Я(— (Р1 -- (sin 266)ц)=

U T)T п 2 Um! . аг

16 4

1!3 р1 — )! sin 25 CO b I (1-Р1) в

= Р 1 P 2 -()) s in 2 А И (.

16 где М вЂ” второй начальный момент;

m — первый начальный момент, 1

Формула изобретения

Сигналы блоков 7-1 и 7-2 измерения дисперсии поступают на выходы блока 8 деления: д Г1В.()Л вЂ” — — — tg 2 бц(, д в.,()

Таким образом, полученная оценкаа девиации час то ты час тот но -модулированных сигналов не зависит от амплитуды входного сигнала, средней частоты и вероятностных характеристик) модулирующего кода, что позволяет повысить точность измерений.

Выходной сигнал блока 5 сложения поступает на вход блока 7-2 измерения дйсперсии. Вычисление дисперсии осуществляется в соответствии с форму- 15 лой а с его выхода через блок 10 извлечения квадратного корня и функцио-" нальный преобразователь 11 — на вход индикатора 12, индицирующий результат измерения девиации частоты 643: ! д LR.(t)j

52 = —. arctg — — — —-2.г. д pR (t)) 50

Устройство для измерения девиации частоты частотно-манипулированных сигналов, содержащее фазовращатель, три элемента задержки, два фазовых детектора, четыре перемножителя, блок сложения, блок вычитания и индикатор, причем входная шина устройства объединена с первыми входами первого элемента задержки, второго фазового детектора и через последовательно соединенные первый фазовый детектор и второй элемент задержки подключена к вторым входам первого и второго перемножителей, выходы которых соединены соответственно с первыми входами блока суммирования и блока вычитания, второй вход второго фазового детектора объединен с вторым входом первого фазового детектора и выходом первого элемента задержки, а выход через, 1661663

10,-+1 .а» 2 г

-2

-2 ф

+2

-2

-ф

Корректор Н.Ревская

Заказ 2120 Тираж 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 третий элемент задержки подключен к вторым входам третьего и четвертого перемножителей, выходы которых соединены, соответственно с вторыми входами блока вычитания и блока суммирования, первые входы первого и третьего перемножителей объединены с входом второго элемента задержки, а первые входы второго и четвертого перемножителей — с входом третьего элемента задержки, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него доСоставитель Н.Федоров

Редактор И.Дербак Техред С.Мигунова полнительно введены последовательно включенные двухполупериодный выпрямитель, первый блок измерения дисперсии, блок деления, блок извлечения корня квадратного, функциональный преобразователь, а также второй блок измерения дисперсии, причем выход блока суммирования через второй блок измерения дисперсии соединен с вторым входом блока деления, выход блока вычитания соединен с входом двухполупериодного выпрямителя, а выход функционального преобразователя подключен к входу индикатора.