Компенсатор шумовой помехи

 

Компенсатор шумовой помехи предназначен для помехоустойчивого приема радиосигналов при воздействии помех. В компенсаторе компенсация помех и происходит в результате вычитания в вычитающем устройстве из входного сигнала, представляющего смесь полезного сигнала, помехи и теплового гауссовского шума компенсирующего напряжения помехи. Поскольку помеха представляет собой случайный процесс, узкополосный в радотехническом смысле, то компенсирующее напряжение формируется путем оценивания квадратурных составляющих узкополосного гауссовского шума и воспроизведения процесса ограничения помехи в передатчике. Технический результат заключается в повышении помехоустойчивости приема при действии мощной шумовой помехи, ограниченной по амплитуде в выходном каскаде передатчика, и теплового шума. 7 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для помехоустойчивого приема радиосигналов при действии помех в радиоприемных устройствах различного назначения.

Известные устройства компенсации узкополосных шумовых помех содержат линейный режекторный фильтр, настроенный на центральную частоту спектра помехи [1] , или комбинацию вычитающего устройства и линейного фильтра, выделяющего помеху из входной смеси ее с сигналом [2]. Недостатком этих устройств являются низкая помехоустойчивость вследствие подавления полезного сигнала и искажение его корреляционных свойств особенно в тех случаях, когда ширина спектра помехи соизмерима с шириной спектра полезного сигнала.

В известных устройствах подавления узкополосных помех [3-6] компенсирующее напряжение формируется с помощью схемы фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), а амплитуда регулируется схемой корреляционной обратной связи (КОС). Однако, схемы ФАПЧ и КОС имеют ограниченное быстродействие и поэтому малоэффективны при наличии скачков фазы или резком изменении амплитуды помехи. Стремление увеличить подавление помехи путем повышения быстродействия цепей ФАПЧ и КОС в этих устройствах приводит к росту подавления и искажений полезного сигнала. Это ограничивает область применения устройств [3-6] случаем помех с медленным изменением фазы и амплитуды и не позволяет эффективно компенсировать прямошумовую помеху.

Известно устройство [7], предназначенное для подавления узкополосных негауссовских помех и содержащее последовательно соединенные линейный фильтр и безынерционный нелинейный преобразователь. Недостатком этого устройства является низкая помехоустойчивость при действии помимо помехи широкополосного теплового шума.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является устройство [8], выбранное в качестве прототипа и содержащее генератор, фазовращатель, вычитающее устройство, к выходу которого подключены две цепи КОС, состоящих из последовательно соединенных первого и второго синхронных детекторов, первого и второго фильтров нижних частот (ФНЧ) и первого и второго балансных модуляторов, выходы которых подключены к первому и второму входам сумматора.

Недостатком прототипа является подавление полезного сигнала и связанное с этим ухудшение помехоустойчивости приема сигналов при действии ограниченной по амплитуде шумовой помехи. Отмеченный недостаток обусловлен линейностью цепей КОС, что приводит к одинаковому подавлению как помехи, так и полезного сигнала. Изменением частотных характеристик ФНЧ и увеличением коэффициента передачи цепи КОС можно увеличить подавление помехи, но при этом существенно возрастают искажение и подавление полезного сигнала. При наблюдении полезного сигнала на фоне ограниченной по амплитуде шумовой помехи и теплового шума устройство-прототип [8] не позволяет получить потенциальную помехоустойчивость.

Техническим результатом является повышение помехоустойчивости приема сигналов при действии мощной узкополосной (в радиотехническом смысле) шумовой помехи, ограниченной по амплитуде в выходном каскаде передатчика, и теплового шума.

Технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее вычитающее устройство, последовательно соединенные первый фильтр нижних частот и первый балансный модулятор, последовательно соединенные второй фильтр нижних частот и второй балансный модулятор, последовательно соединенные генератор и фазовращатель, выход вычитающего устройства соединен с первыми входами первого и второго синхронных детекторов, выходы первого и второго балансных модуляторов соединены с первым и вторым входами первого сумматора, а выходы генератора и фазовращателя соединены со вторыми входами первого и второго балансных модуляторов, дополнительно введены первый и второй нелинейные усилители, удвоитель частоты, амплитудный детектор, первый и второй регулируемые усилители, первый и второй смесители, первый и второй квадратичные детекторы, третий и четвертый синхронные детекторы, третий фильтр нижних частот, второй, третий, четвертый и пятый сумматоры, первый, второй, третий и четвертый перемножители.

Добавочные элементы обеспечивают более высокую помехоустойчивость при действии мощной шумовой помехи, ограниченной по амплитуде. С этой целью характеристики первого нелинейного усилителя должны быть близки характеристикам усилителя мощности передатчика помех. Для этого уровень ограничения первого нелинейного усилителя регулируется в зависимости от уровня ограничения помехи с помощью блока адаптации, содержащего второй нелинейный усилитель, четвертый синхронный детектор и третий ФНЧ.

Для более точного выделения напряжения ошибки компенсации опорное напряжение первого и второго синхронных детекторов формируется специальной схемой, состоящей из удвоителя частоты, амплитудного детектора, и - отдельных для каждой КОС - регулируемого усилителя, смесителя и сумматора. На вход схемы поступают напряжения с выхода генератора и первого нелинейного усилителя. Для другой цепи КОС используется аналогичная схема формирования опорного напряжения, причем используются общие удвоитель частоты и амплитудный детектор, а входными напряжениями являются напряжения с выходов фазовращателя и первого нелинейного усилителя.

Для формирования квадратурных составляющих компенсирующего напряжения помехи необходимо разделение напряжений ошибки компенсации, соответствующих каждой из квадратурных составляющих. Для этого используется весовой сумматор, состоящий из четвертого и пятого сумматоров, первого, второго, третьего и четвертого перемножителей. Весовые коэффициенты сумматора получаются в виде напряжений на выходах первого и второго квадратичных детекторов и третьего синхронного детектора.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием новых элементов: первого нелинейного усилителя, блока адаптации, удвоителя частоты, амплитудного детектора, первого и второго регулируемых усилителей, первого и второго смесителей, второго и третьего сумматоров, первого и второго квадратичных детекторов, третьего синхронного детектора и весового сумматора, а также их связями с остальными элементами схемы. Таким образом, заявленное устройство соответствует критерию изобретения "новизна".

В известном техническом решении [9, с.290], представляющем собой устройство выделения сигнала на фоне узкополосной помехи, имеется ряд признаков схожих с частью признаков, отличающих заявленное устройство от прототипа. Таковыми признаками являются наличие весового сумматора, состоящего из четвертого и пятого сумматоров и первого, второго, третьего, четвертого перемножителей, имеющего несколько входов и производящего умножение входных напряжений на весовые коэффициенты и суммирование результатов умножения.

В заявленном устройстве весовой сумматор выполняет аналогичные функции и отличается от известного устройства [9,с.290] связями с источниками весовых коэффициентов.

Другим элементом, имеющимся в известных технических решениях [9, с.73], является нелинейный усилитель. В заявленном устройстве первый нелинейный усилитель выполняет функции, аналогичные функциям подобного усилителя в известных устройствах, и отличается наличием управляющего входа для регулировки уровня ограничения и связями с блоком адаптации, состоящим из второго нелинейного усилителя, третьего ФНЧ и четвертого синхронного детектора.

Сравнение заявляемого устройства с другими техническими решениями [1-9] позволило выделить новые признаки - удвоитель частоты, амплитудный детектор, квадратичный детектор. Остальные элементы: регулируемый усилитель, смеситель, сумматор, синхронный детектор широко известны.

Однако при введении этих элементов в указанной связи с остальными заявляемое устройство компенсации помех приобретает новые свойства, что приводит к повышению помехоустойчивости приема сигналов при действии мощной шумовой помехи с ограниченной амплитудой. Это позволяет сделать вывод о соответствии предложенного технического решения критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 приведена структурная схема компенсатора шумовой помехи.

Компенсатор шумовой помехи содержит вычитающее устройство 1, последовательно соединенные первый фильтр нижних частот 2, первый балансный модулятор 3 и второй фильтр нижних частот 4, второй балансный модулятор 5. Выходы первого и второго балансных модуляторов соединены с первым и вторым входами первого сумматора 6, выход которого соединен с входом первого нелинейного усилителя 7.

Выход вычитающего устройства соединен с первыми входами первого 8 и второго 9 синхронных детекторов, выходы которых соединены с вторыми входами первого 10, третьего 11 и второго 12, четвертого 13 перемножителей соответственно. Выходы первого 10 и четвертого 13 перемножителей соединены соответственно с первым и вторым входами четвертого сумматора 14. Выходы второго 12 и третьего 11 перемножителей соединены соответственно с первым и вторым входами пятого сумматора 15. Выходы четвертого 14 и пятого 15 сумматора соединены с входами первого 2 и второго 4 ФНЧ соответственно.

Выход первого нелинейного усилителя 7 соединен с вторым входом вычитающего устройства, входом второго нелинейного усилителя 16 и входами удвоителя частоты 17 и амплитудного детектора 18.

Компенсатор содержит первый 19 и второй 20 регулируемые усилители, выходы которых соединены с первыми входами второго 21 и третьего 22 сумматоров, а также первый 23 и второй 24 смесители, выходы которых соединены с вторыми входами сумматоров 21 и 22 соответственно. Выход удвоителя частоты соединен с первыми входами смесителей 23, 24, а выход амплитудного детектора соединен с первыми входами регулируемых усилителей 19,20.

Компенсатор шумовой помехи содержит последовательно соединенные схему АПЧ 25, генератор 26 и фазовращатель 27, причем выход генератора соединен с вторыми входами балансного модулятора 5, регулируемого усилителя 19 и смесителя 23, а выход фазовращателя соединен с вторыми входами балансного модулятора 3, регулируемого усилителя 20 и смесителя 24.

Выход второго сумматора 21 соединен с вторым входом второго синхронного детектора 9, первым входом третьего синхронного детектора 28, входом первого квадратичного детектора 29, выход которого соединен с первым входом первого перемножителя 10. Выход третьего сумматора 22 соединен с вторым входом первого синхронного детектора 8, вторым входом третьего синхронного детектора 28 и входом второго квадратичного детектора 30, выход которого соединен с первым входом второго перемножителя 12. Выход третьего синхронного детектора 28 соединен с первыми входами третьего и четвертого перемножителей 11, 13.

Выход вычитающего устройства соединен с вторым входом четвертого синхронного детектора 31, выход которого соединен с входом третьего ФНЧ 32. Выход третьего ФНЧ соединен с управляющими входами первого нелинейного усилителя, удвоителя частоты и амплитудного детектора.

Поясним назначение элементов компенсатора шумовой помехи.

Вычитающее устройство 1 предназначено для вычитания из входного колебания компенсирующего напряжения.

Генератор 26 вырабатывает гармоническое колебание с постоянной амплитудой и фазой, частота колебания примерно равна средней частоте спектра помехи: _{r 0} . Установка частоты генератора может быть осуществлена по результатам анализа спектра помехи специальным анализатором или с использованием схемы АПЧ 25. Фазовращатель 27 осуществляет сдвиг фазы на 90^o входного гармонического колебания, поступающего с генератора 26.

Синхронные детекторы 8, 9, 28, 31 осуществляют умножение входных высокочастотных колебаний и выделение постоянной составляющей и спектра видеочастоты, ширина которого равна или чуть больше ширины спектра входных сигналов.

Синхронные детекторы должны иметь линейную амплитудную характеристику по обоим входам в диапазоне амплитуд входных сигналов.

Балансные модуляторы 3, 5 производят умножение входного гармонического колебания на низкочастотное управляющее колебание с учетом его знака.

Регулируемые усилители 19, 20 осуществляют умножение входного высокочастотного напряжения на низкочастотное управляющее напряжение постоянной (например, положительной) полярности.

Смесители 23, 24 осуществляют умножение входного высокочастотного колебания на другое высокочастотное колебание с удвоенной частотой и выделение напряжения разностной частоты. Полосовой фильтр смесителей 23, 24 выделяет весь спектр частот в окрестности средней частоты помехи без существенных искажений.

Фильтры нижних частот 2, 4, 32 выделяют постоянную составляющую и низкочастотные составляющие спектра. Одним из вариантов реализации ФНЧ 2, 4, 32 может быть интегратор на операционном усилителе.

Квадратичные детекторы 29, 30 производят возведение в квадрат входного напряжения и последующее выделение видеочастотных составляющих. Напряжение на выходе квадратичных детекторов пропорционально квадрату амплитуды входного напряжения.

Нелинейные усилители 7, 16 производят усиление и нелинейное преобразование радиосигналов. При этом мгновенная фаза входного и выходного напряжений должны быть одинаковы или отличаться незначительно, а амплитуда выходного напряжения должна зависеть от амплитуды входного напряжения по заданному закону.

Удвоитель частоты 17 производит нелинейное преобразование входного радиосигнала и выделение второй гармоники спектра с помощью полосового фильтра. При этом полосовой фильтр настроен на удвоенную среднюю частоту спектра помехи, а полоса пропускания фильтра выбирается больше ширины спектра помехи в 1,5-2 раза.

Вид нелинейного преобразования выбирается таким образом, чтобы обеспечить заданный закон зависимости амплитуды напряжения второй гармоники на выходе удвоителя частоты от амплитуды входного напряжения в заданном динамическом диапазоне амплитуд помехи.

Амплитудный детектор 18 производит детектирование мгновенной амплитуды входного высокочастотного напряжения, причем напряжение на выходе амплитудного детектора должно зависеть от амплитуды входного напряжения по заданному нелинейному закону.

Назначение сумматоров 6, 14, 15, 21, 22 и перемножителей 10, 11, 12, 13 ясно из их названия и пояснений не требует.

Рассмотрим примеры технической реализации некоторых элементов устройства.

Нелинейные усилители 7, 16 могут быть выполнены в виде последовательно соединенных безынерционного нелинейного элемента и полосового фильтра. Примеры проходных характеристик нелинейных элементов для нелинейного усилителя 7 и 16 изображены на фиг.2 и 3 соответственно. При этом указанная характеристика нелинейного усилителя 7 должна быть близка по форме к характеристике нелинейности передатчика помехи. Полосовой фильтр настроен на среднюю частоту спектра помехи, его полоса пропускания равна или чуть больше ширины спектра помехи.

Удвоитель частоты 17 может быть выполнен в виде последовательно соединенных безынерционного нелинейного элемента и полосового фильтра. Проходная характеристика нелинейного может иметь вид, изображенный на фиг.4.

Амплитудный детектор 18 может быть выполнен в виде безынерционного нелинейного элемента, проходная характеристика которого идентична характеристике нелинейного элемента удвоителя частоты 17, и фильтра низких частот. Полоса пропускания фильтра низких частот выбирается равной или чуть больше ширины спектра помехи.

Так как реализация на высокой частоте безынерционных нелинейных элементов с заданными характеристиками может быть затруднена, то предполагается другой способ построения нелинейных каскадов 17, 18, основанный на раздельном формировании амплитуды и фазы.

Канал формирования амплитуды удвоителя частоты 17 содержит (фиг. 5) линейный амплитудный детектор 33 и нелинейный элемент 34 с проходной характеристикой вида фиг.6, соответствующей виду амплитудной характеристики удвоителя частоты 17.

Канал формирования фазы содержит последовательно включенные жесткий ограничитель 35 и полосовой фильтр 36, настроенные на вторую гармонику средней частоты спектра помехи. Выходное напряжение получается на выходе регулируемого усилителя 37, коэффициент усиления которого пропорционален напряжению на его втором (управляющем) входе.

Амплитудный детектор 18 содержит только один канал - канал формирования амплитуды, состоящий из последовательно соединенных линейного амплитудного детектора и безынерционного нелинейного элемента, выход которого является выходом амплитудного детектора 18. Вид проходной характеристики безынерционного нелинейного элемента приведен на фиг.7 и совпадает по форме с характеристикой детектирования амплитудного детектора 18.

Остальные элементы компенсатора шумовой помехи (фиг. 1) хорошо известны радиотехнике и их реализация не требует дополнительных пояснений.

Компенсатор шумовой помехи работает следующим образом.

На вход компенсатора поступает сумма y_t= s_t+_t+_t полезного сигнала s_t= A_scos(t+_st), помехи _t и теплового гауссовского шума _t. Сигнал представляет собой радиоимпульс длительностью Т, амплитудой A_s и внутриимпульсной фазовой модуляцией _st. Компенсатор может работать и при других типах сигналов достаточной длительности, например, пачки радиоимпульсов. Общим требованием является малая мощность полезного сигнала по сравнению с мощностью помехи, что позволяет пренебречь его влиянием на подавление помехи.

Помеха _t представляет собой случайный процесс, узкополосный в радиотехническом смысле, со средней частотой спектра ₀ и сформированный прямым усилением теплового гауссовского шума в передатчике помех. Так как максимальная мощность передатчика помех ограничена, то при усилении узкополосного гауссовского шума неизбежно возникает ограничение его амплитуды. Режим ограничения вводят также специально для увеличения энергетического потенциала передатчика помех и повышения маскирующей способности помехи. Таким образом, помеху на выходе передатчика можно представить в виде: _t= L₁{f₁(_t)}, (1) где L₁{} - оператор выделения области частот в окрестности первой гармоники, реализуемый в виде широкополосного фильтра, выделяющего первую и не пропускающего высшие гармоники частоты ₀, f₁() характеристика нелинейности выходного каскада передатчика, _t= x_1tcos₀t+x_2tsin₀t - узкополосный гауссовский шум с квадратурными составляющими x_1t, x_2t и центральной частотой спектра ₀. Тепловой шум приемного устройства _t представляет собой широкополосный гауссовский шум, мощность которого много меньше мощности помехи _t, а ширина спектра определяется полосой пропускания предшествующих каскадов, приемного тракта.

Компенсация помехи происходит в результате вычитания из входного напряжения компенсирующего напряжения.

y_вых= y_t-_t. Компенсирующее напряжение помехи _t формируется путем оценивания квадратурных составляющих x_1t, x_2t узкополосного гауссовского шума _t и воспроизведения в компенсаторе процесса ограничения помехи в передатчике (1): _t= L₁{f₁(x_1tcos₀t+x_2tsin₀t)}. Рассмотрим работу компенсатора, полагая режим его работы установившимся, а компенсирующее напряжение близко к напряжению помехи: _{t t}. При этом ошибка оценивания квадратурных составляющих x_1t= x_1t-x_1t, x_2t= x_2t- x_2t можно считать небольшими, что позволяет выразить величину нескомпенсированных остатков помехи в виде линейной комбинации: Учитывая узкополосность рассматриваемой помехи, нетрудно записать опорные напряжения синхронных детекторов 8, 9, входящие в уравнение (2):

где L₀{},L₂{} - операторы выделения "нулевой" и второй гармоник частоты ₀.
Опорные напряжения, поступающие на вторые входы синхронных детекторов 8, 9 по форме совпадают с координатными функциями в (2).

Рассмотрим формирование опорного напряжения для синхронного детектора (8). Компенсирующее напряжение _t поступает на удвоитель частоты 17 и амплитудный детектор 18. На выходе удвоителя частоты формируется напряжение

Это напряжение затем поступает на смеситель 23, на другой вход которого поступает напряжение с генератора 26. В результате происходит смещение спектра в область частот ₀:
u_18t= A_2tcos(₀t+_2t).
с сохранением амплитудной и фазовой модуляции напряжения u_12t. Таким образом, получается одна из составляющих опорного напряжения.

Другая составляющая получается в результате прохождения напряжения с генератора 26 через первый регулируемый усилитель 19.

Покажем, что опорные напряжения u_оп8(t) и u_оп9(t) неортогональны:
u_оп8(t) = A₀cos₀t+A₂/2cos(₀t+₂(t)),
u_оп9(t) = A₀sin₀t-A₂/2sin(₀t+₂(t)),
где A₀ - выходное напряжение амплитудного детектора 18.

Вычислим произведение и отфильтруем высокочастотные компоненты:

Полученный результат доказывает, что на выходе синхронного детектора 22 напряжение не равно нулю.

Так как опорные напряжения u_оп8(t) и u_оп9(t) не являются ортогональными, то на выходах синхронных детекторов 8, 9 наблюдаются компоненты ошибок как x₁, так и x₂:

где A = u²_оп8(t) - средняя мощность опорного напряжения u_оп8(t); получается на выходе 2-го квадратичного детектора 30,
B = u²_оп9(t) - средняя мощность опорного напряжения u_оп9(t); получается на выходе 1-го квадратичного детектора 29,
R = u_оп8(t) u_оп9(t) - корреляция опорных напряжений u_оп8(t), u_оп9(t), получается на выходе синхронного детектора 28.

Для вычисления ошибок фильтрации квадратурных компонент необходимо решить систему уравнений (5) относительно x_1t,x_2t:

где C = AB - R² - масштабный коэффициент, учитывается в коэффициенте передачи фильтров 2,4.

Операции, описываемые уравнениями (6) реализуются с помощью четвертого, пятого сумматоров.

В результате формирования опорных напряжений обеспечивается наиболее полное выделение сигнала ошибки, а схема из первого, второго перемножителей и четвертого, пятого сумматоров обеспечивает разделение сигналов ошибки на синфазный и квадратурный каналы.

Выход первого сумматора соединен с входом первого нелинейного усилителя, выход которого соединен с вторым входом вычитающего устройства, причем амплитудная характеристика первого нелинейного усилителя обеспечивает формирование компенсирующего напряжения близкого к амплитудному распределению помехи.

Регулировка уровня ограничения производится с помощью напряжения с выхода цепи адаптации, состоящей из последовательно соединенных второго нелинейного усилителя, четвертого синхронного детектора и третьего фильтра нижних частот.

Анализ эффективности алгоритма компенсации шумовой помехи проводился методом статистического моделирования путем вычисления дисперсий нескомпенсированных остатков помехи В программных средствах, разработанных для исследования компенсатора шумовой помехи, реализован алгоритм решения системы нелинейных дифференциальных уравнений, описывающих формирование входного процесса, фильтрацию и компенсацию помехи. Расчет проводился в случае неадаптивной системы фильтрации при уровне ограничения ^~a = a₀= 0,5 в случае точной подстройки параметра ограничения. Величина отношения сигнал-шум составляла p = 1000. Выигрыш в величине D составляет порядка 5 дБ по сравнению с прототипом при вышеописанных условиях моделирования.

Литература
1. Патент США N4395779. Устройство режекции сигналов активных помех. МКИ H 04 B 1/12.

2. Ван Трис Г. Теория обнаружения, оценок и модуляции. T.1. Теория обнаружения, оценок и линейной модуляции. М.: Сов. Радио, 1972 (с.337).

3. А. с. СССР, N 467482. Зыков Ю.В., Коломенский Ю.А., Чуркин В.В. Устройство подавления узкополосных помех. МКИ H 04 K 3/00.

4. А. с. СССР, N 497738. Вяткин М.Г., Муренький Г.И. Устройство подавления узкополосных помех с произвольным спектром. МКИ H 04 K 3/00, H 04 B 1/10.

5. Патент США N 3949309. Нелинейный процессор для противопомехового функционирования. МКИ G 01 S 7/36, H 04 B 1/10, НКИ 325 - 473. Изобретения за рубежом, 1976, N14, с.55.

6. Патент США N 3355668. Настраиваемый фильтр селекторной отметки. НКИ 328-167.

7. Валеев В.Г., Данилов В.А. Обнаружение сигналов на фоне одного класса негауссовских помех // Радиотехника и электроника, 1972, N10, т. 17, С.2192.

8. Патент США N 3633117, НКИ 328-166, 1972. Reilly Robert. Suppression of a phase-sensitive spectral component from a signal.

9. Ярлыков M.C. Применение марковской теории нелинейной фильтрации в радиотехнике. М.: Сов.радио, 1980. (с.290, с.73)л

Формула изобретения

Компенсатор шумовой помехи, содержащий вычитающее устройство, первый вход которого является входом компенсатора, а выход которого является выходом компенсатора, первый и второй синхронные детекторы, последовательно соединенные первый фильтр нижних частот и первый балансный модулятор, последовательно соединенные второй фильтр нижних частот и второй балансный модулятор, при этом первые входы первого и второго синхронных детекторов соединены с выходом вычитающего устройства, выходы первого и второго балансных модуляторов соединены соответственно с первым и вторым входами первого сумматора, а вторые входы первого и второго балансных модуляторов соединены соответственно с выходами последовательно соединенных генератора, вырабатывающего гармоническое колебание с постоянной амплитудой и фазой с частотой примерно равной средней частоте спектра помехи и фазовращателя, производящего сдвиг фазы на 90^o входного гармонического колебания, поступающего с генератора, отличающийся тем, что дополнительно введены первый нелинейный усилитель, удвоитель частоты, обеспечивающий заданный закон изменения амплитуды напряжения второй гармоники на выходе удвоителя частоты от амплитуды входного напряжения в заданном динамическом диапазоне, амплитудный детектор, производящий детектирование мгновенной амплитуды входного высокочастотного колебания, напряжение на выходе которого зависит от амплитуды входного напряжения по заданному нелинейному закону, первый и второй регулируемые усилители, первый и второй смесители, первый и второй квадратичные детекторы, третий синхронный детектор, второй и третий сумматоры, последовательно соединенные второй нелинейный усилитель, четвертый синхронный детектор и третий фильтр нижних частот, последовательно соединенные первый перемножитель и четвертый сумматор, последовательно соединенные второй перемножитель и пятый сумматор, при этом выход первого нелинейного усилителя соединен с входами второго нелинейного усилителя, удвоителя частоты, амплитудного детектора, вторым входом вычитающего устройства, выход которого соединен с вторым входом четвертого синхронного детектора, выход третьего фильтра нижних частот соединен с управляющими входами первого и второго нелинейных усилителей для регулировки уровня ограничения амплитуды, удвоителя частоты и амплитудного детектора, выход удвоителя частоты соединен с первыми входами первого и второго смесителей, выход амплитудного детектора соединен с первыми входами первого и второго регулируемых усилителей, выход генератора соединен с вторыми входами вторых регулируемого усилителя и смесителя, выходы которых соединены с первым и вторым входами третьего сумматора, выход фазовращателя соединен с вторыми входами первых регулируемого усилителя и смесителя, выходы которых соединены с первым и вторым входами второго сумматора, выход второго сумматора соединен с входом первого квадратичного детектора, выход которого соединен с первым входом первого перемножителя, вторым входом второго синхронного детектора и первым входом третьего синхронного детектора, выход третьего сумматора соединен с входом второго квадратичного детектора, выход которого соединен с первым входом второго перемножителя и вторыми входами первого и третьего синхронных детекторов, выход третьего синхронного детектора соединен с первыми входами третьего и четвертого перемножителей, выход первого синхронного детектора соединен с вторыми входами первого и третьего перемножителей, выход второго синхронного детектора соединен с вторыми входами второго и четвертого перемножителей, выход четвертого перемножителя соединен с вторым входом четвертого сумматора, выход которого соединен с входом первого фильтра нижних частот, выход третьего перемножителя соединен с вторым входом пятого сумматора, выход которого соединен с входом второго фильтра нижних частот.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7