RU2552180C2 - Способ преобразования частоты и преобразователь для его осуществления - Google Patents
Способ преобразования частоты и преобразователь для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2552180C2 RU2552180C2 RU2013128160/08A RU2013128160A RU2552180C2 RU 2552180 C2 RU2552180 C2 RU 2552180C2 RU 2013128160/08 A RU2013128160/08 A RU 2013128160/08A RU 2013128160 A RU2013128160 A RU 2013128160A RU 2552180 C2 RU2552180 C2 RU 2552180C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- frequency
- input
- local oscillator
- signals
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Superheterodyne Receivers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при супергетеродинном приеме и демодуляции сложных сигналов с фазовой манипуляцией (ФМн) с подавлением ложных сигналов, помех, принимаемых по дополнительным каналам. Достигаемый технический результат - расширение функциональных возможностей путем подавления ложных сигналов, помех, принимаемых по комбинационным каналам, и фазового детектирования принимаемых по основному каналу сигналов с фазовой манипуляцией. Устройство приема и демодуляции сигналов с фазовой манипуляцией, реализуюшее способ, содержит смеситель, встроенный гетеродин, фильтр нижних частот, перемножитель, фазовращатель на 90° и фазовый детектор. 2 н.п. ф-лы. 2 ил.
Description
Предлагаемые способ и устройство относятся к радиотехнике и могут быть использованы при супергетеродинном приеме и демодуляции сложных сигналов с фазовой манипуляцией (ФМн) с подавлением ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным каналам.
Известны способы и устройства для преобразования частоты принимаемых сигналов и их демодуляции (авт. св. СССР №№1022330, 1241519, 1713082, 1800622; патенты РФ №№2257679, 2269207, 2277751, 2296420, 2390101, 2413375; патенты США №№3348168, 3786509, 4320345, 4871974; Петрович Н.Т. Передача дискретной информации в каналах фазовой манипуляции. М., Сов. радио, 1965 г. и другие).
Из известных способов и устройств наиболее близкими к предлагаемым являются «Способ преобразования частоты с подавлением зеркальной помехи и преобразователь для его осуществления» (Патент РФ №2277751, Н03D 7/18, 2004), которые и выбраны в качестве прототипов.
Известные технические решения обеспечивают подавление только зеркальной помехи. Однако, кроме ложных сигналов (помех), принимаемых по зеркальному каналу на частоте Wз, существуют и другие дополнительные (комбинационные) каналы приема. В общем виде любой комбинационный канал приема имеет место при выполнении условия:
Wпр=|±m·Wki±n·Wг|,
где Wki - частота i-го комбинационного канала приема;
m, n, i - целые положительные числа.
Наиболее вредными комбинационными каналами приема являются каналы, образующиеся при взаимодействии первой гармоники частоты сигналов с гармониками частоты гетеродина малого порядка (второй, третьей), так как чувствительность преобразователя частоты по этим каналам близка к чувствительности основного канала приема. Так, двум комбинационным каналам приема при m=1 и n=2 соответствуют частоты:
Wк1=2·Wг-Wпр и Wк2=2·Wг+Wпр.
Наличие ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным каналам, приводит к снижению избирательности и помехоустойчивости преобразователя частоты.
Кроме того, известные технические решения не обеспечивают фазового детектирования принимаемых сигналов с фазовой манипуляцией (ФМн).
Технической задачей изобретения является расширение функциональных возможностей известных технических решений путем подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по комбинационным каналам, и фазового детектирования принимаемых по основному каналу сигналов с фазовой манипуляцией.
Поставленная задача решается тем, что способ преобразования частоты, заключающийся, в соответствии с ближайшими аналогами, в том, что входной сигнал смешивают с напряжением встроенного гетеродина, отличается от ближайшего аналога тем, что фильтруют напряжение низкой частоты и используют его в качестве продетектированного напряжения, причем частоту Wг гетеродина выбирают равной частоте Wc принимаемого сигнала Wг=Wc и поддерживают указанное равенство путем фазовой автоматической подстройки частоты Wг гетеродина.
Поставленная задача решается тем, что преобразователь частоты, содержащий, в соответствии с ближайшим аналогом, последовательно включенные гетеродин и смеситель, второй вход которого является входом преобразователя частоты, отличается от ближайшего аналога тем, что он снабжен фильтром нижних частот, перемножителем, фазовым детектором и фазовращателем на 90°, причем к выходу смесителя последовательно подключены фильтр нижних частот, перемножитель, второй вход которого соединен с входом преобразователя частоты, и фазовый детектор, второй вход которого через фазовращатель на 90° соединен со вторым выходом гетеродина, а выход подключен к входу гетеродина, выход фильтра нижних частот является выходом преобразователя частоты.
Преобразователь частоты, реализующий предлагаемый способ преобразования частоты, представлен на фиг.1. Частотная диаграмма, иллюстрирующая преобразование сигналов, изображена на фиг.2.
Преобразователь частоты содержит последовательно включенные гетеродин 2, смеситель 1, второй вход которого является входом преобразователя частоты, фильтр 3 нижних частот, выход которого является выходом преобразователя частоты, перемножитель 5, второй вход которого соединен с входом преобразователя частоты, и фазовый детектор 7, второй вход которого через фазовращатель 6 на 90° соединен со вторым выходом гетеродина 2, а выход подключен к входу гетеродина 2. Перемножитель 5, фазовращатель 6 на 90° и фазовый детектор 7 образуют систему 4 фазовой автоматической подстройки частоты (ФАПЧ) гетеродина 2.
Предлагаемый способ преобразования частоты реализуют следующим образом.
Принимаемый сигнал с фазовой манипуляцией (ФМн)
uc(t)=Uc·cos[Wc·t+φк(t)+φс], 0≤t≤τc,
где U c, W c, φс, τс - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность сигнала;
φК(t)={0, π} - манипулируемая фаза сигнала, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M(t);
с выхода преобразователя частоты поступает на первые входы смесителя 1 и перемножителя 5.
На второй вход смесителя 1 подается напряжение гетеродина 2
uc(t)=Uг·cos(Wг·t+φг),
где Uг, Wг, φг - амплитуда, частота и начальная фаза напряжения гетеродина.
На выходе смесителя 1 образуются напряжения комбинационных частот.
Так как частота Wг гетеродина 2 выбирается равной частоте Wc принимаемого сигнала (Wг=W c), то фильтром нижних частот выделяется низкочастотное напряжение (напряжение нулевой частоты)
uн(t)=Uн·cosφк(t), 0≤t≤τс,
пропорциональное модулирующему коду M(t). Это напряжение поступает на выход преобразователя частоты для дальнейшей обработки.
Следует отметить, что выбор частоты Wг гетеродина 2, равной частоте We принимаемого ФМн-сигнала (Wг=W c), обеспечивает совмещение двух процедур: преобразование принимаемого ФМн-сигнала на нулевую частоту и выделение низкочастотного напряжения, пропорционального модулирующему коду M(t), т.е. синхронное детектирование принимаемого ФМн-сигнала с помощью смесителя 1, гетеродина 2 и фильтра 3 нижних частот. Такая схемная конструкция позволяет избавиться от дополнительных каналов приема (зеркального канала на частоте Wз, первого Wк1 и второго Wк2 комбинационных каналов).
Так как частота Wc принимаемого ФМн-сигнала может изменяться под воздействием различных дестабилизирующих факторов, в том числе и эффекта Доплера, то для выполнения и поддержания равенства Wг=Wc используется система ФАПЧ 4, состоящая из перемножителя 5, фазовращателя 6 на 90° и фазового детектора 7. Причем в перемножителе 5 происходит обратная манипуляция принимаемого ФМн-сигнала, позволяющая сформировать манипулированное колебание, фильтруемое затем системой ФАПЧ. Так как перемножение происходит на высокой частоте, то в качестве перемножителя 5 может применяться обычный балансный модулятор. Система с обратной манипуляцией обладает дополнительными возможностями по улучшению помехоустойчивости за счет последовательной обработки сигнала, используемого для устранения фазовой манипуляции.
Таким образом, предлагаемые способ и устройство преобразования частоты сложных сигналов с фазовой манипуляцией по сравнению с прототипами и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивают расширение функциональных возможностей известных способа и устройства. Это достигается за счет подавления ложных сигналов (помех), принимаемых не только по зеркальному каналу на частоте Wз, но и по первому комбинационному каналу на частоте Wк1, по второму комбинационному каналу на частоте Wк2 и по любому другому дополнительному каналу.
Кроме того, предлагаемые способ и устройство позволяют осуществлять синхронное детектирование принимаемых сложных ФМн-сигналов за счет выбора частоты Wг гетеродина, равной частоте Wc принимаемого ФМн-сигнала. Это обстоятельство позволяет устранить явление «обратной работы», характерной для известных схем Пистолькорса А.А., Сифорова В.И., Костаса Д.Ф. и Травина Г.А., которые обеспечивают выделение опорного напряжения, необходимого для синхронного детектирования принимаемого ФМн-сигнала, непосредственно из самого принимаемого сигнала.
Совмещение двух указанных процедур обеспечивается гетеродином 2, смесителем 1 и фильтром 3 нижних частот при условии равенства частот гетеродина Wг и принимаемого сигнала Wc (Wг=W c). При этом указанная схемная конструкция выполняет роль преобразователя частоты и синхронного демодулятора принимаемого ФМн-сигнала, свободна от дополнительных каналов приема и явления «обратной работы», а система ФАПЧ 4, состоящая из перемножителя 5, фазовращателя 6 на 90° и фазового детектора 7, обеспечивает автоматическое слежение за изменениями несущей частоты Wc принимаемого ФМн-сигнала, которые могут возникать под влиянием различных дестабилизирующих факторов, в том числе и эффекта Доплера.
Claims (2)
1. Способ приема и демодуляции сигналов с фазовой манипуляцией (ФМн), характеризующийся тем, что принимаемый сигнал с фазовой манипуляцией (ФМн) смешивают с напряжением встроенного гетеродина, детектируют напряжение низкой частоты, отличающийся тем, что частоту Wг гетеродина выбирают равной частоте Wс принимаемого сигнала Wг=Wс и поддерживают указанное равенство путем фазовой автоматической подстройки частоты Wr гетеродина.
2. Устройство приема и демодуляции сигналов с фазовой манипуляцией, содержащее последовательно включенные встроенный гетеродин и смеситель, другой вход которого является входом сигнала с фазовой манипуляцией, отличающееся тем, что содержит фильтр нижних частот, перемножитель, фазовращатель на 90° и фазовый детектор, причем к входу смесителя последовательно подключены фильтр нижних частот, перемножитель, другой вход которого соединен с входом смесителя, и фазовый детектор, второй вход которого через фазовращатель на 90° соединен со вторым выходом встроенного гетеродина, выход которого подключен к входу встроенного гетеродина, выход фильтра нижней частоты является выходом устройства приема и демодуляции сигналов с фазовой манипуляцией.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013128160/08A RU2552180C2 (ru) | 2013-06-19 | 2013-06-19 | Способ преобразования частоты и преобразователь для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013128160/08A RU2552180C2 (ru) | 2013-06-19 | 2013-06-19 | Способ преобразования частоты и преобразователь для его осуществления |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013128160A RU2013128160A (ru) | 2014-12-27 |
RU2552180C2 true RU2552180C2 (ru) | 2015-06-10 |
Family
ID=53278482
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013128160/08A RU2552180C2 (ru) | 2013-06-19 | 2013-06-19 | Способ преобразования частоты и преобразователь для его осуществления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2552180C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2616572C1 (ru) * | 2016-03-09 | 2017-04-17 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации | Преобразователь частоты с использованием зеркального канала |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2085036C1 (ru) * | 1993-03-22 | 1997-07-20 | Воронежский научно-исследовательский институт связи | Приемное устройство фм-сигналов |
RU2105423C1 (ru) * | 1990-11-30 | 1998-02-20 | Томсон-ЦСФ | Способ корректировки местных гетеродинов приемника и устройство для его осуществления |
RU2176128C2 (ru) * | 2000-02-04 | 2001-11-20 | Военный инженерно-космический университет им. А.Ф. Можайского | Преобразователь частоты |
RU2336626C2 (ru) * | 2001-01-12 | 2008-10-20 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Способ управления просачиванием сигнала гетеродина в методах прямого преобразования |
RU2423784C2 (ru) * | 2009-01-11 | 2011-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Радиокомпоненты" | Синтезатор частот |
-
2013
- 2013-06-19 RU RU2013128160/08A patent/RU2552180C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2105423C1 (ru) * | 1990-11-30 | 1998-02-20 | Томсон-ЦСФ | Способ корректировки местных гетеродинов приемника и устройство для его осуществления |
RU2085036C1 (ru) * | 1993-03-22 | 1997-07-20 | Воронежский научно-исследовательский институт связи | Приемное устройство фм-сигналов |
RU2176128C2 (ru) * | 2000-02-04 | 2001-11-20 | Военный инженерно-космический университет им. А.Ф. Можайского | Преобразователь частоты |
RU2336626C2 (ru) * | 2001-01-12 | 2008-10-20 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Способ управления просачиванием сигнала гетеродина в методах прямого преобразования |
RU2423784C2 (ru) * | 2009-01-11 | 2011-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Радиокомпоненты" | Синтезатор частот |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2616572C1 (ru) * | 2016-03-09 | 2017-04-17 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации | Преобразователь частоты с использованием зеркального канала |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013128160A (ru) | 2014-12-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10088554B2 (en) | Method and a measuring device for measuring broadband measurement signals | |
US9485598B2 (en) | Method and a device for measuring the amplitude noise and/or phase noise of a signal | |
JP5821846B2 (ja) | 周波数変換器およびそれを用いた受信機 | |
RU2552180C2 (ru) | Способ преобразования частоты и преобразователь для его осуществления | |
RU2189055C2 (ru) | Приемно-передающее устройство гомодинного радиолокатора | |
RU2374776C2 (ru) | Корреляционный приемник шумоподобных сигналов с минимальной частотной манипуляцией | |
RU2524673C1 (ru) | Способ измерения вариаций фазового сдвига центральной частоты сигналов с минимальной частотной манипуляцией и устройство для его осуществления | |
RU2365923C1 (ru) | Устройство для распознавания радиосигналов | |
US8184746B2 (en) | Simplified de-rotation in digital FM demodulator architectures | |
LU101013B1 (en) | A double frequency continuous wave doppler radar circuit structure for suppressing DC bias | |
RU2583706C1 (ru) | Способ приема шумоподобных фазоманипулированных сигналов | |
RU2479120C2 (ru) | Радиоприемное устройство для обнаружения широкополосных сигналов с фазовой манипуляцией | |
RU2546312C1 (ru) | Радиоприемное устройство для обнаружения широкополосных сигналов с фазовой манипуляцией | |
RU2583724C1 (ru) | Супергетеродинный приемник сложных фазоманипулированных сигналов с двойным преобразованием частоты | |
RU2401438C1 (ru) | Способ обнаружения местонахождения засыпанных биообъектов или их останков и устройство для его осуществления | |
RU2510145C1 (ru) | Способ восстановления несущей частоты фазоманипулированного сигнала и слежения за ней | |
RU2504903C2 (ru) | Региональная информационная система связи | |
Jensen et al. | Vital signs detection radar using low intermediate-frequency architecture and single-sideband transmission | |
RU2527761C2 (ru) | Обнаружитель фазоманипулированных сигналов | |
RU2019050C1 (ru) | Демодулятор сигналов четырехпозиционной фазовой манипуляции | |
RU2649879C1 (ru) | Приемник аппаратуры потребителей сигналов глобальных спутниковых навигационных систем | |
RU115986U1 (ru) | Когерентный детектор сигналов с абсолютной фазовой манипуляцией на 180° | |
EP2797225B1 (en) | Method of and apparatus for demodulating an amplitude modulated signal | |
RU2522854C1 (ru) | Способ демодуляции сигналов с минимальной частотной манипуляцией и устройство для его осуществления | |
RU2365053C2 (ru) | Способ инверсно-квадратурного восстановления несущей частоты фазоманипулированных сигналов произвольной кратности |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150718 |