SU1092733A1 - Device for automatic frequency control and digital frequency metering detector - Google Patents
Device for automatic frequency control and digital frequency metering detector Download PDFInfo
- Publication number
- SU1092733A1 SU1092733A1 SU823385549A SU3385549A SU1092733A1 SU 1092733 A1 SU1092733 A1 SU 1092733A1 SU 823385549 A SU823385549 A SU 823385549A SU 3385549 A SU3385549 A SU 3385549A SU 1092733 A1 SU1092733 A1 SU 1092733A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- inputs
- frequency
- adder
- detector
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)
Abstract
I. Устройство дл автоподстройки частоты, содержащее последовательно соединенные цифровой синтезатор частоты , смеситель, усилитель промежуточной частоты и цифровой обнаружитель-измеритель частоты, а также блок опорных частот, соединенный с вторым входом цифрового синтезатора частоты, причем второй вход смесител вл етс сигнальным входом устройства , отличающеес тем, что, с целью повышени чувствительности , выход цифрового обнаружител измерител частоты через сумматор подключен к первому входу цифрового синтезатора частоты, а второй выход блока опорных частот подсоединен к второму входу обнаружител -измерител1| частоты, второй вход сумматора вл етс входом установки прогнозируемого значени частоты. 2. Цифровой обнаружитель-измеритель частоты, содержа1ц;1й формирова- . тель импульсов нуль-пересечений. вход которого вл етс первым входом обнаружител -измерител , посто нное запоминающее устройство, первый сумматор и последовательно соединен-г ные квадратор и решающий блок, выход которого вл етс выходом обнаружите л -измерител , отличающийс тем, что, с целью повышени чувствительности, в него введены по-, следовательно соединенные счетчикделитель и синхронизатО15, причем вход счетчика-делител соединен с выходом фop шpoвaтeл импульсов нуль-пересечений, а второй вход синхронизатора соединен с вторым входом обнаружител -измерител , между вторым входом обнаружител -измерител и адресным входом посто нного запоминающего устройства последовательно включены введенные сЧетчик, первый .регистр, второй сумматор, коммутатор & К вторые разр дные входы которого соединены с выходами соответствующих разр дов счетчика, и второй регистр, о выходы разр дов которого дополнительно соединены с вторыми входами разр N0 дов второго сумматора, выходы постоsj нного запоминающего устройства че:о рез третий регистр соединены с перг: вым входом первого сумматора, между выходом первого сумматора и первым входом квадратора последовательно включены четвертый регистр, оперативное запоминающее устройство и п тый регистр, разр дные выходы которого дополнительно соединены с вторым входом первого сумматора, причем второй и третий входы решающего ка вл ютс соответственно входами , установки порога обнаружени и нача-, льной установки обнаружител -измери-;I. A device for frequency control, containing a serially connected digital frequency synthesizer, a mixer, an intermediate frequency amplifier and a digital frequency detector, and a reference frequency block connected to the second input of the digital frequency synthesizer, the second mixer input being the signal input of the device, characterized in that, in order to increase the sensitivity, the output of the digital frequency meter detector is connected to the first input of the digital frequency synthesizer through the adder and the second output of the reference frequency block is connected to the second input of the detector-measuring1 | frequency, the second input of the adder is the installation input of the predicted frequency value. 2. Digital detector-frequency meter, containing 1; 1 st shape. tel of zero-crossing pulses. the input of which is the first input of the detector-meter, the persistent storage device, the first adder and the series-connected quadr and decisive unit, the output of which is the output, will detect the l-meter, characterized in that, in order to increase the sensitivity, entered, therefore connected counter separator and synchro O15, with the counter-divider input connected to the output of the zero-intersection pulse spinner, and the second synchronizer input connected to the second detector Ithel between the second input and a detector -izmeritel address input of PROM devices included sequentially introduced counter, .registr first, second adder, the switch & To the second bit inputs of which are connected to the outputs of the corresponding bits of the counter, and the second register, the outputs of the bits of which are additionally connected to the second inputs of the bits N0 of the second adder, the outputs of the permanent storage device are: the third register is connected to the perg: the input of the first adder, between the output of the first adder and the first input of the quad, the fourth register, the random access memory and the fifth register are sequentially included, the bit outputs of which are additionally connected us to a second input of said first adder, said second and third inputs decisive ka are respectively input, and setting the detection threshold nacha-, flax a detector installation -measurable;
Description
тел , а четвертый, п тый, шестой, се гьмой и восьмой входы решающего блока, стробируюи ие входы первого, второго, третьего, четвертого и п то го регистров, управл ющий вход коммутатора , вход установки режима и адресные входы оперативного запоминающего устройства, управл ющие входы посто нного запоминающего устройства и квадратора соединены с соответствующими выходами синхронизатора .the fourth, fifth, sixth, seventh and eighth inputs of the decision block, gating the inputs of the first, second, third, fourth and fifth registers, the control input of the switch, the mode setting input and the address inputs of the random access memory, the control The fixed inputs of the permanent storage device and the quad are connected to the corresponding outputs of the synchronizer.
3. Обнаружитель-измеритель по П.2, отличающийс тем, что решаюп1ий блок содержит последовательно соединенные коммутатор, первый регистр, блок сравнени , выход которого через элемент ИЛИ дополнительно соединен со стробирующим входом первого регистра, второй регистр3. Detector-meter according to Claim 2, characterized in that the solver unit contains a series-connected switch, a first register, a comparison unit, the output of which through the OR element is additionally connected to the gate input of the first register, the second register
сумматор и третий регистр, выходы которого вл ютс выходами решаклцего блока и соединены с вторыми входами сумматора, а также счетчик, выходы разр дов которого соединены с входами соответствующих разр дов второго регистра, причем вторые входы блока сравнени объединены с первыми входами коммутатора и вл ютс первыми входами решающего блока, а вторые входы коммутатора, объединенные входы установки в ноль второго и третьего регистров, стробирующие входы третьего регистра и блока сравнени , входы счетчика, второй вход элемента ИЛИ и управл киций вход коммутатора вл ютс соответственно вторым, третьим , четвертым, п тым, шестым, седьмым и восьмым входами решающего блока.the adder and the third register, the outputs of which are outputs of the decoupling unit and connected to the second inputs of the adder, as well as the counter, the outputs of the bits of which are connected to the inputs of the corresponding bits of the second register, the second inputs of the comparison unit being combined with the first inputs of the switch and are the first the inputs of the decision block, and the second inputs of the switch, the combined inputs of setting the second and third registers to zero, strobe the inputs of the third register and the comparison block, the counter inputs, the second input of the OR element and channeling kitsy input switch are respectively the second, third, fourth, fifth, sixth, seventh and eighth inputs deciding unit.
Изобретение относитс к радиотехнике и может быть применено в частности , в радиоприемных устройствах, осуществл ющих св зь с подвижным объектом, дл выделени .сигнала с из мен ющейс во времени несущей частотой .The invention relates to radio engineering and can be applied, in particular, to radio receiving devices that communicate with a moving object, to select a signal with a time varying carrier frequency.
Известно устройство дл автоматической подстройки частоты, содержащее последовательно управл емый гене ратор, смеситель, второй вход которого вл етс сигнальным входом устройства , и селективный усилитель про межуточной частоты, эталонный генератор и цифровой измеритель периода . Перестройка частоты управл емого генератора этого устройства производитс как по входу начальной установки частоты пропорционально соответствукйцему коду, так и по цепи обратной св зи пропорционально разности заданного и измеренного значений длительности единичного периода колебани дромежуточной частоты. При этом стабилизируетс значение промежуточной частоты С 1 .A device for automatic frequency control is known, comprising a sequentially controlled oscillator, a mixer, the second input of which is a signal input of the device, and a selective intermediate frequency amplifier, a reference oscillator and a digital period meter. The frequency tuning of the controlled oscillator of this device is performed both at the input of the initial frequency setting in proportion to the corresponding code and in the feedback circuit proportional to the difference between the set and measured values of the duration of the unit period of the transient frequency. This stabilizes the value of the intermediate frequency C 1.
Однако это устройство имеет низкук чувствительность: практически устройство работоспособно только при большом отношении сигнал/помеха на усилител промежуточной частоты.However, this device has low sensitivity: in practice, the device is operational only with a high signal-to-noise ratio at the intermediate frequency amplifier.
Наиболее близким к предложенному вл етс устройство дл автоподстройки частоты, содержащее последовательно соединенные цифровой синтезатор частоты, смеситель, второй вход которого вл етс сигнальным входом устройства, усилитель промежуточной частоты и обнаружитель, а также блок опорных частот. Обнаружитель осуществл ет переключение устройства из режима обнаружени входного сигнала, при котором цифровой синтезатор частоты управл етс кодом начальной установвдг частоты, в режим отслеживани (подстройки) , при котором цифровой синтезатор частоты управл етс принимаемым сигналом. Такое реше ние позвол ет сузить полосу пропуска ни усилител промежуточной часто ы 2 Д.The closest to the proposed is a device for frequency control, containing serially connected digital frequency synthesizer, a mixer, the second input of which is a signal input of the device, an intermediate frequency amplifier and a detector, as well as a block of reference frequencies. The detector switches the device from the input detection mode, in which the digital frequency synthesizer is controlled by the initial frequency setting code, to the tracking (trim) mode, in which the digital frequency synthesizer is controlled by the received signal. This solution allows us to narrow the bandwidth of the amplifier intermediate frequency often 2 D.
Однако обнаружитель известного устройства находитс вне кольца автоподстройки частоты и только управл ет режимом работы этого кольца . При захвате сигнала с быстро измен ющейс частотой за врем перехода КЗ режима обнаружени сигнала в релсим слежени за его частотой последн может сильно изменитьс , что вызывает необходимость некоторого расшире ни полосы УПЧ и соответствующегоHowever, the detector of the known device is outside the frequency-controlled loop and only controls the mode of operation of this ring. With the capture of a signal with a rapidly varying frequency during the transition time of the signal detection mode in the watchdog mode, the latter can change dramatically, which necessitates some expansion of the IF band and the corresponding
понижени - чувствительности устройства .Decrease - the sensitivity of the device.
Известен обнаружитель-измеритель частоты сигнала, содержащий последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, реверсивный счетчик, запоминающий блок, блок формировани знака и преобразовани числа, блок сумматоров, квадратор и решающий блок, причем вход разрешени считывани запоминающего блока соединен с выходом блока формировани импульсов нуль-пересечений, а знаковьт выход счетчика соединен с управл юпшм входом блока формировани знака .и преобразовани числа С 3 .A signal frequency detector is known that contains a serially connected clock, a reversible counter, a storage unit, a sign generation unit and a number conversion unit, an adder unit, a quad and a decision unit, the read enable input of the storage unit connected to the output of the zero-intersection pulse generation unit , and the sign of the output of the counter is connected to the control input of the character forming unit and the conversion of the number C 3.
Аппаратурный объем указанного устройства определ етс ,главным образом , объемом запоминающего блока и блока накапливающих сумматоров. Запоминающий блок должен хранить отсчеты 2М опорных сигналов, рассчитанные дл значений времени te(0,T/2) с шагом 4t 1/f,- ) т.е. матрицу из 2М«Р двоичных чисел, где М 2FT число частотных каналов устройства: 2F - ширина полосы анализируемых часто Р - число импульсов тактово частоты , уменьшающихс на половин интервала наблюдени длительностью ТThe hardware volume of said device is determined mainly by the volume of the storage unit and the accumulator accumulator unit. The storage unit must store samples of 2M reference signals calculated for time values te (0, T / 2) in 4t 1 / f steps, i.e. matrix of 2M P binary numbers, where M 2FT is the number of frequency channels of the device: 2F is the width of the analyzed frequency P is the number of clock pulses decreasing by half the observation interval of duration T
Наиболее близким по технической сущности к предложенному вл етс цифровой обнаружитель-измеритель частоты, содержащий формирователь импульсов нуль-пересечений, вход которого вл етс первым входом обнаружител , посто нное, запоминающее устройство, первый сумматор и последовательно .соединенные квадратор и решающий блок, выход которого вл етс выходом обнаружител 4.The closest in technical essence to the proposed is a digital frequency detector-meter, containing a zero-crossing pulse generator, whose input is the first detector input, a constant memory device, the first adder and a series-connected quadrator and decisive block whose output is The output of the detector 4.
Аппаратурный объем этого устройства несколько меньше чем у предыдущего за счет уменьшени информационной емкости посто нного зпоминающего устройства (шифратора). Однако блок накапливающих сумматоров также содержит 2М накапливающих сумматоров Велико количество посто нных запоминающих устройств и квадраторов (по К Сбщим недостатком известных обнаружителей-измерителей частоты вл етс низкий коэффициент использовани вычислительной аппаратуры и как следствие недостаточно высока чувствительность при фиксированном ее объеме. Действительно, посто нные запоминающие устройства и накопи тельные сумматоры осуществл ют по одThe hardware volume of this device is somewhat less than the previous one due to a decrease in the information capacity of the permanent storage device (encoder). However, the accumulating adders block also contains 2M accumulating adders. There are a large number of permanent memory devices and quadrants (in K sshhd the disadvantage of known frequency detectors, the low utilization rate of the computing equipment and, as a result, the sensitivity is not high enough for a fixed volume. Indeed, the permanent memory devices and accumulative adders perform one
ному рабочему циклу после формировани каждого импульса нyль-nepcceчeний а квадраторы - по одному рабочему циклу в конце интервала наблюдени , в то врем как период следовани подлежащих обработке нуль-пересечений дл многих практически важных случаев , (например, в устройстве дл автоподстройки частоты с прогнозированием ее значени ) может значительно превьш1ать длительность рабочих циклов узлов обнаружителей-измерителей.After the formation of each null-inaccuracy and quadrature pulse generator cycle, one cycle is at the end of the observation interval, while the follow-up period of the zero-intersection to be processed for many practical cases (for example, in a device for frequency tuning with prediction value) can significantly exceed the duration of the operating cycles of the detector-meter nodes.
Цель изобретени - повышение чувствительности.The purpose of the invention is to increase the sensitivity.
указанна цель достигаетс тем, ч5 что в устройстве дл автоподстройки частоты, содержащем последовательно соединенные цифровой синтезатор частоты , смеситель, второй вход которого вл етс сигнальным входом устройства , усилитель промежуточной частоты и цифровой обнаружитель-измеритель частоты, а также блок опорных частот, соединенный с вторым входом цифрового синтезатора частоты,выход цифрово5 го обнаружител -измерител частоты через сумматор подключен к первому входу цифрового синтезатора частоты, а второй выход блока опорных частот подсоединен к второму входу обнару0 жител -измерител частоты, второй вход сумматора вл етс входом установки прогнозируемого значени частоты .This goal is achieved by the fact that in the device for automatic frequency control, containing a serially connected digital frequency synthesizer, a mixer, the second input of which is the signal input of the device, an intermediate frequency amplifier and a digital frequency detector, and a reference frequency block connected to the second the input of the digital frequency synthesizer, the output of the digital detector of the frequency meter through the adder is connected to the first input of the digital frequency synthesizer, and the second output of the reference frequency block The voltage is connected to the second input of the frequency meter detector, the second input of the adder is the input of setting the predicted frequency value.
В цифровой обнаружитель-измери5 тель частоты, содержащий формирователь импульсов нуль-пересечений, вход которого вл етс первым входом обнаружител -измерител , посто нное запоминанлцее устройство, первый сум0 матор и последовательно соединенные квадратор и решающий блок, выход которого вл етс выходом обнаружител -измерител , введены последовательно соединенные счетчик-делитель и синхронизатор, причем вход счетчика-делител соединен с выходом формировател импульсов нуль-пересечений, а второй вход синхронизатора соеди- . нен с вторым входом обнаружител измерител , между вторым входом обнаружител -измерител и входом посто нного запоминающего устройства последовательно включены введенные счетчик, первый регистр, второй сумматор, коммутатор, вторые разр дные входы которого соединены с выходами соответствующих разр дов счетчика , и второй регистр, выходы разр дов которого дополнительно соедин ны с вторыми входами разр дов второ сумматора, выходы посто нного запоминающего устройства через третий регистр соединены с первым входом первого сумматора, между выходом первого сумматора и первым входом квадратора последовательно включены четвертый регистр, оперативное запоминан цее устройство и п тый регистр, разр дные выходы которого соединены дополнительно с вторым входом первого сумматора, причем второй и третий входы решающего блока вл ютс соответственно входами установки порога обнаружени и начальной установки обнаружител измерител , а четвертый, п тый,шестой , седьмой и восьмой входы решающе го блока, стробирующие входы первого второго, третьего, четвертого и п того регистров, управл ющий вход коммутатора, вход установки режима и адресные входы оперативного запоми нающего устройства, управл ющие вход посто нного запоминающего устройства и квадратора соединены с соответству ющими выходами синхронизатора. Решающий блок содержит последовательно соединенные коммутатор, первы регистр, блок сравнени , выход котор го через элемент ИЛИ соединен со стробирующим входом первого регистра второй регистр, сумматор и третий ре гистр, выходы которого вл ютс выхо дами решакицего блока и соединены с вторыми входами сумматора, а также счетчик, выходы разр дов которого соединены с входами соответствующих разр дов второго регистра, причем вторые входы блока сравнени объединены с первыми входами коммутатора и вл ютс первыми входами решающего блока, а вторые входы коммутатора, объединенные входы установки в ноль второго и третьего регистров, строби рующие входы третьего регистра и блока сравнени , входы счетчика, второй вход элемента ИЛИ и управл ющий вход коммутатора вл ютс соотве ственно .вторым, третьим, четвертым, п тым, шестым, седьмым и восьмым входами решающего блока. В предложенном устройстве дл автоподстройки частоты обнаружитель в отличие от прототипа включен непосредственно в кольцо автоподстройки частоты и кроме обнаружени выпол н ет также и функции дискриминатора , т.е. измерител разности фактического и прогнозируемого значени частоты сигнала, задаваемого в виде кода. Результат измерени разности частот непрерывно складываетс с частотой целеуказани , а сумма используетс дл управлени частотой цифрового синтезатора. Благодар объединению в одном устройстве функции обнаружени и измерени частоты отсутствую ют потери времени на переход из режима обнаружени в режим слежени . Это, а также непрерывный ввод целеуказани , в том числе в режиме слеже ни , позвол ет в значительной мере компенсировать изменение частоты сиг-нала и уменьшить полосу пропускани устройства автоподстройки частоты и цифровых фильтров обнаружител , что приводит к увеличению чувствительности предлагаемого устройства по сравнению с прототипом. На чертеже представлена структур-t на электрическа схема предложенных устройств дл автоподстройки частоты и обнаружител -измерител частоты. Устройство дл автоподстройки частоты содержит соединенные в кольцо цифровой синтезатор 1 частоты, смеситель 2, второй вход которого вл етс сигнальным входом устройства, усилитель 3 промежуточной частоты, обнаружитель-измеритель частоты 4 и сумматор 5, второй вход которого вл етс входом установки прогнозируемого значени частоты, а также блок опорных частот 6, первый и второй выходы которого соединены с вторыми входами цифрового синтезатора частоты и обнаружител -измерител частоты. Обнаружитель-измеритель частоты содержит последовательно соединенные формирователь 7 импульсов нульпересечений , вход которого вл етс первым входом обнаружител , -счетчик-делитель 8, синхронизатор 9, а также последовательно соединенные счетчик 10, вход которого вл етс вторым входом обнаружител , первый регистр 11, второй сумматор 12, коммутатор 13, второй регистр 14, посто нное запоминающее устройство 15, третий регистр 6, первый сумматор 17, четвертый регистр 18, оперативное запоминающее устройство 19, п тый регистр 20,квадратор 21 и решаюшдйIn a digital detector-frequency meter containing a zero-crossing pulse shaper, whose input is the first input of the detector-meter, a constant storage device, the first sum of the matrix and the series-connected quadrator and the decisive unit, the output of which is the output of the detector-meter, entered in series are the counter-divider and synchronizer, the counter-divider input being connected to the zero-crossing pulse driver output, and the second synchronizer-input input. There is a second counter detector input, a second counter, a first register, a second adder, a switch, the second bit inputs of which are connected to the outputs of the corresponding counter bits, and a second register, outputs the bits of which are additionally connected to the second inputs of the bits of the second adder, the outputs of the permanent storage device are connected to the first input of the first adder via the third register, between the output of the first adder and the first input of the quadrant, the fourth register, the operational memory and the fifth register are sequentially included, the bit outputs of which are additionally connected to the second input of the first adder, the second and third inputs of the decision block are respectively the inputs for setting the detection threshold and the initial installation detector meter, and the fourth, fifth, sixth, seventh and eighth inputs crucial block, gating inputs of the first second, third, fourth and fifth regist The ditch, the control input of the switch, the mode setting input and the address inputs of the random access memory, the control inputs of the permanent storage device and the quadrator are connected to the corresponding outputs of the synchronizer. The decisive block contains a serially connected switch, the first register, a comparison unit, the output through the OR element is connected to the gate input of the first register, the second register, the adder and the third register, the outputs of which are the outputs of the soldering unit and connected to the second inputs of the adder, and also, a counter whose bit outputs are connected to the inputs of the corresponding bits of the second register, the second inputs of the comparison unit being combined with the first inputs of the switch and being the first inputs of the decision unit, and the second inputs of the switch, the combined inputs of zeroing of the second and third registers, the gating inputs of the third register and the comparison unit, the inputs of the counter, the second input of the OR element and the control input of the switch are the second, third, fourth, fifth, the sixth, seventh and eighth inputs of the decision block. In the proposed device for automatic frequency control, the detector, unlike the prototype, is directly connected to the frequency-controlled loop and, in addition to detection, performs the functions of a discriminator, i.e. a measurer of the difference between the actual and predicted value of the frequency of the signal, specified as a code. The result of the frequency difference measurement is continuously added to the target frequency, and the sum is used to control the frequency of the digital synthesizer. Due to the combination of the detection function and frequency measurement in one device, there is no loss of time for the transition from the detection mode to the tracking mode. This, as well as the continuous input of targeting, including in the trailing mode, makes it possible to significantly compensate for the change in the frequency of the signal and reduce the bandwidth of the frequency control device and digital filters of the detector, which leads to an increase in the sensitivity of the proposed device compared to the prototype . The drawing shows the structure-t on the electrical circuit of the proposed devices for automatic frequency control and frequency measurement detector. A device for frequency control contains ring-connected digital synthesizer 1 frequencies, a mixer 2, the second input of which is a signal input of the device, an amplifier 3 of intermediate frequency, a detector-meter frequency 4 and an adder 5, the second input of which is an input for setting the predicted frequency value, as well as a block of reference frequencies 6, the first and second outputs of which are connected to the second inputs of a digital frequency synthesizer and a frequency measuring detector. The frequency detector contains serially connected shaper 7 zero-crossing pulses, the input of which is the first input of the detector, a counter-divider 8, a synchronizer 9, and also a serially connected counter 10, the input of which is the second input of the detector, the first register 11, the second adder 12, switch 13, second register 14, read-only memory 15, third register 6, first adder 17, fourth register 18, random access memory 19, fifth register 20, quad 21 and solver
блок 22, причем квадратор содержит посто нное запоминакмдее устройство 23, регистр 2А и сумматор 25, а решакщий блок содержит между первым входом и выходом последовательно соединенные коммутатор 26, второй . вход которого вл етс входом установки порога обнаружени , первый регистр 27, блок сравнени 28, выход которого дополнительно соединен череа элемент ИЛИ 29 со стробирующим . входом первого регистра, второй регистр 30, сумматор 31 и третий регистр 32, вход установки в ноль которого объединен с одноименным входом второго регистраи вл етс входом начальной установки обнаружител , а также счетчик 33.block 22, where the quad contains a permanent memory device 23, a register 2A, and an adder 25, and the deciding unit contains between the first input and output a serially connected switch 26, a second one. the input of which is the input of the detection threshold, the first register 27, the comparison unit 28, the output of which is additionally connected through the gate OR 29 to the gate. the input of the first register, the second register 30, the adder 31 and the third register 32, the input of which is set to zero is combined with the same input of the second register and the input of the initial installation of the detector, as well as the counter 33.
Устройство -дл автоподстройки частоты работает следующим образом.The device-t automatic frequency control works as follows.
Входной сигнал с несущей частотой f поступает на один вход смесител 2, на второй вход которого подан гетеродинный сигнал с частотойf от цифрового синтезатора 1 частоты. Частота цифрового синтезатора 1 опре дел етс частотой сигнала, поступающего с блока 6 опорных частот, и на этапе обнаружени входного сигнала кодом начальной установки частоты поступающим на вход управлени цифрового синтезатора 1 частоты через сумматор 5. На другой вход сумматора 5 поступает с выхода обнаружител - . измерител частоты нулевой код, устанавливаемый , подачей импульса на вход начальной установки обнаружител . .The input signal with carrier frequency f is fed to one input of mixer 2, to the second input of which a heterodyne signal is fed with frequency f from digital synthesizer 1 frequency. The frequency of digital synthesizer 1 is determined by the frequency of the signal coming from the 6 reference frequency block, and at the stage of detecting the input signal, the initial frequency setting code arrives at the control input of digital frequency synthesizer 1 through the adder 5. The other input of the adder 5 comes from the detector output -. frequency meter zero code set by applying a pulse to the input of the initial installation of the detector. .
Усилитель 3.промежуточной частоты выдел ет из выходного сигнала смесител гармоническую составл ющую с разностной частотой ,ц } , причем «пце(-Ро + Р) , где о - номинальное значение промежуточной частоты, F - максимальна погрещность прогнозировани частоты входного сигнала.The intermediate frequency amplifier extracts from the output signal of the mixer a harmonic component with a difference frequency, n}, and "pce (-Po + P), where o is the nominal value of the intermediate frequency, F is the maximum prediction frequency of the input signal.
Обнаружитель-измеритель 4 частоты эквивалентный параллельному соединению набора полосовых фильтров, полоса пропускани каждого из которых намного меньше, чем усилител 3 промежуточной частоты, анализирует ш псодной сигнал последнего. Сравнива выходной эффект фильтров с порогом обнаружени , установленным в виде кода на соответствук цем входе и между собой, обнаружитель-измеритель принимает решение о наличии входного сигнала, а также дает оценку максимального правдоподоби f p значени промежуточной частоты i . Оценка погрешности прогнозировани частоты входного сигнала ij, -{Q , формируема на выходе обнаружител -измерител в параллельном двоичном коде, складываетс в первом сумматоре 5 с кодом прогнозируемого значени и измен ет частоту f р цифрового синтезатора 1 так, что (j. Таким образом осуществл етс обнаружение входного сигнала и слежение A 4 meter frequency detector, equivalent to a parallel connection of a set of bandpass filters, the bandwidth of each of which is much less than the intermediate frequency amplifier 3, analyzes the w p signal of the latter. By comparing the output effect of the filters with the detection threshold set as a code on the corresponding input and between themselves, the detector-meter decides whether the input signal is present and also gives an estimate of the maximum likelihood f p of the intermediate frequency i. An estimate of the prediction error of the input signal frequency ij, - {Q, generated at the output of the measuring detector in the parallel binary code, is added in the first adder 5 with the predicted value code and changes the frequency f p of the digital synthesizer 1 such that (j. Thus input detection and tracking
5 за его частотой.5 for its frequency.
Обнаружитель-изпернтель частоты работает следующим образом.Detector izperterntel frequency works as follows.
Б момент пересечени сигналом промежуточной частоты нулевого уровн B the moment of intersection of the zero level intermediate frequency signal
0 с положительной производной формирог ватель 7 вырабатывает кратковременный импульс, поступающий на вход счетчика делител 8, который осуществл ет деление частоты следовани импульсов 0 with a positive derivative, a foryor 7 generates a short pulse arriving at the input of the counter of the divider 8, which carries out the division of the pulse frequency
5 нуль-пересечений в целое число раз, определ емое отношением частоты полосе пропускани усилител 3 проме.жуточной частоты. Прореженные импульсы нуль-пересечений .поступают на 5 null-intersections an integer number, defined by the ratio of the frequency bandwidth of the amplifier 3 prome. Of the frequency. Thinned null-intersection pulses.
0 первый вход синхронизатора 9, на второй вход которого подаютс с второго выхода блока 6 опорных частот тактовые импульсы с частотой следовани f-r Q + F , поступающие также на счетчик 10. В синхронизаторе 9 тактовые импульсы нуль-пересечений взаимно синхронизируютс путем задержки последних на врем , не превышающее шага квантовани Д-t 1/... ..0 the first input of the synchronizer 9, to the second input of which is fed from the second output of the block 6 of the reference frequencies, the clock pulses with the following frequency fr Q + F are also fed to the counter 10. In the synchronizer 9, the zero-crossing clock pulses are synchronized by delaying the latter by time, not exceeding the quantization step D-t 1 / ...
Синхронизированный импульсы нуль-пересечений и другие выходные Импульсы синхронизатора 9 поступают в соответствующие моменты времени на входы узлов обнаружител -измерител , управ5 л его работой.Synchronized zero-crossing pulses and other output pulses of the synchronizer 9 arrive at the corresponding times at the inputs of the measuring detector nodes, controlling its operation.
Алгоритм обработки последовательности синхронизированных импульсов нуль-пересечений заключаетс , во-первых , в формировании на интервале наблюдени (О,Т) дискретного аналога The algorithm for processing a sequence of synchronized zero-crossing pulses consists, first, in the formation of a discrete analogue in the observation interval (O, T)
0 квадрата модул комплексного коррел ционного интеграла на дискретном множестве частот e( ) N 0 squared modulus of a complex correlation integral on a discrete set of frequencies e () N
22
SS
ee
г i,Mg i M
(1)(one)
(д -F| + (t - l)uf - опорные(d -F | + (t - l) uf are the reference
частоты; М. 2Г/Л + ; Af « I/2Т - шаг дискретизации час тоты; N - количество синхронизо ванных импульсов нуль пересечений, поступающих в течение интерв ла наблюдени ОД ; tfl ( моменты поступленип синхронизированных иьшульсов нуль-пересе чений; , во-вторых, в нахождении частоты fnu при которой 2(гв J принимае наибольшее из превысивших порог обнаружени значение. Импульсы тактовой частоты f , поступающие на счетный вход счетчика 10, периодачески измен ют состо ние его Р двоичных разр дов с периодом Тр Р 1/д . Определ емое состо ни ми разр дов счетчика JО число h 12.1 где п - число импульсов тактовой частоты, поступивших на вход счетчика за врем .-t , св зано с текущим значением фазы опорно го Сигнала sin 2 ITd-f t в соответствуЛ (ий момент времени соотношением ; 2лд 2Лп/2 2Л ; , Щ где 1 целое число. В момент времени t синхронизированный импульс нуль-пересечений разрешает запись в Р-разр дный первы регистр 11 состо ни Р разр дов счет чика 10 - число п„ /2 --и через f, ;«. - и через коммутатор 13 в старшие разр ды Рразр дного второго регистра 14 состо ни К младших разр дов счетчика 10 число гп„/2 , которое св зано с :фазой 2 Jf(g-P) t опорного сигнала SM 2ff(о-РИ соотношением %-l n %/2 2Jrs. (3) где 5 - целое число, . l /fto-F). Выполнение соотношений (2 ) и (3) обеспечиваетс выбором соответствующих значений частот , ,. и разр дности Риг. Вслед за этим сигналом синхронизатора 9 переключаетс коммутатор 13 на пропускание выходного сигнала второго сумматора 12, а на вход стробировани второго регистра 14 подаетс от синхронизатора 9 сери из (м-О стробируюших импульсов. В результате многократного суммировани вторым сумматором 12 во втором 1 33JO регистре 14 последовательно фиксируютс числа {tn п- Т- .. 7F-(lf} . , (41 где{х5 - дробна часть числа , св занные с фазой опорного сигнала соотношением 2f«n 2(V)n(- l ff«« , ,., где I - целое число. Послгдовательность М чисел (4 ) вл етс адреса т, по которым из посто нного запоминающего устройства 15 поочередно считываютс в третий регистр 16 и подаютс на один вход сумматора 17 действительна cos2Я.ф и мнима Sfn части функции ехр() , е:1;лГ . С выхода сумматора 17 через буферный четвертьй регистр 18 по соответствукндим 2М адресам оперативного, запоминающего устройства 19 записываютс зультаты сложени n n./2 Vn. (У: взамен предыдущих сумм С f р,, и счиатнных из оперативного запоминакмцего устройства 19 в буферт . ный п тый регистр 20 и поданных на второй вход сумматора 17, причем 4,0 О, ( 1,М . Вычислени М чисел ( 4 | и соответствующих 2М сумм (6) заканчиваютс до прихода следуюцего, ( импульса нуль-пересечений на синхронизатор 9, после которого весь цикл повтор етс . Таким образом, практически сразу после прихода последнего на интервале наблюдени (ОД| N -го импульса нуль-пересечени в оперативном запоминающем устройстве записаны результаты накоплени I - JL- :.N ,t,5,, , . После этого синхронизатор 9 переводит обнаружитель-измеритель частоты из режима накоплени в режим поиска максимума модул коррел ционного интеграла: синхронизатор 9 записывает в счетчик 33 число и в регистр 27 через коммутатор 26 порога обнаружени , переключает коммутатор 26 на пропускание выходного сигнала сумматЬра 25 и считывает поочередно в регистр 20 резуп таты накоплени Cg , е 1,м из оперативного запоминающего устрой ства 19 .Последние служат адресами,по которым из посто нного запоминающего устройства 23 считываютс их квадраты, подаваемые на входы сумматора 25 непосредственно (sl) к через ре-«г гистр 24 (с| ) . Каждое из М форми руемьк на выходе сумматора 25 значение квадрата модул коррел ционного 2( ) s| j Cff интеграла сравниваетс с содержимым регистра 2 в стробируемом блоке 28 сравнени . Если какое-либо значение Z(j) превосходит содержимое регистра 27, то стробирук ций импульс синхронизатора 9 проходит с входа иа кыход блока 23 сравнени и разрешает запись в регистр 27 через коммутатор 26 соответствующего значени () и в регистр 30 состо ни счетчика Состо ние счетчика 33 после кэж;дого такта сравнени увеличиваетс на 1, принима , таким образом, р д значений M-f . . . ---2- {е-(|--- , t,M , т.е от -F/4 при :-( до F/djE ПрмЬМ. Если входной сигнал устройства pfiK автоподЬтройки частоты отсутствует или его уровень ниже порогового , то ни одно из чисел 2(f t 1,М не превьшает порога обнаружени , на выходе блока 28 срав нени отсутствуют импульсы и регистр 30 сохран ет нулевое состо ние При обнаружении сигнала в регистр 30 записано значение поправки ()/д.| в fl -f 1/л, соответствующее наибол пч о у .,, шему из М чисел ) г(ц) . . Ввод поправки в выходной регистр 32 осуществл етс синхронизатором 9 после просмотра всех М чисел 2(fg)| дл щегос столько времени, сколько один из N циклов вычислений сумм (61 т.е.. менее T/N «Т при . . Таким образом, обнаружитель-измери10 3 тель частоты эквивалентен параллельному соединению согласованных фильтров с полосой пропускани 2Д€ 1/Т каждого, перекрывающих диапазон 2F погрешности прогнозировани частоты входного сигнала, Отличительной особенностью предлагаемого обнаружител -измерител частоты вл етс более эффективное по сравнению с известными устройствами использование функциональных узлов. Так, посто нное запоминающее устройс тво и первый сумматор осуществл ют по 2М 1 рабочих циклов после каждого обрабатываемого импульса иульпересечени , аквадратор - М рабочих циклов в конце каждого интервала наблюдени . Благодар этому, увеличива объ.ем ( емкость ОЗУ 2М ), разр дность сумматоров и ОЗУ предлагаемого обнаружител -измерител до объема устройства-прототипа, можно увеличить врем Т накоплени сигнала в устройстве, а значит и его чувствительность . Чувствительность предлагаемого устройства дл автоподстройки частоты ограничиваетс требованием превышени уровнем сигнала уровн помехи в отличие от известного устройства не в полосе пропускани усилител промежуточной частоты, котора не может быть меньше 2F, а в полосе 2Л ( и следовательно , при М 1 чувствительность пред«тагаемого устройства и надежность вхождени в синхронизм значительно выше известного. Поскольку N , то при М врем обнаружени сигнала и перехода в режим слежени Т + T/N Т вл етс практически минимально возможным при реализации требуемой чувствительности устройства/ Испытани , проведенные на опытных образцах предлагаемого устройства с параметрами:{, кГц, 5 кГц, М 128, Т 12,5 мс, 2Р дали следующие результаты.Чувствительность предлагаемого ус-тройства, характериэуема отношением мощности полезного сигнала к мощности помехи, равна примерно I2+-I3 дБ в полосе 2д «iSO in при веро тности 0,9 обнаружени сигнала и перехода в режим слежени за врем 12,5 мс. ,frequencies; M. 2G / L +; Af “I / 2T is the sampling rate of the frequency; N is the number of synchronized pulses zero intersections arriving during the observation interval OD; tfl (arrival times of synchronized zero-intersection pulses; secondly, find the frequency fnu at which 2 (dj J receive the largest value exceeding the detection threshold. The pulses of the clock frequency f arriving at the counting input of the counter 10 change state periodically its P binary bits with a period of Tr P 1 / d. Determined by the discharge bits of the counter J 0 the number h 12.1 where n is the number of pulses of the clock frequency received at the input of the counter in time-t is associated with the current phase value Signal signal sin 2 ITd-f t in accordance TvstuL (iy moment of time by the relation; 2ld 2Rp / 2 2L;, U where 1 is an integer. At time t, the synchronized zero-intersection pulse allows writing to the P-bit first register 11 of the state P of the counter bits 10 - the number n "/ 2 - and through f,;". - and through switch 13 to the higher bits of the second empty register 14 of the 14 state To the lower bits of the counter 10, the number hn = 2, which is associated with: phase 2 Jf (gP ) t of the reference signal SM 2ff (o-RI ratio of% -ln% / 2 2Jrs. (3) where 5 is an integer,. l / fto-f). The fulfillment of relations (2) and (3) is ensured by the selection of the corresponding frequencies,,. and bit size of the Rig. Following this, the signal of the synchronizer 9 switches the switch 13 to pass the output signal of the second adder 12, and to the gate input of the second register 14 is fed from the synchronizer 9 series of (m-O gating pulses. As a result of the repeated summation by the second adder 12 in the second 13JO register 14 the numbers {tn p-T- .. 7F- (lf}., (41, where {х5 is the fractional part of the number associated with the phase of the reference signal by the relation 2f n n 2 (V) n (- l l ff,, ,., where I is an integer. The consistency of the M numbers (4) is the address of m, at which from the permanent storage device 15 are alternately read into the third register 16 and are fed to one input of the adder 17. real cos2π.f and imaginary Sfn part of the function exp (), e: 1; lH. From the output of the adder 17 through the buffer quarter register 18 according to the corresponding 2M Addresses of the operative storage device 19 are recorded as the results of addition n n./2 Vn. (Y: instead of the previous amounts C f p ,, and obtained from the operational storage device 19 to the buffer. Fifth fifth register 20 and fed to the second input of adder 17, with 4.0 O, (1, M). The calculations of M numbers (4 | and the corresponding 2M sums (6) end before the next one arrives (zero-intersection pulse to synchronizer 9 after which the whole cycle is repeated. Thus, almost immediately after the arrival of the latter, the accumulation results I - JL-: .N, t, 5 ,,, are recorded in the random access memory in the observation interval (DD | N of the zero-crossing pulse) After that, the synchronizer 9 converts the detector-frequency meter from the accumulated mode and in the mode of searching for the maximum of the correlation integral modulus: the synchronizer 9 writes the number to the counter 33 and to the register 27 through the switch 26 of the detection threshold, switches the switch 26 to pass the output signal of the accumulator 25 and reads Cg, e 1, alternately in the register 20 m from the random access memory 19. The latter serve as addresses from which their squares are read from the permanent storage device 23, fed to the inputs of the adder 25 directly (sl) to via the d-switch 24 (c | ). Each of M forms a ruem at the output of adder 25 is the value of the square of the correlation module 2 () s | The j Cff integral is compared with the contents of register 2 in the gated comparison unit 28. If any value Z (j) exceeds the contents of register 27, then the strobing pulse of synchronizer 9 passes from the input and output of the comparator unit 23 and allows writing the corresponding value () to the register 27 through switch 26 and the counter status register 30 the counter 33 after the cache; the comparison clock cycle is increased by 1, thus taking a number of Mf values. . . --- 2- {е- (| ---, t, M, i.e. from -F / 4 at :-( to F / djE REM. If the input signal of the pfiK device does not automatically adjust the frequency or its level is below the threshold, then none of the numbers 2 (ft 1, M does not exceed the detection threshold, there are no pulses at the output of the comparison block 28 and the register 30 saves the zero state. When a signal is detected, the correction value () / d is recorded in the register 30 | f 1 / L, corresponding to the most possible one of M of the numbers) g (c). The correction to the output register 32 is entered by the synchronizer 9 after viewing all M numbers 2 (fg) | for all about the time, how much one of N calculation cycles of sums (61 i.e. less than T / N "T at.. Thus, the detector-meter 10 3 frequency is equivalent to parallel connection of matched filters with a bandwidth of 2D € 1 / T each, overlapping the 2F range of the prediction error of the input signal frequency. A distinctive feature of the proposed frequency measurement detector is the more efficient use of functional units in comparison with the known devices. Thus, the persistent storage device and the first adder perform 2M 1 duty cycles after each processed pulse and an intersection, the aquadrator holds M duty cycles at the end of each observation interval. Due to this, increasing the volume (RAM capacity 2M), the size of the adders and RAM of the proposed measuring meter to the volume of the prototype device, you can increase the signal accumulation time T in the device, and hence its sensitivity. The sensitivity of the proposed device for automatic frequency control is limited by the requirement that the signal level exceeds the interference level, in contrast to the known device, not in the passband of the intermediate frequency amplifier, which cannot be less than 2F, but in the 2L band (and therefore, at M1, the sensitivity of the previous device and the reliability of entering synchronization is much higher than the known. Since N, then at M the time of signal detection and transition to the tracking mode T + T / N T is almost the minimum possible when implementing the required sensitivity of the device / Tests conducted on prototypes of the proposed device with parameters: {, kHz, 5 kHz, M 128, T 12.5 ms, 2P gave the following results. The sensitivity of the proposed device, characterized by the ratio of the power of the useful signal to the interference power is about I2 + -I3 dB in the 2d? iSO in band with a probability of 0.9 signal detection and transition to the tracking mode during 12.5 ms. ,
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU823385549A SU1092733A1 (en) | 1982-01-18 | 1982-01-18 | Device for automatic frequency control and digital frequency metering detector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU823385549A SU1092733A1 (en) | 1982-01-18 | 1982-01-18 | Device for automatic frequency control and digital frequency metering detector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1092733A1 true SU1092733A1 (en) | 1984-05-15 |
Family
ID=20993663
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU823385549A SU1092733A1 (en) | 1982-01-18 | 1982-01-18 | Device for automatic frequency control and digital frequency metering detector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1092733A1 (en) |
-
1982
- 1982-01-18 SU SU823385549A patent/SU1092733A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР № 835948, кл. Н 03 L 7/06, 1977. 2.Авторское свидетельство СССР № 537432, Н 03 L 7/06, 1975. 3.Авторское свидетельство СССР № 758003, G 01 R 23/00, 1976. 4.Авторское свидетельство СССР № 928243, кл.С 01 R 23/00, 1980. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1201517A (en) | Wideband phase locked loop signal conditioner for radio altimeter | |
US4651089A (en) | Frequency counting arrangement | |
US4259740A (en) | Sequential detection system | |
US3984759A (en) | Apparatus for use in an induced polarization system for measuring the deformation of a periodic signal concealed in noise | |
FI79006C (en) | Wiring diagram for producing a reception criterion. | |
US4786168A (en) | Frequency domain laser velocimeter signal processor | |
US3760270A (en) | Circuit arrangements for measuring the instantaneous phase difference between two signals | |
SU1092733A1 (en) | Device for automatic frequency control and digital frequency metering detector | |
US4358736A (en) | Phase comparison circuit | |
US4152652A (en) | Apparatus for and method of measuring radio frequency signals | |
NL8320091A (en) | DEVICE FOR IDENTIFYING DIGITAL SIGNALS WITH A NUMBER OF FREGUENCES. | |
KR101488039B1 (en) | Method and device for determining the angle of bearing in a tacan type radionavigation system | |
FI72842B (en) | SYSTEM FOER DETEKTERING OCH ELIMINERING AV TELEVISIONSSPOEKBILDER. | |
US3386093A (en) | Target-sensing apparatus | |
US3229284A (en) | Pulsed radar target range and velocity measuring system | |
US3324401A (en) | Direct indicating frequency determining circuit employing peak detecting combined delayed and undelayed signals of unknown frequency | |
SU1112377A1 (en) | Device for determining probabilistic characteristics of phase of random signal | |
RU2093964C1 (en) | Device which searches and tracks synchronization signal for receiving satellite communication system | |
RU9975U1 (en) | MONOPULSE RADAR | |
SU1104531A1 (en) | Statistical analyser | |
GB2181548A (en) | Pulse detection using correlation | |
SU785792A1 (en) | Device for measuring and tolerance checking of four-pole network amplitude-frequency characteristics | |
SU1370584A2 (en) | Digital frequency metering detector | |
SU1097066A1 (en) | Proton magnetometer | |
SU1444780A2 (en) | Failure filter |