SU1167750A1

SU1167750A1 - Servo filter for pseudorandom signal

Info

Publication number: SU1167750A1
Application number: SU833671087A
Authority: SU
Inventors: Валерий Павлович Ипатов; Юрий Александрович Коломенский; Александр Николаевич Коротков; Сергей Алексеевич Маринов; Кирилл Владимирович Павленко; Игорь Владиславович Птицын
Original assignee: Ленинградский Ордена Ленина Электротехнический Институт Им.В.И.Ульянова (Ленина)
Priority date: 1983-11-30
Filing date: 1983-11-30
Publication date: 1985-07-15

Abstract

СЛЕДЯЩИЙ ФИЛЬТР ДЛЯ ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ, содержащий последовательно соединенные смеситель, первый усилитель промежуточной частоты , фазовый демодул тор, второй усилитель промежуточной частоты, фазовый детектор, первый фильтр нижних частот, управл ющий элемент и управл емый высокочастотный генератор , последовательно соединенные : вычитающий блок, второй фильтр нижних частот, управл емый тактовый генератор и регистр сдвига, а также первый и второй каналы обработки сигнала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных умножител , усилител промежуточной частоты и амплитудного детектора, и опорный генератор, выход которого подсоединен к входу опорной частоты фазового детектора, выход управл емого высокочастотного генератора подсоединен к входу частоты преобразовани смесител , а еыход первого усилител промежуточной частоты подсоединен к объединенным сигнальным входам первого и второго каналов обработки сигнала,выход (п-1)-го разр да регистра сдвига подсоединен к входу опорного сигнала фазового демодул тора , причем сигнальный вход смесител и выходы управл емого высокочастотного генератора и регистра сдвига вл ютс соответственно вхо (Л дом и первым и вторым выходами след щего фильтра, отличающийс с тем, что, с целью повышени точности слежени , введены последовательно соединенные делитель частоты и первый коммутатор, -а также второй коммутатор, при этом выходы ц -го и FOLLOWING FILTER FOR PUSH-ALWAYS SIGNALS, containing a series-connected mixer, a first intermediate frequency amplifier, a phase demodulator, a second intermediate frequency amplifier, a phase detector, a first low-pass filter, a control element, and a controlled high-frequency generator, serially connected: subtractive unit, second filter a low pass, a controlled clock generator and a shift register, as well as the first and second signal processing channels, each of which consists of successive connections The multipliers, the intermediate frequency amplifier and the amplitude detector, and the reference oscillator, the output of which is connected to the input frequency reference of the phase detector, the output of the controlled high-frequency generator is connected to the frequency input of the mixer, and the output of the first intermediate frequency amplifier is connected to the combined signal inputs of the first and second signal processing channels, the output of the (n-1) th digit of the shift register is connected to the input of the reference signal of the phase demodulator, and the signal input the mixer and the outputs of the controlled high frequency generator and the shift register are respectively input (L and the first and second outputs of the tracking filter, characterized in that, in order to improve tracking accuracy, serially connected frequency divider and first switch are introduced, -a also second switch, with outputs of the cth and

Description

Изобретение относитс к радиотех нике и может И9пользоватьс в систе мах радиолокации, радионавигации, радиосв зи дл совместной фильтрации сигнала несущей частоты и дальномерного шумоподобного сигнала, сформированного на основе псевдослучайной последовательности. Цель изобретени - повьпиение точ ности слежени . На фиг, 1 представлена структурн электрическа схема.след щего фильт ра дл псевдослучайных сигналов; на фиг. 2 - диаграммы, по сн ющие формирование дискриминационной характе ристики след щего фильтра дл псевдослучайных Сигналов. След щий фильтр дл псевдослучай ных сигналов содержит смеситель 1, первый усилитель 2 промежуточной частоты, фазовый демодул тор 3, вто рой усилитель 4 промежуточной часто ты, фазовый детектор 5, опорный генератор 6, первый фильтр 7 нижних частот, управл ющий элемент 8, упра л емый высокочастотный генератор 9, первый 10 и второй 11 каналы обработки сигналов, вычитающий блок 12, второй фильтр 13 нижних частот, управл емый тактовый генератор 14, регистр 15 сдвига, первый и второй коммутаторы 16 и 17, делитель 18 частоты. Первый канал обработки сигнала содержит умножитель 19, усилитель 20 промежуточной частоты, амплитудный детектор 21. Второй канал обработки сигнала содержит умножитель 22, усилитель 23 промежуточной частоты и амплитуд ный детектор 24. След щий фильтр дл псевдослу- чайных сигналов работает следующим образом. На сигнальный вход смесител 1 поступает входной сигнал, манипулированный по фазе псевдослучайной последовательностью. Здесь он смешиваетс с сигналом управл емого высокочастотного генератора 9, пода ваемьм на вход частоты преобразовани смесител 1, и частота входного сигнала понижаетс до частоты настройки первого, усилител 2 промежу точной частоты. Затем сигнал подаетс в первый усилитель .2 промежуто ной частоты, где усиливаетс и филь руетс . Далее сигнал перемножаетс 02 в фазовом демодул торе 3 с опорной псевдослучайной последовательностью, снимаемой с выхода (п-1)-го разр да регистра 15 сдвига. В результате на выходе фазового демодул тора 3 образуетс узкополосный сигнал, который усиливаетс и фильтруетс во втором усилителе 4 промежуточной частоты, а затем поступает на вход фазового детектора 5. Здесь частота и фаза сигнала сравниваютс с частотой и фазой напр жени опорного генератора 6. Сигнал рассогласовани с выхода фазового детектора 5 фильтруетс в- первом фильтре 7 нижних частот и через управл ющий элемент 8 измен ет частоту управл емого высокочастотного генератора 9 таким образом , чтобы уменьшить величину сигнала рассогласовани . Сигнал с выхода первого усилител 2 промежуточной частоты подаетс также на сигнальные входы первого 10 и второго 11 -каналов обработки си1- налов, составл ющих дискриминатор. Здесь данньш сигнал перемножаетс в умножител х 19 и 22 с двум сдвинутыми во времени образцами псевдослучайной последовательности (опорными сигналами), подаваемыми на умножители 19 и 22 через первый коммутатор 16 с выходов п-го и (п-2)-го разр дов регистра сдвига 15, Образуемые на выходах умножителей 19 и 22 узкополосные сигналы, амплитуда которых зависит от временного сдвига входной модулированной последовательности относительно опорных сигналов, снимаемых с регистра сдвига 15, усиливаютс и фильтруютс в усилител х промежуточной частоты 20 и 23, далее детектируютс в амплитудных детекторах 21 и 24 и через второй коммутатор 17 подаютс на входы вычитающего блока 12. Выходной сигнал вычитающего блока- 12, величина и знак которого определ ютс временным сдвигом входной последовательности относительно опорной, фильтруетс во втором фильтре 13 нижних .частот и подаетс на управл ющий вход, управл емого генератора 14. В результате воздействи этого сигнала измен етс тактова частота и происходит сдвиг генерируемой регистром 15 сдвига последовательности таким образом, чтобы уменьщить временной сдвиг при слежении за задерж.кой.The invention relates to radio engineering and can be used in radar systems, radio navigation, radio communications to jointly filter the carrier frequency signal and the long-range noise-like signal formed on the basis of a pseudo-random sequence. The purpose of the invention is to improve the tracking accuracy. Fig. 1 shows a structural electrical circuit. A next filter for pseudo-random signals; in fig. 2 shows diagrams explaining the formation of the discriminating characteristic of a tracking filter for pseudo-random signals. The tracking filter for pseudo-random signals contains mixer 1, first intermediate frequency amplifier 2, phase demodulator 3, second intermediate frequency amplifier 4, phase detector 5, reference oscillator 6, first low pass filter 7, control element 8, control A high-frequency oscillator 9, a first 10 and a second 11 signal processing channel, a subtracting unit 12, a second low-pass filter 13, a controlled clock generator 14, a shift register 15, the first and second switches 16 and 17, a frequency divider 18. The first signal processing channel contains a multiplier 19, intermediate frequency amplifier 20, amplitude detector 21. The second signal processing channel contains multiplier 22, intermediate frequency amplifier 23, and amplitude detector 24. The tracking filter for pseudo-random signals works as follows. The signal input of the mixer 1 receives the input signal, manipulated in phase by a pseudo-random sequence. Here it is mixed with the signal of the controlled high-frequency generator 9, supplied to the conversion frequency of the mixer 1, and the frequency of the input signal is reduced to the tuning frequency of the first, amplifier 2 of the intermediate frequency. The signal is then fed to the first frequency amplifier .2, where it is amplified and filtered. Next, the signal is multiplied 02 in the phase demodulator 3 with the reference pseudo-random sequence, taken from the output of the (n-1) -th bit of the shift register 15. As a result, a narrowband signal is produced at the output of the phase demodulator 3, which is amplified and filtered in the second intermediate frequency amplifier 4, and then fed to the input of the phase detector 5. Here the frequency and phase of the signal are compared with the frequency and phase of the voltage of the reference oscillator 6. The error signal from the output of the phase detector 5 is filtered in the first low-pass filter 7 and through the control element 8 changes the frequency of the controlled high-frequency generator 9 in such a way as to reduce the magnitude of the signal by agreement The output signal from the first amplifier 2 of the intermediate frequency is also fed to the signal inputs of the first 10 and second 11-channel processing of the signals that make up the discriminator. Here, the signal is multiplied in multipliers 19 and 22 with two time-shifted samples of the pseudo-random sequence (reference signals) supplied to multipliers 19 and 22 through the first switch 16 from the outputs of the n-th and (n-2) -th bits of the shift register 15 The narrowband signals formed at the outputs of the multipliers 19 and 22, whose amplitude depends on the time shift of the input modulated sequence relative to the reference signals taken from the shift register 15, are amplified and filtered in the intermediate frequency amplifiers 2 0 and 23, then detected in amplitude detectors 21 and 24 and through the second switch 17 are fed to the inputs of the subtracting unit 12. The output of the subtracting unit 12, the magnitude and sign of which is determined by the time shift of the input sequence relative to the reference one, is filtered in the second filter 13 of the lower Frequencies and is applied to the control input of the controlled oscillator 14. As a result of the action of this signal, the clock frequency is changed and the sequence shift register 15 is shifted so that Shield time shift while tracking delay.

33

Сигнал управл емого тактового генератора 14 подаетс также на вход делител 18 частоты, выходными импульсами которого осуществл етс коммутаци опорных сигналов, подаваемых в первый коммутатор. 16 с регистра 15 сдвига, и коммутаци сигналов , подаваемых с выходов первогоThe signal of the controlled clock generator 14 is also fed to the input of the frequency divider 18, the output pulses of which switch the reference signals supplied to the first switch. 16 with the register 15 shift, and switching signals from the outputs of the first

10и второго 11 каналов обработки сигналов на вход вычитающего блока 12. В результате с тактом, определ емым периодом выходных импульсов д.елител 18 частоты, сигналы с выходов первого 10 и второго 11 каналов обработки сигналов мен ютс местами10 and the second 11 channels of signal processing to the input of the subtracting unit 12. As a result, the signals from the outputs of the first 10 and second 11 signal processing channels are interchanged with the clock determined by the period of the output pulses of the frequency splitter 18.

и последовательно во времени формируютс две дискриминационные характеристики (фиг. 2а,S). В случае рассогласовани первого 10 и второгоand two discriminatory characteristics are formed successively in time (Fig. 2a, S). In case of a mismatch between the first 10 and the second

11каналов обработки сигналов эти . характеристики имеют смещение нул , величина которого может случайным образом мен тьс во времени вследствие старени элементов, вли ни . климатических, условий, изменени 11 channels of signal processing these. the characteristics have a zero offset, the value of which may randomly vary in time due to aging of the elements, influences. climatic, conditions, changes

7750 . .47750. .four

напр жени питани . Смещение нул характеристик имеет противоположный знак и равную по абсолютному значению величину , если врем коррел ции процессов, определ ющих флуктуации коэффициентов передачи первого 10 и второго 11 каналов обработки сигналов, существенно больше периода следовани коммутирующих импульсов, что может 10 быть выполнено на практике. Поскольку период коммутации выбираетс существенно меньшим посто нной времени второго фильтра 13 нижних частот, итоговый сигнал рассогласовани определ етс усредненной дискриминационной характеристикой, в которой отсуствует смещение нул (фиг. 2Ь-).supply voltage. Offset zero characteristics have opposite sign and equal in absolute value if the correlation time of the processes determining fluctuations of the transmission coefficients of the first 10 and second 11 signal processing channels is significantly longer than the period of the switching pulses, which can be done in practice. Since the switching period is chosen to be significantly shorter than the time constant of the second low-pass filter 13, the resulting error signal is determined by the averaged discriminatory characteristic, in which there is no zero offset (Fig. 2b-).

Таким образом, включение первого 0 16 и второго 17 коммутаторов и делител 18 частоты позвол ет повысить точность слежени за задержкой за счет устранени ощибок, вызванных смещением нул дискриминационной характеристики.Thus, switching on the first 0 16 and second 17 switches and the frequency divider 18 improves the accuracy of tracking the delay by eliminating errors caused by the offset of the zero discriminatory characteristic.

Фи1.1Phi1.1

11eleven

см(Т) cm (T)

X X

Оср(Г)Ausr (Y)

Claims

NEXT FILTER FOR RANDOM SIGNALS, comprising a series-connected mixer, a first intermediate frequency amplifier, a phase demodulator, a second intermediate frequency amplifier, a phase detector, a first low-pass filter, a control element and a controlled high-frequency generator, a subtracting unit connected in series, a second low-pass filter, controlled a clock generator and a shift register, as well as the first and second signal processing channels. each of which consists of a series-connected multiplier, an intermediate frequency amplifier and an amplitude detector, and a reference generator, the output of which is connected to the reference frequency input of the phase detector, the output of the controlled high-frequency generator is connected to the mixer conversion frequency input, and the output of the first intermediate frequency amplifier is connected is connected to the combined signal inputs of the first and second signal processing channels, the output of the (n-1) -th discharge of the shift register is connected to the input of the reference signal a demodulator, the signal input of the mixer and the outputs of the controlled high-frequency generator and the shift register are respectively the input and the first and second outputs of the servo filter, characterized in that, in order to improve the tracking accuracy, series-connected frequency divider and the first switch, as well as the second a switch, while the outputs of the th and (n-2) th bits of the shift register are connected through the first switch to the reference inputs of the first and second signal processing channels, respectively, the outputs to which are connected through the second switch respectively to the first and second inputs of the subtracting unit, the output of the controlled clock is connected to the input of the frequency divider, the output of which is connected to the control input of the second switch.

I 1167750 2