SU1261080A1 - Устройство дл детектировани частотно-модулированного сигнала - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиотехнике . Повышаетс  точность детектировани . Устр-во содержит АЩ 1, г-р тактовых импульсов 2, два блока задержки 3 и 4, умножитель 5 на посто нный коэф., два двухвходовых сумматора 6 и 8, два блока вычитани  (БВ) 7 и 17, два блока выделени  модул  числа (БВМЧ) 9 и 10, две группы регистров хранени  11 -П., и 13 -13 два (И -1-1) -входовых сумматора 12 и 14 и два блока пам ти 15 и 16. Цель достигаетс  введением блоков задержки 3 и 4, от величины задержки которых зависит коэф. передачи и допустима  нелинейность демо- дул ц. х-ки устр-ва, умножител  5, от значени  посто нного коэф. которого зависит линейность демодул ц. х-ки устр-ва, сумматора 8, БВМЧ 9 и 10, осуществл ющих преобразование отсчетов сигнала, блоков пам ти 15 и 16, хран щих таблицу логарифмов дл  всего множества цифровых значений выборок сигнала, и БВ 17, разность двух логарифмов на выходе которого  вл етс  дискретными цифровыми отсчетами выходного демодулированно- го сигнала. 1 иЛ. а С Вход Be/jrod

Description

Изобретение относитс  к радиотехнике и может быть использовано к ичфропых устройствах обработки час- г отно модулирова)1ных аналог овых сиг iKsnon,

Цель изобретени  -- повышение точности детектировани .

1а чертеже представлена электрическа  структурна  схема устройства juiH детектировани  частотно-модулированного сигнала.

Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь (ЛЦП) 1, генератор 2 тактовых импульсов, первы 3 и второй 4 блоки задержки, умножитель 5 на посто нный коэффициент, тгериый двухвходовый сумматор 6, первый блок 7 вычитани , второй двувходовый сумматор 8, первый 9 и вто рой 10 блоки вьщеленн  модул  числа

первую I pyiiny регистров ll,-11,j хранени  первый ( +1)-входовый сумматор 12, вторую группу регистров 13,-1.3, хранени , второй () входовый сумматор 14, первый 13 и BTopofi 16 блоки пам ти и второй бло 17 вычитани ,

Устройство дл  детектировани  чатотно-модулированных сигналов работет следующим образом.

При подаче на вход устройства частотно-модулированного сигнала Л11П 1 преобразует входной непрерыв- Hbii i сигнал в последовательность его дискретных цифровых отсчетов. Период этой последовательности отсчетов задает генератор 2 тактовых импульсов . Частота тактовых импульсов равна 4f, где f - центральна  частота или люба  друга  частота, лежаща в полосе; девиации частотно-модулированного сигнала.

Цифровые отсчеты с выхода А1Щ 1 поступают на вход первого блока 3 здержки , а затем на вход вторэго блока А задержки. Блоки 3 и 4 задерж-- ки имеют одинаковое врем  задержки, кратное периоду частоты генератора тактовых импульсов. Величина задержки выбираетс  из услови  получени  необходимого коэффициента передачи и допустимой нелинейности демодул - ционной характеристики устройства. Блоки 3 и 4 задержки могут быть выполнены на сдвиговых регистрах. Незадержанный отсчет сигнала складываетс  в первом двухвходовом сумматоре 6 с задержанным. Цифровые отсче

5

0

5

0

5

0

ТЫ сигнала, задержанные с помспцт.К первого блока 3 задержки, умножаютс  на посто нный коэ(х{|ициент К умножителем 5. От значени  посто нного )ициента К зависит линейность демодул ционной характеристики уст. ройства. При линейность небольша . В качестве умножител  5 может быть использовано постсжнное запоми- наы цее устройство, в которое :ены все возможные результаты умножени  отсчетов сигнала на значе/иге К. При К-2 и нелинейность демодул ционной характеристики возрастает, однако умножитель 5 в этом случае можно свести к соответствующим образом организованным перемычкам. При в качестве умножител  5 можно использовать сумматор. После выполнени , операций вычитани  и первом блоке 7 вычитани  и сложени  во втором двухвходовом сумматоре 8 осуществл етс  выделение модулей чисел в блоках выделени  модулей чисел.

Конструктивное выполнение бло- ;ков 9 и 10 выделени  модулей числа

может быть сведено к соответствующим образом организованным перемычкам , так как достаточно при да.г1Т1Нгй- ших преобразовани х просто учитывать знаковый разр д. Если отрицательные числа представлены в дополнительном коде, то в качестве блоков вьщелени  модулей чисзта может быть использован преобразователь дополнительного кода в пр мой, ()- входовый сумматор 12 и перва  группа из одинаковых регистров 11, -11 хранени  позвол ет получить сумму нескольких результатов преобразовани  отсчетов сигнала, получаемых с выхода блока 9 выделени  модул  числа, что эквивалентно их усреднению. Ана5 логично (N+1)-входовой сумматор 14 и группа из одинаковых регистров 13 - 13 хранени  позвол ют получить сумму нескольких результатов преобразовани  отсчетов сигнала, получаемых с

0 выхода блока 10 выделени  модул  числа, что эквивалентно их усреднению . Такое усреднение позвол ет улучшить отноигение сигнал/шум на выходе устройства. Так как в результате усреднени  происходит низкочастотна  фильтраци  сигнала, максимальное количество регистров хранени  определ етс  верхней граничной

55

.12610804

частотой модулированного си1 нала.t |Лсоз 2П () (t,--TVh ч ,s . V; .

При дискретизации синусоидального (f, +Af) (t +Т)+ Ч j К 2г.. л I

сигнала возможны отсчеты с нулевым« ()тJ |. значением, логарифмирование которых

невозможно, поэтому минимальное эна- 5 Образуем функции z иг и- .y;u ;i

чение дл  , в этом случае сумми-выражений руютс  два соседних отсчета, отсто щих друг от друга на угол ТГ/2.KY,. (Y + 2, (2) Если ОДТ1Н из них равен нулю, то второй имеет максимальное значение. KY -(Y + Y . ). (3)

It Oi 2i

Таким образом, результат суммировани  на выходах ( N + 1)-входовых сум- где - константа; маторов 12 и 14 уже всегдаi t,n - пор дковый номер триады,

будет отличен от нул . Значени  вы- Получим: борок сигнала с выходов (N-«-1)-Bxo-

довых сумматоров 12 и t4 поступают i « oi У на входы соответствующих блоков

и 16 пам ти, в которых хранитс  таб- ei оп ,, лица логарифмов дл  всего множества

цифровых значений выборок сигнала. -(Y +Y,, )| +|KY - Разность двух логарифмов, получаема  .

на выходе второго блока 17 вычитани , Х, j ,, оь h 1

есть дискретные цифровые отсчеты

демодулированного сигнала.При этом формирование триад выРабота устройства, может быть опи- борок дл  выражений (2) и (3) просана аналитически.изводитс  так, что сдвиг между одПусть частотно-модулированньп сиг-ноименными выборками в соседних тринал представлен в видеадах составл ет период дискретизации,

это соответствует фазовому сдвигу,

А cos 2IT(f + f)t « Т

° близкому к - , ме щу парами выборок:

где А - амплитуда;Y Y Y Y Y Y

Ч „ - начальный фазовый угол; «t of..i) ,, i(iri -ц (

f. - центральна  частота;„ .,ч

Воспользуемс  равенством (1) и преAf - отклонение от центральной35 образуем (4) и (5) к ваду частоты.

Три любые выборки сигнала, нз - |K+2cos 21Г( +д) ((Y M|Y I + тые равномерно через интервал Т меж- ° . и ч I

ду ними, кратный периоду дискрети-

зации, записываютс  следующим обра- 40 ЗОМ1,z,--|K-2cos(2ir(,+(,f)Tj| (IYJ t

V...(f.,.n(t,-m-fJ, IV,,| ...HVJ ).(7)

Г Введем условие

Y, A () ,,«

Y,, A ()()+4; .Т .----,(8)

0

Докажем справедливость следующего j, ш О 1 2,. равенства50 .

J - Функции .2 и Zj при , i . 2 KY t(, )Y {К12соз 2ГТ(+af)Т}|,(1) не имеют нулевых значений, и можно

выполнить следующее преобразование:

Действительно, использу  основныеК тг f

формулы тригонометрии, получим --(2m+O (-1)

(9)

KY (,)KA cosl2TT(.uf) |(2m-H) (-if

Права  часть выражени  функци  вида

In

ь

к

- - sinx

12610806

(9) есть (N + 1)-BxofloBbix сумматоров, первый блок вычитани  и генератор тактовых импульсов, выход которого подклю- sinx ен к входам синхронизации аналого: (10) 5 цифрового преобразовател  и регистров

хранени , при этом выходы регистррв хранени  каждой группы подключены к одноименным входам соответствующего ()-входового сумматора, о т л и - 10 чающеес  тем, что, с целью повьшени  точности детектировани , в него дополнительно введены два блока задержки, умножитель на посто нный sinx ,коэффициент, второй двухвходовый

In ; ;; X(11) 15 сумматор, второй блок вычитани , два

блока выделени  модул  числа и два блст а пам ти, при этом выход аналого- цифрового преобразовател  подключен к первому входу первого двухвходо- нейшее преобразование выражени  (9), 20 вого сумматора, а через последовательРазложим ее в степенной р д в точке х О .

При К 2/2 с точностью до бесконечно малых величин 5-го пор дка можно записать

К .

2

К

- - sinx

Использу  (11), выполним дальучитыва , что сигнал U на выходе устройства представл етс  выражением

U-lnz -1пг,-П- (2т+1)(-1). (12)

Отсюда получаем формулу дл  вычислени  кбзффициента передачи устройства

у 211 2т+1 , .- Л к ,

(13)

и формулу дл  вычислени  отклонени  от центральной частоты

Af (lnz -1пг„)

К

ч ° (2п1+1)

(-1),(14)

и 2„

где Z

(4) и (5) при

близком 2/2 .

вычисл ют по формулам значении К, равном или

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  детектировани  частотно-модулированного сигнала, содержащее аналого-цифровой преобразователь , первый двухвходовой сумма45

   тор, две группы по N последовательно соединенных регистров хранени , два

   В1ШИПИ Заказ 5243/56 Тираж 816 Подписное Произа.-пол гр, пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

   но соединенные первый и второй блоки задержки - к второму входу первого двухвходового сумматора, выход которого подключен к первому входу

   первого блока вычитани  и к первому входу второго двухвходового сумматора , второй вход которого объединен с вторым входом первого блока вычитани  и через умножитель на посто нный коэффициент подключен к выходу первого блока задержки, выход первого блока вычитани  подключен к входу первого блока вьщелени  модул  числа , выход которого подключен к входу

   первого регистра хранени  первой группы и к (N + 1)-My входу первого (N + 1)- входового сумматора, выход которого через блок пам ти подключен к первому входу второго блока вычитани ,

   выход второго двухвходового сумматора подключен к входу второго блока выделени  модул  числа, выход которого подключен к входу первого регистра хранени  второй группы и к

   (N+D-My входу второго (М + 1)-входового сумматора, выход которого через второй блок пам ти подключен к второму входу второго блока вычитани  , а выход генератора тактовых импульсов подключен к входам синхронизации блоков задержки.