SU984020A1

SU984020A1 - Frequency discriminator

Info

Publication number: SU984020A1
Application number: SU803211361A
Authority: SU
Inventors: Владимир Александрович Данилевский; Юрий Агафонович Павличенко
Original assignee: Одесский электротехнический институт им.А.С.Попова
Priority date: 1980-12-03
Filing date: 1980-12-03
Publication date: 1982-12-23

Description

(54) ЧАСТОТНЫЙ ДИСКРИМИНАТОР(54) FREQUENCY DISCRIMINATOR

Изобретение относитс к импульсной технике и к технике передач1и дискретной информации по каналам св зи с сигналами с однократной фазоразностной модул цией и может быть использог вано в многоканальных модемах-с ортогональными канальными сигналами дл автоматической подстройки частоты бпорных колебаний демодул тора по принимаемому, групповому сигналу.The invention relates to a pulse technique and to a gear 1 and discrete information via communication channels with signals with a single phase difference modulation and can be used in multi-channel modems with orthogonal channel signals to automatically adjust the frequency of the fundamental oscillations of the demodulator according to the received group signal.

Известноустройствоf содержащее набор каналов .пар синхронных и К1элдратурных коррел торов, соединенных с генератором опорных частот и блоком управлени , выходы каналов коррел торов через запоминакндее устройство соединены со входом группового декоди|рующего устройства 1.The known device containing a set of channels. Synchronous and K1eldraturnyh correlators connected to the reference frequency generator and the control unit, the outputs of the correlator channels through the memory device is connected to the input of the group decoding device 1.

Недостатком этого устройства вл этс его сложность и невысокое быстродействие , определ емое последовательной обработкой информации в групповом декодирующем устройстве.A disadvantage of this device was its complexity and low speed, determined by the sequential processing of information in the group decoder.

Наиболее близким к предлагаелюму изобретению по технической сущности . вл етс частотный дискриминатор, содержащий блок из N параллелыодх каналов разделени канальных сигналов, каждый из которых состоит из двух подканалов, содержшцих синфазныйClosest to the proposed invention of the technical essence. is a frequency discriminator containing a block of N parallel lines of channel separation channel signals, each of which consists of two subchannels containing in-phase

и квадратурный коррел торы. Каждый .из коррел торов содержит.йеремножители , интеграторы и,ключи сброса и, передачи. Управл ющие входы перекшожителей соединены-с.соответствук цими выходами генератора опорных частот, а управл ющие входы ключей сброса и . передачи - с выходом блока управлени . Генератор опорных частот и блок управлени вл ютс общими дл всех коррел торов. Выходы блока разделени канальных сигналов через измерители расстройки частот , содержащие вычитающее устройство, элемент задержки , детектор, компаратор, соединены со входами сумматора, выход-которого соединен со входом усреднител . Выход усреднител соединен с выходной шиной устройства. Устройство обладает высокой помехоустойчивостью f 2j. ,and quadrature correlators. Each of the correlators contains multipliers, integrators, and, reset keys and, transfer. The control inputs of the jumpers are connected — with the corresponding outputs of the reference frequency generator, and the control inputs of the reset keys and. transmissions - with the output of the control unit. The reference generator and control unit are common to all correlators. The outputs of the channel signal separation unit through frequency detuning meters, containing a subtractor, delay element, detector, comparator, are connected to the inputs of the adder, the output of which is connected to the input of the averager. The output of the averager is connected to the output bus of the device. The device has a high noise immunity f 2j. ,

Недостатком этого устройства вл етс низка точность, определ ема тем, что сигнал ошибки в нем вырабатываетс путем измерени разности,The disadvantage of this device is low accuracy, determined by the fact that the error signal in it is generated by measuring the difference,

частоты,а не фазы Xпоследн вл етс frequencies, not phase X last

производной от частрты по ). Цель изобретени - повышение точ (1ости устройства при сохранении по30derivative of partart on). The purpose of the invention is to increase the point (1 of the device while maintaining

)йехоустойчивости. Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство, содержащее блок разделени канальных сигналов, состо щий из генератора опорных час тот, блока управлени и N каналов пар синхронных и квадратурных корре л торов, сигнальные входы которых соединены с входной, шиной устройства , входы опорных частот - с соотве ствующими выходами генератора опорных частот, а входы управлени - с выходами блока управлени , усреднитель , выход которого соединен с выходной шиной устройства, а вход подсоединен к выходу сумматора, вхо ды которого соединены с выходами N измерителей расстройки частот, каждый из которых содержит вычитающее устройство, а синфазные и квадратур ные входы каисдого измерител расстройки частот соединены соответственно с синфазными и квадратурными выходами соответствуюьчего канала блока разделени канальных сигналов в каждый из N измерителей расстройк частот введены ycpe,ii ющий фильтр, переключатель, инвертор и определитель знака, вход которого соединен с синфазным входом измерител расстройки частот, квадратурный вход которого соеданен с первым входом переключател и входом инвертора, а выход - с выходом вычитающего устройства , входы которого непосредственно и через усредн ющий фильтр сое динены с выходом переключател , второй вход которого соединен с выходом инвертора, а управл ющий вход - с выходом определител знака. На чертеже приведена структурна схема частотного дискриглинатора. Устройство содержит блок 1 разделени канальных сигналов, состо щий из генератора 2 опорных частот , блок 3 управлени и N каналов 4-1, 4-2, ..., 4-N пар синхронных и квадратурных коррел торов, сигнал ные входы которых соединены со входной , шиной 5 устройства, а также N измерителей 6-1, 6-2, ..., 6-N расстройки частот, состо щих из определител 7. знака, инвертора 8, переключател 9, усредн ющего фильтра 10 и вычитающего устройства 11, выходы измерителей соединены с входами сумматора 12, выход которого через усреднитель 13 соединен с выжэдной шиной 14 устройства, причем синфазные и квадратурные входы каждого измерител расстройки частот соединен соответственно с синфазными и квадрату ными выходами ооответствуннцего канала блока 1, синфазный вход измерителей 6 соединен через определитель 7 знака с управл ющим входом переключател 9, первый вход которого непосредственно , а второй через инвертор соединены с квадратурнь ми входами измерителей б, выход переключател 9 непосредственно и через усредн ющий фильтр 10 соединен со входами вычитаклцего устройства 11. Устройство работает следующим образом. Поступающий на входную шину 5 сигнал раздел етс в блоке 1 при помощи каналов 4 на N синфазных и квадратурных сигналов. Разделение осуществл етс относительно опорных частот, вырабатываемых генератором 2 (опорные колебани приемника). Напр жени , вырабатываег/ие на синфазных и квадратурных выходах каналов 4, пропорциональны соответственно синусу и косинусу, разности фаз f входного сигнала и сигнала опорной частоты. При однократной манипул ции эта разность фаз может принимать значени или fg+ ТГ . В случае отсутстви расхождени меходу частотой канальных сигналов и соответствуюц;ей частотой генератора 2 значение VQ остаетс посто нным во времени. Поэтому напр жени на синфазном и квадратурном выходах соответствующего канала 4 равны своей средней величине за много посылок , и напр жение сигнала ошибки на выходе соответствующего измерител б равно нулю. Если частоты кайальных сигналов отличаютс от соответствующей частоты генератора 2 на величинуДШ, то за врем посгллки f по вл етс набег фазы Д V ДСУС, привод щий к изменению выходных напр жений соответствующего канала 4. В этом случае на выхо де соответствующего измерител б по вл етс сигнал ошибки, представл ющий собой разность текущего и усредненного усредн ющим фильтром 10 значений напр жени квадратурного сигнала . Эта разность вырабатываетс вычитающим устройством 11. Квадратурна (косинусна ) составл юща сигнала не измен ет своего знака при изменении знака , поэтому дл обеспечени соответстви знака сигнала ошибки знаку дЧ квадратурный сигнал на выходе вычитак лего устройства 11 и усредн ющего фильтра 10 подаетс через переключатель 9, упраЬл емый через определитель 7 знака от синфазного (синусоидального) сигнала. В зависимости от знака последнего (знакадФ) квадратурный сигнал на выход переключател 9 поступает непосредственно или через инвертор 8. При однократной манипул ции разность фаз синфазного и квадратурного сигналов измен ютс одновременно на If, при этом определитель 7 обеспечивает соответствуннцее переключениепереключател 9, что обеспечивает автоматическое устранение вли н ) манипул ции на фазировку сигнала ошибки. Выходные напр жени измерителей б через сумматор 12 и усреднитель 13 поступают на выходную шину 14 устройства . Cy вдиpoвaниe и усреднение сигналовврасстройки частот обеспечивает высокую помехоустойчивость устройства. ) . Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает высокую точност определени расстройки частоты, так как оно обладает первого пор дка |при определении отклонени частоты по изменению фазы сигнала. Форгдула изобретени Частотный дискриминатор, содержа щий блок разделени канальных сигна лов , состо щий из генератора опорны частот, блока управлени и N канало пар синхронных и квадратурных корре л торов, сигнальные входы которых , соединены с входной шиной устройства , входы опорных частот - с соотве ствующими выходами генератора опорных частот,а входал управлени - с в ходом блока управлени , усреднитель выход которого соединен с выходной шиной устройства, а вход подсоединен к выходу сумматора, входы которого соединены с выхода1 1и N измерителей расстройки частот, каждый из которых содеришт вычитающее устройство , а синфазные и квадратурные входы каждого измерител расстройки частот соединены соответственно с синфазными и квадратурными выходами соответствующего канала блока разделени канальных сигналов, отличающийс тем, что, с целью повышени -точности при сохранении -помехоустойчивости, в каждый из N измерителей расстройки частот введены усредн ющий фильтр, переключатель , инвертор и определитель знака ,, вход которого, соединен-с синфазным входом измерител расстройки частот, квадратурный вход которого соединен с первым входом переключател и входом инвертора, а выход с выходом вычитающего устройства, входы которого непосредственно и через усредн ющий фильтр соединены с выходом переключател , второй вход которого соединен с выходом инвертора , а управл ющий вход - с выходом определител знака. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Окунев Ю.Б, Теори фазоразностной модул ции. М., Св зь, 1969 с. 110-112 . 2.Авторское свидетельство СССР 708503, кл. Н 03 К 5/20, 13.01.77 (прототип).) resilience. The goal is achieved by the fact that the device containing a block of channel signals, consisting of a reference frequency generator, a control unit and N channels of synchronous and quadrature correlator pairs, whose signal inputs are connected to the input, device bus, reference inputs with the corresponding outputs of the reference frequency generator, and the control inputs with the outputs of the control unit, the averager, the output of which is connected to the output bus of the device, and the input is connected to the output of the adder, whose inputs are connected to you The signals of the N frequency detuning meters, each of which contains a subtractor, and the in-phase and quadrature inputs of the frequency detuning meter are connected respectively to the in-phase and quadrature outputs of the corresponding channel of the channel signal separation unit to each of the N frequency detuning meters, entered ycpe, ii filter, a switch, an inverter and a sign determinant, the input of which is connected to the common-mode input of the frequency offset meter, whose quadrature input is connected to the first input will switch He also connected the input of the inverter and the output with the output of the subtractor, whose inputs directly and through the averaging filter were connected to the output of the switch, the second input of which was connected to the output of the inverter, and the control input to the output of the sign determinant. The drawing shows a block diagram of a frequency discriglinator. The device comprises a channel signal separation unit 1 consisting of a generator of 2 reference frequencies, a control unit 3 and N channels 4-1, 4-2, ..., 4-N pairs of synchronous and quadrature correlators, the signal inputs of which are connected to input, bus 5 devices, as well as N meters 6-1, 6-2, ..., 6-N frequency detuning, consisting of the determinant 7. sign, inverter 8, switch 9, averaging filter 10 and subtractor 11 , the outputs of the meters are connected to the inputs of the adder 12, the output of which is connected via an averager 13 to the output bus 14 of the device, Using the common-mode and quadrature inputs of each frequency detuning meter, respectively, are connected to the common-mode and square outputs of the corresponding channel of block 1, the common-mode input of the meters 6 is connected via the determinant 7 characters to the control input of the switch 9, the first input of which is directly, and the second through the inverter is connected to quadratures The inputs of the meters b, the output of the switch 9 directly and through the averaging filter 10 are connected to the inputs of the subtracting device 11. The device operates as follows . The signal arriving at the input bus 5 is divided in block 1 using channels 4 into N in-phase and quadrature signals. The separation is carried out relative to the reference frequencies produced by generator 2 (receiver reference oscillations). The voltages produced by the in-phase and quadrature outputs of channels 4 are proportional to the sine and cosine, respectively, of the phase difference f of the input signal and the signal of the reference frequency. With one-time manipulation, this phase difference can be either fg + TG. If there is no discrepancy between the frequency of the channel signals and the corresponding frequency, the oscillator 2 frequency VQ remains constant in time. Therefore, the voltages at the in-phase and quadrature outputs of the corresponding channel 4 are equal to their average value over many parcels, and the error signal voltage at the output of the corresponding meter b is zero. If the frequencies of kayal signals differ from the corresponding frequency of generator 2 by the value of DC, then during the time f, a phase D D DSUS appears, causing the output voltages of the corresponding channel 4 to change. In this case, at the output of the corresponding meter the error signal, which is the difference of the current and averaged averaging filter of 10 values of the voltage of the quadrature signal. This difference is produced by the subtractor 11. The quadratic (cosine) component of the signal does not change its sign when the sign is changed, so to ensure that the error signal corresponds to the sign of dH, the quadrature signal at the output of the subtraction of device 11 and the averaging filter 10 is fed through switch 9, controlled by the determinant 7 characters from the in-phase (sinusoidal) signal. Depending on the sign of the latter (the sign), the quadrature signal at the output of switch 9 is fed directly or through inverter 8. With one-time manipulation, the phase difference of the in-phase and quadrature signals is changed simultaneously to If, while the determinant 7 ensures the corresponding switching of the switch 9, which ensures automatic elimination influence n) manipulations on the phasing of the error signal. The output voltages of the meters b through the adder 12 and the averager 13 are fed to the output bus 14 of the device. Cy interfacing and averaging the signal of frequency tuning provides high noise immunity of the device. ). Thus, the proposed device provides high accuracy in determining the frequency detuning, since it has the first order | in determining the frequency deviation from the change in the signal phase. Forgdula of the Invention The frequency discriminator containing a channel signal separation unit consisting of a frequency generator, a control unit and an N channel synchronous and quadrature correlator pairs, the signal inputs of which are connected to the input bus of the device, the reference frequency inputs with the corresponding the outputs of the reference frequency generator, and the control input — with the control unit stroke, the averager whose output is connected to the output bus of the device, and the input is connected to the output of the adder, whose inputs are connected from output 1 1 and N The detuning frequency meters, each of which contains a subtractive device, and the in-phase and quadrature inputs of each frequency detuning meter are connected to the in-phase and quadrature outputs of the corresponding channel of the channel signal separation unit, respectively, in order to improve the-accuracy while maintaining-noise immunity; Each of the N frequency detuning meters is introduced with an averaging filter, a switch, an inverter and a sign determinant, whose input is connected to the common-mode input of the meter detuning frequencies, the quadrature input of which is connected to the first input of the switch and the input of the inverter, and the output with the output of a detractor device, whose inputs are directly and through an averaging filter connected to the output of the switch, the second input of which is connected to the output of the inverter, and the control input to the output sign determinant. Sources of information taken into account in the examination 1. Ukunev Yu.B., Theory of phase difference modulation. M., Holy Hour, 1969 p. 110-112. 2. Authors certificate of USSR 708503, cl. H 03 K 5/20, 13.01.77 (prototype).

ЛL

e .« «e. ""

4s|4s |

k...k ...

1one

bb

Claims

Formula of the invention A frequency discriminator comprising a channel signal separation unit consisting of a reference frequency generator, a control unit and N channels of pairs of synchronous and quadrature correlators, the signal inputs of which are connected to the input bus of the device, the inputs of the reference frequencies with the corresponding outputs of the reference frequency generator, and control inputs - with the output of the control unit, an averager, the output of which is connected to the output bus of the device, and the input is connected to the output of the adder, the inputs of which are connected to the outputs of N meas frequency detectors, each of which contains a subtractor, and the common-mode and quadrature inputs of each frequency detectors are connected respectively to the common-mode and quadrature outputs of the 'corresponding channel of the separation block 5 of the division' of channel signals, characterized in that, in order to improve accuracy while maintaining noise immunity , in each of N frequency detectors 10, an averaging filter, a switch, an inverter, and a sign identifier are introduced, the input of which is connected to the common-mode input of the frequency tuning, the quadrature input of which 15 is connected to the first input of the switch and the inverter input, and the output is from the output of the subtractor, the inputs of which are connected directly and through an averaging filter 2Q to the output of the switch, the second input of which is connected to the output of the inverter, and the control input to the output determinant of a sign.