Исследование фазового демодулятора на основе системы связанных автогенераторов, синхронизуемой фазорасщепленным сигналом

• Автор: Антипов, Илья Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 111 с. : ил.

1. Синхронизация в сиегемах передачи информации
1.1. Синхронизация в ради технике
1.2. Системы передачи информации с подавленной несущей
1.3. Восстановление подавленной несущей при помощи системы 17 связанных автогенераторов
1.4. Экспериментальные результаты
1.5. Выводы
2. Стационарные режимы в системе связанных автогенераторов,
синхронизуемых фазорасщепленным внешним сигналом
2.1. Математическая модель системы
2.2. Основные свойства системы 2-х автогенераторов
2.3. Векторно-геометрическая интерпретация стационарных 34 режимов
2.4. Стационарные режимы при отсутствии расстроек внешнего 37 сигнала
2.5. Стационарные режимы в системе с расстройкой
2.6. Выводы
3. Динамический режим системы связанных автогенераторов,
синхронизуемых фазорасщепленным внешним сигналом
3.1. Динамическая модель системы
3.2. Определение угловой скорости суммарного вектора
3.3. Векторное представление динамических режимов в 52 синхронизуемых автогенераторах
3.4. Движение под действием внутренних сил
3.5. Движение под действием внешней силы
3.6. Режим с расстройкой как частный случай динамического 58 режима
3.7. Аналитическая оценка характера зависимости полосы

синхронизации от амплитуды сигнала
3.8. Выводы
4. Нелинейная динамика системы связанных автогенераторов, синхронизуемых фазорасщепленным внешним сигналом
4.1. Динамика системы двух автогенераторов при малых флуктуациях
4.2. Моделирование поведения системы под действием суммы сигнала и шума
4.3. Расчет помехоустойчивости демодулятора на основе системы связанных автогенераторов
4.4. Выводы
5. Экспериментальное исследование системы и фазового демодулятора на
ее основе
5.1. Схемная реализация выделителя несущей со связью отрезками линий
5.2. Работа схемы при воздействии сигнала с модулированной амплитудой
5.3. Приемное устройство на базе демодулятора двоичной фазовой манипуляцией и оценки его помехоустойчивости
5.4. Практическое применение фазового демодулятора на основе системы связанных автогенераторов
5.5. Выводы Заключение Литература
Приложение А. Справка о внедрении результатов диссертации в
образовательный процесс
Приложение Б. Справка о внедрении результатов диссертации в
проведение работ по гранту' № Т02 - 02.5 - 3393.
Приложение В. Справка о внедрении результатов диссертации но
Государственному контракту № 02.438.117008.

Актуальность. Принципы формирования когерентного опорного колебания для демодуляции сигналов с подавленной несущей широко известны и применяются в радиотехнике уже более 50 лет. Устройства выделения подавленной несущей, такие как схемы Костаса, Пистолькорса, схемы с обратной связью по решению широко применяются и входят в состав различных радиоприемных систем. Вместе с тем новые задачи и повышенные требования по быстродействию и помехоустойчивости, предъявляемые к устройствам приема цифровых сигналов, нуждаются в новых, нестандартных решениях, в том числе в части реализации выделителя подавленного несущего колебания.
В ходе проведенного поиска новых принципов восстановления подавленной несущей было обращено внимание на системы взаимно синхронизованных генераторов. Эти системы нашли применение, в основном, для сложения мощностей, и главное внимание при их анализе уделялось достижению именно максимальной мощности. Меньшее распространение получили системы с вычитанием колебаний, обладающие высокой чувствительностью к малым изменениям нагрузочных параметров и способные служить в качестве датчиков. Разнообразие функций, выполняемых системами связанных автогенераторов, стимулировало поиск возможности применения этих систем для целей демодуляции сигналов с подавленной несущей. В результате был выявлен и реализован новый принцип, позволяющий расширить функциональные возможности и устранить недостатки известных схем, а именно: наличие ряда нелинейных и логических преобразований сигнала, ограничивающих быстродействие; сложность схемной реализации, обусловленную большим количеством элементов; лавинообразное увеличение числа элементов схемы при увеличении числа фазовых дискретов сигнала.
В предложенном функциональном узле выделение подавленной несущей достигается путем синхронизации системы в общем случае N связанных автогенераторов, внешним сигналом, разветвленным на N каналов и подведенным к каждому из автогенераторов с определенным дискретным фазовым сдвигом, то есть прошедшим фазорасщепитель. Фазовые соотношения между собственными

Динамический режим в рассматриваемой системе характеризует в случае включения стационарного внешнего воздействия - процесс релаксации к устойчивому состоянию, а в случае нестационарного внешнего воздействия -реакцию системы на это воздействие. В первом случае вблизи точек равновесия, для которых производные в левых частях обращаются в ноль, решается вопрос об устойчивости и скоростях (или временах) релаксации. Во втором случае, когда система постоянно выводится из равновесия, решается вопрос о характере ее отклика на смесь модулированного сигнала и шума. Для решения указанных вопросов в данной главе строится динамическая модель исследуемой системы.
3.2. Определение угловой скорости суммарного вектора
Для описания нестационарного режима целесообразно свести реакцию системы на внешнее воздейсгвие к соответствующей реакции фазы суммарного вектора в. В большей степени, чем амплитуда, нас будет интересовать его угловое положение, которое обозначим ф8. Квадратурные составляющие вектора в являются суммами квадратурных составляющих векторов колебаний отдельных ЛГ: С5 = Усоь ф0 и = 1>тфп . Производная фазы суммарного вектора равна
п п
1 аз, ас8
— = —(апЛВ —)= -у (С8 • 38 ■ —)
ат аг С<, 8 ах ах
5 (3-2)
= -^ЕССлСовф, +588тф,).
8 ч ах
В первой строчке этой записи нетрудно увидеть результат векторного произведения вх — (этой формой записи уравнения движения мы воспользуемся

ниже), а в последней - сумму скалярных произведений векторов Я и ап, т.е.
ат 8 п ат
Отсюда видно, что движение парциального вектора вносит наибольший вклад в угловую скорость суммарного вектора, если они ориентированы параллельно или антипараллельпо, и нулевой вклад - если они взаимно перпендикулярны.
„Нг-. (3.2.1)