76 Аналоговые и цифровые синхронно-фазовые измерители и демодуляторы/А. Ф. Фомин, А. И. Хорошавин, О. И. Шелухин; Под ред. А. Ф. Фомина. — М.: Радио и связь, 1987. — 248 с.: ил.
Изложены основы статистического синтеза и анализа аналоговых, импульсных, аналого-цифровых и цифровых следящих синхронно-фазовых измерителей основных параметров (частоты, фазы, временной задержки) и демодуляторов сигналов в радиотехнических системах.
Рассмотрены помехоустойчивость и оптимизация параметров. Приведены формулы, графики и таблицы для расчета оптимальных параметров и порогового отношения сигнал-помеха при воздействии гауссовских и негауссовских помех.
Для инженерно-технических работников, занимающихся разработкой радиотехнических и информационно-измерительных систем.
Введение
В информационно-измерительных системах и системах передачи информации (связных, телеметрических, телевизионных) используются аналоговые и цифровые системы модуляции (ЧМ, ФМ, ФИМ, ФИМ-АМ, АИМ-ЧМ, ЧМ-ОМ, АМ-ЧМ, ЧМ-АМ, КИМ-ЧМ, КИМ-ФМ, КИМ-AM и др.). Обработка аналоговых и цифровых сигналов в приемных устройствах сводится прежде всего к измерению в условиях помех информативных параметров сигналов-переносчиков: амплитуды, частоты, фазы, временного положения.
Практически все (и прежде всего цифровые и многоканальные) системы передачи требуют для своей работы определенной синхронизации передающей и приемной аппаратуры. Синхронизация обеспечивается специальными системами синхронизации, одной из основных задач которых является также измерение (оценка) основных параметров сигналов-переносчиков.
В системах радиолокационных (траекторных и орбитальных) измерений вся информация о параметрах движения (дальности, скорости, угловых координатах) заключена в изменениях информативных параметров сигналов-переносчиков, а извлечение информации о параметрах движения объектов осуществляется непосредственным измерением параметров сигнала.
Таким образом, как в аналоговых и цифровых системах передачи информации (связных, телеметрических и телевизионных), так и в измерительных системах (траекторных, орбитальных и управления) для переноса информации используются близкие по структуре сигналы, а в приемных устройствах — одинаковые или сходные методы обработки сигнала.
В последнее время показано, что следящие измерители параметров сигнала "весьма близки к оптимальным устройствам обработки, работающим по принципу максимума апостериорной вероятности, так как схема любого следящего измерителя содержит все элементы, присущие оптимальному приемнику: перемножитель— дискриминатор, интегратор — замкнутая узкополосная система, копия сигнала — сигнал с выхода объекта регулирования с информативным параметром, самоподгоняющимся под точку максимума апостериорной вероятности. В качестве оценки измеряемого параметра может служить значение соответствующего параметра сигнала, снимаемого с объекта регулирования (см. гл. 2).
Кроме высокой помехоустойчивости следящие измерители обладают осредняющими свойствами и способностью сохранять ре-
3
Оглавление
Введение .................. 3
1. Общие сведения о следящих измерителях и демодуляторах и методах синтеза и анализа их работы........... 7
1.1. Общие сведения о следящих измерителях и демодуляторах . . 7
1.2. Математическое описание следящих измерителей и демодуляторов 9
1.3. Основные характеристики возмущающих воздействий .... 11
1.4. Основные показатели качества работы следящих измерителей (демодуляторов).............. 14
1.5. Методы синтеза и анализа следящих измерителей .... 21
1.6. Основные соотношения теории оптимальной линейной фильтрации
и оптимизации параметров следящего измерителя.....27
2. Синтез оптимальных и квазиоптимальных измерителей и демодуляторов ..................29
2.1. Постановка задачи и исходные данные.......29
2.2. Основные соотношения теории статистических решений ... 32
2.3. Синтез измерителей и демодуляторов при гауссовских сообщениях и помехах с помощью ортогонального разложения . . 46
2.4. Синтез измерителей и демодуляторов при негауссовских помехах
с независимыми значениями...........49
2.5. Синтез оптимальных и квазиоптимальных измерителей и демодуляторов при негауссовских сообщениях и помехах, задаваемых многомерными -плотностями распределения.......58
2.6. Синтез оптимальных и квазиоптимальных рекоррентных измерителей при негауссовских марковских сообщениях и помехах . . 66
2.7. Синтез измерителей при негауссовских сообщениях и помехах методом пространства состояний.........75
2.8. Синтез дискретных измерителей и демодуляторов при негауссовских сообщениях и помехах, получаемых из гауссовских . . 81
2.9. Эффективность амплитудного и частотного подавления негауссовских помех...............85
3. Аналоговые синхронно-фазовые измерители и демодуляторы ... 97
3.1. Общие сведения о системе фазовой автоподстройки частоты . . 97
3.2. Линейный режим работы системы ФАПЧ в условиях флуктуа-ционных помех .............. 105
3.3. Анализ нелинейного режима работы системы ФАПЧ на основе теории марковских случайных процессов.......107
3.4. Помехоустойчивость оптимальной линеаризованной системы передачи с УМ и СФД при гауссовских помехах......111
3.5. Помехоустойчивость и оптимизация параметров СФД с заданной передаточной функцией при гауссовских помехах.....118
3.6. Оценка аномальных погрешностей на выходе СФД при гауссовских и негауссовских помехах..........121
3.7. Примеры расчета оптимальных параметров СФД.....130
247
4. Импульсные синхронно-фазовые измерители и демодуляторы ... 132
4.1. Общие сведения о системе импульсно-фазовой автоподстройки частоты .................132
4.2. Математическое описание импульсных систем ФАПЧ .... 133
4.3. Элементы теории дискретного представления сигналов применительно к следящим измерителям и демодуляторам .... 144
4.4. Помехоустойчивость оптимальных линеаризованных импульсных синхронно-фазовых демодуляторов и измерителей при гауссов-ских помехах...............154
4.5. Помехоустойчивость и оптимизация параметров ИСФД с заданной передаточной функцией при гауссовских помехах . . . 158
4.6. Пример расчета оптимальных параметров ИСФД.....165
5. Аналого-цифровые синхронно-фазовые измерители и демодуляторы 166
5.1. Общие сведения об аналого-цифровой системе ФАПЧ . . . 166
5.2. Методы описания цифровых линейных систем..... 169
5.3. Помехоустойчивость и оптимизация параметров АЦСФД с заданной структурой.............. 176
5.4. Пример расчета АЦСФД........... 184
6. Цифровые синхронно-фазовые измерители и демодуляторы . . . 186
6.1. Общие сведения о цифровой системе ФАПЧ...... 186
6.2. Цифровые синхронно-фазовые демодуляторы и измерители при фазовой обработке радиосигналов ......... 188
6.3. Методы проектирования ЦСФД по данным аналоговых СФД 195
6.4. Помехоустойчивость и оптимизация параметров ЦСФД при заданной передаточной функции.......... 198
6.5. Анализ переходных процессов в ЦСФД при детерминированных воздействиях ............... 214
6.6. Примеры расчета ЦСФД............ 217
7. Примеры применения и реализации аналоговых и цифровых синхронно-фазовых измерителей и демодуляторов........219
7.1. Синхронно-фазовые демодуляторы и измерители с многоканальными устройствами поиска...........219
7.2. Синхронно-фазовый демодулятор с устройством отбраковки перескоков фазы...............222
7.3. Использование аналоговых и импульсных синхронно-фазовых измерителей в устройствах демодуляции кодоимпульсных сигналов 224
7.4. Цифровой синхронно-фазовый демодулятор с устройством добавления и вычитания в аппаратурном исполнении.....226
7.5. Цифровой синхронно-фазовый демодулятор сигналов с УМ. на микропроцессорном комплекте К.589........232
7.6. Адаптивные синхронно-фазовые измерители и демодуляторы . . 236 Список литературы...............242
Цена: 150руб.
