СПОСОБ ДЕМОДУЛЯЦИИ И ФИЛЬТРАЦИИ ФАЗОМОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ И УСТРОЙСТВО ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

1. Способ демодуляции и фильтрации фазомодулированных сигналов, состоящий в том, что демодулятор включают между источником фазомодулированных сигналов и низкочастотной нагрузкой и выполняют его из четырехполюсника, нелинейного элемента, фильтра нижних частот и разделительной емкости, фазомодулированный сигнал преобразовывают в амплитудно-фазомодулированный сигнал путем его подачи на правый или левый склон амплитудно-частотной характеристики, с помощью нелинейного элемента разрушают спектр амплитудно-фазомодулированного сигнала на высокочастотные и низкочастотные составляющие, с помощью фильтра нижних частот выделяют информационный низкочастотный сигнал, с помощью разделительной емкости устраняют постоянную составляющую информационного низкочастотного сигнала, амплитуда которого изменяется по закону изменения фазы фазомодулированного входного сигнала, информационный низкочастотный сигнал подают на низкочастотную избирательную нагрузку в виде дифференцирующей или интегрирующей цепи соответственно, отличающийся тем, что перед фильтром нижних частот в поперечную цепь вводят высокочастотную нагрузку, нелинейный элемент выбирают трехполюсным и включают его между выходом четырехполюсника и высокочастотной нагрузкой по схеме с общим одним из трех электродов, зависимости элементов матрицы сопротивлений четырехполюсника от частоты выбирают из условия формирования заданной формы и левого квазилинейного склона амплитудно-частотной характеристики высокочастотной части демодулятора с помощью следующих математических выражений:
; ;
где ; ; ; ; ;
22н
22н
22н
22н
11
22
11
22
12
21
12
21
11
н
11
н
22н
22
н
a
21
н
21
н
11
22
11
22
12
21
12
21
11
н
11
н
22н
22
н
a
21
н
21
н
A=-xsinφ+rcosφ; B=xcosφ+rsinφ; C=rcosφ-xsinφ; H=xcosφ+rsinφ; r=rr-xx-rr+xx-rr+xx; r=-r+r; r=rr-xx; x=rx+xr-xr-rx-rx+xr; x=-x+x; x=rr-xr;
11
21
12
22
н
н
0
0
11
11T
12
12T
21
21T
22
22T
x,x=-x - оптимальные зависимости соответствующих элементов матрицы сопротивлений четырехполюсника от частоты с учетом условия взаимности; x - заданная зависимость соответствующего элемента матрицы сопротивлений четырехполюсника от частоты; m - заданная форма амплитудно-частотной характеристики с учетом квазилинейной зависимости модуля передаточной функции от частоты на левом склоне амплитудно-частотной характеристики высокочастотной части фазового демодулятора; φ - заданная зависимость фазы передаточной функции от частоты из условия физической реализуемости заданной формы амплитудно-частотной характеристики высокочастотной части фазового демодулятора; r, x - заданные частотные зависимости действительной и мнимой составляющих сопротивления нагрузки; r, x - заданные частотные зависимости действительной и мнимой составляющих сопротивления источника фазомодулированного сигнала; r, x, r, x, r, x, r, x - заданные частотные зависимости действительных и мнимых составляющих элементов матрицы сопротивлений трехполюсного нелинейного элемента; остальные величины имеют смысл промежуточных обозначений для упрощения математических выражений.
1n
2n
3n
1n
3n
1k
1k
2k
2k
2. Устройство демодуляции и фильтрации фазомодулированных сигналов, включенное между источником фазомодулированных сигналов и низкочастотной нагрузкой в виде интегрирующей цепи и состоящее из четырехполюсника, нелинейного элемента, фильтра нижних частот и разделительной емкости, отличающееся тем, что перед фильтром нижних частот в поперечную цепь введена высокочастотная нагрузка, в качестве нелинейного элемента использован трехполюсный нелинейный элемент, который включен между выходом четырехполюсника и высокочастотной нагрузкой по схеме с общим одним из трех электродов, четырехполюсник выполнен из Т-образного соединения трех двухполюсников с сопротивлениями x, x, x, первый и третий двухполюсники с сопротивлениями x, x сформированы из двух последовательно соединенных параллельных колебательных контуров из элементов с параметрами L, C, L, C, значения которых определены в соответствии со следующими математическими выражениями:
; ; ; ; где
a
a
a
a
2
1
1
2
2
1
2
1
1
2
1
2
2
1
1
2
x=c-c; y=d+bc-d-bc; z=bd-bc;
; ;
; ;
;
;
;
;
;
;
;
; ;
;
; ; ; ; ;
n
n
22н
n
22н
n
22н
n
22н
n
n
n
A=-xsinφ+rcosφ; B=xcosφ+rsinφ; C=rcosφ-xsinφ; H=xcosφ+rsinφ;
11n
22n
11Tn
22Tn
12n
21n
12Tn
21Tn
11n
нn
11Tn
нn
22н
22n
нn
a
21n
нn
21Tn
нn
11n
22Tn
11Tn
22n
12Tn
21n
12n
21Tn
11n
нn
11Tn
нn
22н
22Tn
нn
a
21n
нn
21Tn
нn
r=rr-xx-rr+xx-rr+xx; r=-r+r; r=rr-xx; x=rx+xr-xr-rx-rx+xr; x=-x+x; x=rr-xr;
n
m - заданные значения модулей передаточной функции на заданных четырех частотах
n
n
n
n
n
0n
0n
нn
нn
11n
11Tn
12n
12Tn
21n
21Tn
22n
22Tn
2n
ω=2πf из условия формирования заданной формы и квазилинейного левого склона амплитудно-частотной характеристики высокочастотной части фазового демодулятора; φ - заданные значения фаз передаточной функции на заданных четырех частотах ω=2πf из условия физической реализуемости заданной формы амплитудно-частотной характеристики высокочастотной части фазового демодулятора; r, x - заданные значения действительной и мнимой составляющих сопротивления источника фазомодулированного сигнала на заданных четырех частотах; r, x - заданные значения действительной и мнимой составляющих сопротивления высокочастотной нагрузки на заданных четырех частотах; r, x, r, x, r, x, r, x - заданные значения действительных и мнимых составляющих элементов матрицы сопротивлений трехполюсного нелинейного элемента на заданных четырех частотах; k=1, 3 - номер двухполюсника Т-образного соединения; x - заданные значения сопротивлений второго двухполюсника Т-образного соединения на заданных четырех частотах; n=1, 2, 3, 4 - номер частоты; остальные величины имеют смысл промежуточных обозначений для упрощения математических выражений.