4.3.2. Блок оценки частоты помехи

Блок оценки частоты помехи предназначен для определения частоты наиболее мощной помехи.

Рис. 4.7. Блок-схема БОЧП

Блок-схема БОЧП приведена на рис. 4.7.

На первом этапе (грубая настройка) на вход фазового детектора подается входной сигнал компенсатора. В фазовом детекторе происходит поиск частоты наиболее мощной помехи. Поиск частоты осуществляется по следующему алгоритму:

• производится жесткое ограничение сигнала, отдельно в реальной и мнимой частях (sign(I)+j*sign(Q));

• производится комплексное умножение полученного отсчета на комплексно сопряженное с предыдущим (фазовое детектирование);

• определяется фаза полученного комплексного числа по таблице фаз (преобразование из декартовой в полярную систему координат);

• полученные значения накапливаются на интервале N отсчетов, для более точного определения фазы. N – выбирается из необходимой точности нахождения частоты и в нашем случае равно 2048;

• по полученной оценке фазы, путем умножения на масштабирующий множитель вычисляется оценка частоты наиболее мощной помехи (индекс частоты для генератора).

На втором этапе, после того как сигнал переносится с частоты полученной на первом этапе, происходит более точное нахождение частоты (тонкая настройка). Для этого на БОЧП подаётся сигнал с выхода канала обработки (КО) и повторяются действия по нахождению частоты наиболее мощной помехи.

4.3.3. Канал обработки

Канал обработки предназначен для выделения узкополосной помехи. Он выполняет следующие функции:

• перенос спектра помехи на нулевую частоту, при помощи опорного сигнала exp(-jt);

• выделение помехи из входной смеси сигнала и помехи при помощи ФНЧ;

• перенос выделенной помехи на исходную частоту (возвратное гетеродинирование) при помощи сигнала exp(jt).

Обобщенная структурная схема канала обработки представлена на рис. 4.8.

Для обеспечения необходимого уровня подавления узкополосной помехи, необходимо, чтобы ФНЧ имел как можно меньшую неравномерность АЧХ, в полосе пропускания.

Рис. 4.8. Обобщённая структурная схема канала обработки

Зависимость уровня подавления компенсатора от неравномерности ФНЧ в полосе пропускания определяется формулой:

, (4.1)

где P – подавление компенсатора (дБ), h – неравномерность ФНЧ в полосе пропускания (дБ).

На рис. 4.9 приведена зависимость, позволяющая определить необходимую для эффективной работы устройства неравномерность при заданной величине подавления. Как видно из графика, что для подавлении 80дБ неравномерность не должна превышать 0.83*10^-3 дБ.

Получение такой неравномерности (10^-3, 10^-4 дБ) требует больших аппаратных затрат. Решение данной задачи возможно применением БИХ и КИХ-фильтров. При этом БИХ-фильтры будут иметь меньшие порядки по сравнению с КИХ-фильтрами.

Однако фазочастотная (ФЧХ) характеристика БИХ-фильтров обладает нелинейностью в полосе пропускания, что влияет на подавление и зону режекции. Кроме того, БИХ и КИХ-фильтры, организуются при помощи умножителей, что требует существенных аппаратных затрат. Но, существует класс фильтров, которые можно построить без умножителей. Это КИХ-фильтры с единичными коэффициентами. Не смотря на то, что эти фильтры имеют большие порядки, в данном случае их применение является наиболее целесообразным.

Рис. 4.9. График зависимости подавления компенсатора от неравномерности в полосе пропускания ФНЧ

Как было указано ранее, для обеспечения заданного подавления необходимо, чтобы неравномерность в полосе пропускания фильтра не превышала 0.83*10^-3дБ. Очевидным является то, что зона режекции и величина подавления компенсатора определяются полосой пропускания и неравномерностью ФНЧ канала обработки в полосе пропускания. Задачу получения минимальной неравномерности в полосе пропускания фильтра необходимо решать в комплексе с задачей выбора минимально возможного порядка фильтра. Для удобства последующей нормировки, порядки фильтра необходимо выбирать из ряда 2ⁿ, где n=1,2,3… . В данном случае необходимой полосе пропускания и неравномерности соответствует фильтр 64-го порядка. АЧХ КИХ-фильтра с единичными коэффициентами 64-го порядка представлена на рис. 4.6 (АЧХ1). На рис. 4.9 приведена АЧХ компенсатора (АЧХ3), в случае использования в качестве ФНЧ КИХ-фильтра с единичными коэффициентами 64-го порядка (рис. 4.10 - АЧХ1).

Рис. 4.10. АЧХ ФНЧ канала обработки.

Из рисунка видно, что применение только КИХ-фильтра с единичными коэффициентами не дает требуемой неравномерности в полосе пропускания КО, и соответственно требуемого подавления в компенсаторе.