<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">novtexmech</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Мехатроника, автоматизация, управление</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1684-6427</issn><issn pub-type="epub">2619-1253</issn><publisher><publisher-name>Commercial Publisher «New Technologies»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.17587/mau.17.621-632</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">novtexmech-357</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ЭЛЕКТРОННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МЕХАТРОННЫХ СИСТЕМ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>ELECTRONIC COMPONENTS OF MECHATRONIC SYSTEMS</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Анализ системы фазовой автоподстройки с квадратурными каналами при наличии аддитивных гармонических помех и широкополосного шума методом кумулянтов</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Cumulant Analysis of the Costas Loop with Additive Effects of the Harmonic Interference and Broadband Noise</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Неусыпин</surname><given-names>К. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Neusypin</surname><given-names>K. A.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">noemail@neicon.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Сизых</surname><given-names>В. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Sizykh</surname><given-names>V. V.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">vsizykh@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Шахтарин</surname><given-names>Б. И.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Shakhtarin</surname><given-names>B. I.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">shakhtarin@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Шевцев</surname><given-names>В. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Shevtsev</surname><given-names>V. A.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">vshevtsev@inbox.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Bauman Moscow State Technical University</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-2"><aff xml:lang="ru"><institution>Московский технологический университет (МИРЭА)</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Moscow Technological University (MIREA)</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2016</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>28</day><month>08</month><year>2018</year></pub-date><volume>17</volume><issue>9</issue><fpage>621</fpage><lpage>632</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Commercial Publisher «New Technologies», 2018</copyright-statement><copyright-year>2018</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Commercial Publisher «New Technologies»</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Commercial Publisher «New Technologies»</copyright-holder><license xlink:href="https://mech.novtex.ru/jour/about/submissions#copyrightNotice" xlink:type="simple"><license-p>https://mech.novtex.ru/jour/about/submissions#copyrightNotice</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://mech.novtex.ru/jour/article/view/357">https://mech.novtex.ru/jour/article/view/357</self-uri><abstract><p>Представлена марковская математическая модель системы фазовой автоподстройки частоты с квадратурными каналами (система Костаса) при одновременном воздействии аддитивных гармонических помех и белого гауссовского шума в форме стохастических дифференциальных уравнений, учитывающая влияние низкочастотных фильтров в контуре регулирования на форму импульсов полезного сигнала. Представлен анализ системы методом кумулянтов в нормальном приближении. Проведено сравнение статистических характеристик сигнала ошибки, полученных методом кумулянтов и в линейном приближении.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>Questions of analysis of the statistical characteristics of the radioautomatic systems, in particular, the phase-locked loops (PLL), refer to the classical problems of the statistical communication theory. The Costas loop was proposed by John Costas in the middle of the previous century, but despite this it has been studied insufficiently. Currently, this radioautomatic system finds wide application in the telecommunication devices, global positioning systems (GPS, GLONASS), medical implants, and mobile communication systems. In contrast to the classic approaches PLL Costas loop simultaneously solves the problem of recovery of the suppressed carrier and demodulation of the input signal. This article presents Markov mathematical model of the Costas loop in the form of the stochastic differential equations with the additive effects of harmonic interference and white Gaussian noise, which takes into account the impact of the loop arm low-pass filters on the data modulation. The statistical properties of the loop phase error in the linear approximation are considered. The cumulant analysis of the Costas loop in the Gaussian approximation is offered. These results can be used for the engineering analysis of the noise immunity of the system in the presence of harmonic interference and Gaussian noise, which is typical for communication and navigation systems in difficult noise conditions caused by the industrial broadband and narrowband interferences. The resulting model and the considered linear and Gaussian approximation can also be used for the spectral analysis of the phase noise of the system.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>фазовая автоподстройка частоты</kwd><kwd>система Костаса</kwd><kwd>фазоквадратурное кольцо</kwd><kwd>восстановление несущей</kwd><kwd>фазовая ошибка</kwd><kwd>метод линеаризации</kwd><kwd>метод кумулянтов</kwd><kwd>phase locked loop</kwd><kwd>Costas loop</kwd><kwd>quadrature loop</kwd><kwd>carrier recovery</kwd><kwd>phase error</kwd><kwd>linearization</kwd><kwd>cumulant analysis</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Казаков И. Е., Доступов Б. Г. Статистическая динамика нелинейных автоматических систем. Анализ и фильтрация. М.: Физматгиз. 1962.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Казаков И. Е., Доступов Б. Г. Статистическая динамика нелинейных автоматических систем. Анализ и фильтрация. М.: Физматгиз. 1962.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Дашевский М. Л. Приближенный анализ точности нестационарных нелинейных систем методом семиинвариантов // Автоматика и телемеханика. 1967. № 11.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Дашевский М. Л. Приближенный анализ точности нестационарных нелинейных систем методом семиинвариантов // Автоматика и телемеханика. 1967. № 11.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Шалфеев В. Д. Использование кумулянтного анализа для исследования СФС // Системы фазовой синхронизации. М.: Радио и связь, 1982.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Шалфеев В. Д. Использование кумулянтного анализа для исследования СФС // Системы фазовой синхронизации. М.: Радио и связь, 1982.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Шахтарин Б. И. Статистическая динамика систем синхронизации. М.: Радио и связь, 1998.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Шахтарин Б. И. Статистическая динамика систем синхронизации. М.: Радио и связь, 1998.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Costas J. P. Synchronous communications // Proc. IRE. 1956. V. 44. No. 12. P. 1713.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Costas J. P. Synchronous communications // Proc. IRE. 1956. V. 44. No. 12. P. 1713.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Taylor D. Introduction to "Synchronous Communications", A Classic Paper by J. P. Costas // IEEE Proc. 2002. V. 90, N. 8. P. 1459.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Taylor D. Introduction to "Synchronous Communications", A Classic Paper by J. P. Costas // IEEE Proc. 2002. V. 90, N. 8. P. 1459.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. М.: Вильямс, 2003.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. М.: Вильямс, 2003.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Tsui J. B. Y. Fundamentals of Global Positioning System receivers software approach. N. Y.: Wiley, 2000.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tsui J. B. Y. Fundamentals of Global Positioning System receivers software approach. N. Y.: Wiley, 2000.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Gardner F. M. Phase lock techniques. N. Y.: Wiley, 2005.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gardner F. M. Phase lock techniques. N. Y.: Wiley, 2005.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Simon M. K., Smith J. G. Offset Quadrature Communications with Decision-Feedback Carrier Synchronization // IEEE Trans. on Comm. 1974. V. 22. N. 10. P. 1576-1584.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Simon M. K., Smith J. G. Offset Quadrature Communications with Decision-Feedback Carrier Synchronization // IEEE Trans. on Comm. 1974. V. 22. N. 10. P. 1576-1584.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Линдсей В. Системы синхронизации в связи и управлении. М.: Сов. радио, 1978.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Линдсей В. Системы синхронизации в связи и управлении. М.: Сов. радио, 1978.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Леонов Г. А., Кузнецов Н. В., Юлдашев М. В., Юлдашев Р. В. Дифференциальные уравнения схемы Костаса // Доклады академии наук. 2012. Т. 446. № 2. C. 149.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Леонов Г. А., Кузнецов Н. В., Юлдашев М. В., Юлдашев Р. В. Дифференциальные уравнения схемы Костаса // Доклады академии наук. 2012. Т. 446. № 2. C. 149.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Шахтарин Б. И. Динамические характеристики фазовой автоподстройки частоты при наличии гармонической помехи // Радиотехника и электроника. 2012. Т. 57. № 6. C. 649.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Шахтарин Б. И. Динамические характеристики фазовой автоподстройки частоты при наличии гармонической помехи // Радиотехника и электроника. 2012. Т. 57. № 6. C. 649.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Шахтарин Б. И., Фоменко А. Ю. Синтез и моделирование схемы Костаса // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2012. № 2. C. 122.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Шахтарин Б. И., Фоменко А. Ю. Синтез и моделирование схемы Костаса // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2012. № 2. C. 122.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Шахтарин Б. И., Сидоркина Ю. А., Кульков И. А. Моделирование гибридной системы фазовой и тактовой синхронизации ФМ-сигналов // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2014. № 4. C. 123.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Шахтарин Б. И., Сидоркина Ю. А., Кульков И. А. Моделирование гибридной системы фазовой и тактовой синхронизации ФМ-сигналов // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2014. № 4. C. 123.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Simon M. K., Lindsey W. C. Optimum Perfomence of Costas Receivers Containing Soft Bandpass Limiters // IEEE Trans. on Comm. 1977. V. 25. N. 8. P. 822.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Simon M. K., Lindsey W. C. Optimum Perfomence of Costas Receivers Containing Soft Bandpass Limiters // IEEE Trans. on Comm. 1977. V. 25. N. 8. P. 822.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ziemer R. E. Perturbation analysis of the effect of CW interference in Costas Loop // Rec. Nat. Telecommun. Conf. Houston, TX. Dec. 4-6, 1972. P. 20-G1.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ziemer R. E. Perturbation analysis of the effect of CW interference in Costas Loop // Rec. Nat. Telecommun. Conf. Houston, TX. Dec. 4-6, 1972. P. 20-G1.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Пугачев В. С., Синицын И. Н. Стохастические дифференциальные системы. М.: Наука, 1985.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Пугачев В. С., Синицын И. Н. Стохастические дифференциальные системы. М.: Наука, 1985.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
