Автокорреляционный приемник сигналов с относительной фазовой модуляцией

 

1 . АВТОКОРРЕЛЯЦИОННЫЙ ПРИЕМНИК СИГНАЛОВ С ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ФАЗОВОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ, содержащий последовательно соединенные ограничитель входного сигнала и блок выделения фронтов сигнала, селектор и первый элемент задержки, выход которого подключен к установочному входу дискретного делителя частоты, счетный вход и выходы которого соединены соответственно с выходом генератора импульсов и со входами декодера, син .хрониэирукмци вход которого соединен с синхронизирующим входом селектора и с выходом генератора тактовых им; пульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости , введены блок устранения неоднозначности, второй эгюмент задержки и элемент ИЛИ, входы которого соединены с выходами блока выделения фронтов .сигнала и с первым и вторым управляющими входами блока устранения неоднозначнрсти, третий управляющий вход которого соединен с выходом селектора и со входом второго элемента задерж1ш, выход которого подключен ко входу первого элемента задержки и к управляющему входу деко (Л дера , дополнительный вход которого соединен с выходом блока устранения неоднозначности, к сигнальному входу которого подключен соответствующий выход дискретного делителя частоты, причем выход элемента ИЛИ соединен с сигнальным входом селектора..

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

y g Н 04 L 27/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3362122/18-09 (22) 04. 12. 81 (46) 30.05.83; Бюл. Н 20 (72) А.И.Ступаков (71) Специальное конструкторское бюро промышленной автоматики (53.) 621.396.62(088-.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 517180, кл. Н 04 L 27/22, Н 03 0 3/04, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

М . 2880)8, кл. Н 03 0 3/00, 1969 (прототип) . (54) (57) .1, АВТОКОРРЕЛЯЦИОННцй ПРИ ЕМНИК СИГНАЛОВ С ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ФАЗОВОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ, содержащий последовательно соединенные ограничитель входного сигнала и блок выделения фронтов сигнала, селектор и первый элемент задержки, выход которого подключен к установочному входу дискретного делителя частоты, счетный вход и выходы которого соединены- соответственно .с выходом генератора

„„SU„„1021015 А импульсов и со входами декодера, син.хронизирующий вход которого соединен с синхронизирующим входом селектора и с выходом генератора тактовых импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, введены блок устранения неоднозначности, второй элемент задержки и элемент ИЛИ, входы которого соединены с выходами блока выделения фронтов, сигнала и с первым и. вторым управляющими входами блока устранения неоднозначнрсти, третий управляющий вход которого соединен с выходом селектора и со входом второго элемента задержки., выход которого подключен ко входу первого элемента задержки и к управляющему входу декодера, дополнительный вход которого соединен с выходом блока устранения неоднозначности, к сигнальному входу которого подключен соответствующий выход дискретного делителя частоты, причем выход элемента ИЛИ соединен с сигнальным входом селектора.

1021

2. Автокорреляционный приемник сигналов с относительной фазовой модуляцией по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что блок устранения неоднозначности содержит два счетных триггера, элемент ИЛИ, два О-триггера, элемент ИСКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ и два элемента И, выходы которых подключены ко входам соответствующих счетных триггеров, выходы которых соединены с первыми входами О-триггеров, вторые

01 5 входы которых объединены, а выходы

О-триггеров подключены ко входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ, второй вход которого является сигнальным входом блока устранения неодназначности, управляющими входами которого являются входы элементов И, выходы которых подключены к третьим входам соответствующих

D-триггеров, 1

Изобретение относится к технике передачи данных- и может использовать« ся для выделения дискретной информации из имеющего ограниченный спектр сигнала с относительной фазовой модуляцией (ОФН) .

Известно устройство для некогерентной демодуляции сигналов с относительной фазовой модуляцией, содер- ® жащее блок динамической памяти фазы, соединенный с регистром, и дифференцирующий узел, подключенный к одному входу формирователя измерительного импульса непосредственно, а к дру!

5 гому - через последовательно соединенные формирователь импульсов и синхронизатор, при этом выход формирователя измерительного импульса подключен к расширителю импульсов, один выход которого соединен с элементом

И и через дополнительный формирователь импульсов - с соответствующим входом регистра, а другой выход расширителя импульсов подключен через блок динамической памяти Фазы ко вто- 5 рому входу элемента И 1 .

Недостатком данного устройства является его низкая помехоустойчивость.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является автокорреляционный приемник фазоманипулированного сигнала, содержащий последовательно соединенные ограни.— читель входного сигнала и блок выделения фронтов сигнала, селектор и з5 элемент задержки, выход которого подключен к установочному входу дискретного делителя частоты, счетный вход и выходы которого соединены соответственно с выходом генератора 40 импульсов и со взводами декодера, синхронизирующий вход которого соединен с синхронизирующим входом селектора и с выходом генератора тактовых импульсов (2 J .

Недостатком известного автокорреляционного приемника является его низкая помехоустойчивость.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости.

Указанная цель достигается тем, что в автокорреляционный приемник сигналов с относительной фазовой модуляцией, содержащий последовательно соединенные ограничитель входного сигнала и блок выделения фронтов сигнала, селектор и первый элемент задержки, выход которого подключен к установочному входу дискретного делителя частоты,. счетный вход и выходы которого соединены соответственно с выходом генератора импульсов и со входами декодера, синхронизирующий вход которого соединен с синхронизирующим входом селектора и с выходом генератора тактовых импульсов, введены блок устранения неоднозначности, второй элемент задержки и элемент ИЛИ, входы которого соединены с выходами блока выделения фронтов сигнала и с первым и вторым управляющими входами блока устранений неодназначности, третий управляющий вход которого соединен с выходом селектора и со входом второго элемента задержки, выход которого подключен к ко входу первого элемента задержки и к управляющему входу декодера, дополнительный вход которого соединен с выходом блока устранения неоднознач3 10210 ности, к сигнальному входу которого подключен соответствующий выход дискретного делителя частоты, причем выход элемента ИЛИ соединен с сигнальным входом селектора. 5

Блок устранения неоднозначности содержит два счетных триггера, we-. мент ИЛИ, два D-триггера, элемент

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и два элемента И, выходы которых подключены ко входам io соответствующих счетных триггеров, выходы которых соединены с первыми входами 0-триггеров, вторые входы которых объединены, а выходы 0-триггеров подключены ко входам элемента f5

ИЛИ, .выход которого соединен с первым входом элемента ИСКЛОЧАЮЦЕЕ ИЛИ, второй вход которого является сигнальным входом блока устранения неоднозначности, управляющими Входазии ко . gg торого являются входы элементов И, выходы которых подключены к третьим входам соответствующих О-триггеров.

На фиг.l представлена структурная электрическая схема предлагаемого автокорреляционного приемника; на фиг.2 -. временные диаграммы, поясняющие работу приемника; на фиг.3 — вариант выполнения блока устранения неоднозначности. зо

Автокорреляционный приемник сигналов с относительной фазовой модуляцией содержит (фиг.l) ограничитель 1 входного сигнала, блок 2 выделения фронтов сигнала, элемент

ИЛИ 3, генератор 4 тактовых импульсов, генератор 5 импульсов, блок 6 устранения неоднозначности, первый элемент 7 задержки, дискретный делитель 8 частоты, второй элемент 9 задержки, декодер 10, селектор 11.

Кроме того, блок устранения неоднозначности состоит из (фиг.3) элемента ИСКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12, элемента ИЛИ

13, двух 0-триггеров 14 и 15, двух счетных триггеров 16 и 17 и двух элементов И 18, 19.

Автокорреляционный приемник рабо тает следующим образом.

Входной сигнал с относительной фазцвой модуляцией любой кратности ограничивается ограничителем входно-. го сигнала 1. Сигнал на выходе ограничителя 1 для случая двукратной

ОФИ показан на фиг.2а, где также показаны границы посылок и фазовые Ы сдвиги в соответствии с кодом В по рекомендациям ИККТТ (Рекомендация

Ч 26 ). Блок 2 выделения фронтов

l5 4 сигнала формирует импульсы, соответствующие как положительным, так и отрицательным фронтам ограниченного сигнала. Эти импульсы соответственно с первого и второго выходов блока 2 поступают на элемент ИЛИ 3, с выхода которого суммарная последовательность импульсов поступает на вход селектора 11. На синхронизирующий вход селектора 11 с выхода генератора 4 поступает тактовый сигнал (фиг.26), передний фронт которого совпадает с моментом, опережающим середину посылки на четверть пе" риода несущей. Селектор q 11 выделяет первые импульсы, поступающие с выхода элемента ИЛИ 3 после прихода переднего фронта тактового сигнала.

Эти импульсы (фиг.2в) поступают на вход второго элемента 9 задержки и на третий управляющий вход блока устранения неоднозначности 6. Стрелками на фиг.2в обозначена принадлежность селектированных импульсов к разнополярным фронтам ограниченного сигнала.

Блок 6 устранения неоднозначности необходим для устранения неоднозначности отсчета, которая возникает при измерении разности фаз. несущей в по" сылках с использованием фронтов обе" их полярностей. Эта неоднозначность обусловлена тем, что интервалы между селектированными импульсами для одинаковых сдвигов фазы, в зависимости от взаимного расположения фронтов ограниченного и тактового сигналов, могут отличаться на половину периода несущей. Это хорошо видно на фиг.2в, где для сдвигов фазы 135о интервал между первым и BTopblH селектированнйми импульсами больше интервала между третьим и четвертым селектированными импульсами на полпериода несущей.

Величина сдвига фазы для двукратной ОФН определяется по состоянию двух последних разрядов дискретного делителя 8 частоты (фиг.2г, д) в момент поступления в декодер 10 импульса с выхода второго элемента 9 задержки. В следующий момент все разряды этого дискретного. делителя 8 частоты устанавливаются в нулевое состояние импульсом с выхода первого элемента задержки и начинается новый отсчет сдвига фазы. Частота сигнала на выходе последнего разряда дискрет- . ного делителя 8 частоты (фиг.2д) должна соответствовать частоте несущей

5 10210 дыдущий селектированный импульс. Если же эти селектированные импульсы со- as ответствуют фронтам разной полярности, то инверсия не производится. Алготакже обеспечивает однозначность от- sg счета, но в этом случае коды, записываемые.в декодер, будут другими. Так, (фиг.2а), а частота сигнала на выходе. генератора импульсов 5 и коэффициент деления дискретного делителя 8 частоты определяются требуемой точностью отсчета.

Вследствие упомянутой разницы в полпериода несущей интервалом между селектированными импульсами состояние последнего разряда дискретного делителя 8 частоты (фиг.2д} в момент записи в декодер 1О может быть различным для одинаковых сдвигов фазы. Для обеспечения однозначности достаточно в одной из двух возникающих ситуаций (при большем или меньшем интервале между селектированными импульсами) проинвертировать перед записью в декодер 1О сигнал с выхода последнего разряда дискретного делителя 8 частоты. Признаком различия интервалов для одинаковых.сдвигов фазы может служить принадлежность ограничивающих эти интервалы селектированных импульсов к фронтам той или иной полярности несущей (фиг. 2а) . Так на фиг..2в при сдвигах фазы 135о селектированные импульсы для большего интервала соответствуют фронтам одной полярности, а для меньшего интервала — фронтам разных полярностей. Для других сдвигов фазы эта зависимость может быть противоположной, например, для 315 боль- шему интервалу соответствуют фронты разных полярностей, а меньшему интервалу - фронты одинаковых полярностей, В соответствии с вышесказанным блок устранения неоднозначности 6 (фиг.3) инвертирует сигнал с выхода последнего разряда дискретного делителя 8 частоты, если поступивший селектированный импульс соответствует фронту той we полярности, что и преритм работы блока устранения неоднозначности может быть и обратным, что для первого случая фаз 45, 135, 225

315 будут соответствовать коды 10, 00, 11, 0.1 (фиг.2ж), а при обратном алгоритме - 11, 01, 10, 00.

Так как после возникновения положительного фронта тактового сигнала (фиг.2б) фронт любой полярности огра10

1s

15. б ниченного сигнала (фиг.2а) всегда появляется не позже, чем через rto11 периода несущей, то соответственно интервал селектирования будет состав" лять полпериода несущей. Этот интервал будет расположен симметрично относительно середины посылки, так как положительный фронт тактового сигнала опережает середину посылки на четверть периода несущей.

Все вышесказанное иллюстрируется последующими диаграммами и их увеличенным фрагментом на фиг.2, где фиг.2г, д - сигналы на выходах соответственно предпоследнего и последнего разрядов дискретного делителя 8 частоты, фиг.2е - сигнал на выходе блока устранения неоднозначности 6. Кодовые комбинации на входах декодера 1О (фиг.2ж) в момент поступления в него импульсов с выхода второго элемента 9 задержки однозначно связаны с разностью фаз несущей принимаемых посылок. Верхние символы на фиг.2ж соответствуют состоянию предпоследнего разряда дискретного делителя частоты

8 (фиг.2г) в моменты непосредственно после появления селектированных импульсов (фиг.2в), а нижние сиMBollbl соответствуют сигналу на выходе блока устранения неоднозначности 6 (фиг.2е) в те же самые моменты.

В декодере 10 с помощью тактовых импульсов с выхода генератора 4 производится декодирование принятой информации. Блок устранения неоднозначности работает следующим образом.

На соответствующие входы с блока выделения фронтов сигнала поступают импульсы, соответствующие положитель-, ным и отрицательным фронтам ограниченного входного сигнала. На другой вход поступают импульсы с выхода селектора 11. Селектированные импульсы совпадают по времени с импульсами, имеющимися на соответствующем входе блока б. В моменты совпадений на выходах элементов И 18 и 19 формируются импульсы. Счетный триггер 16 работает в счетном режиме по сигналу, поступающему с выхода элемента И 19, и устанавливается в "1" (на инверсном выходе) импульсами с выхода элемента

И 18. Соответственно счетный триггер

17 работает в счетном режиме по сигналу, поступающему с выхода элемента

И 18, и устанавливаются в "1" (на инказ 3934/51 одписное

7 20210 версном выходе) импульсами с выхода элемента И 19. .- 0-триггеры 14 и 15 работают в режиме записи "единицы" по прихо" ду положительных фронтов с инверсных выходов счетных триггеров 16 и 17, а устанавливаются в "нуль" импульсами, поступающими с выходов элементов И 18 и И 19 соответственно.

Если на выходе элемента ИЛИ 13 20 присутствует "единица", то в соответствии с логической функцией элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 сигнал на выходе блока 6 будет инвертирован по отношению к сиГналу на его входе. Ес- 2S ли же на выходе элемента ИЛИ 13 будет

"нуль", то сигнал со входа проходит на выход без инверсии, 8 предлагаемом приемнике оптимальное положение положитепьных фронтов 20 тактовых импульсов будет в том случае, когда они опережают середину посылки

15 8 на четверть периода несущей. Тогда интервал, на котором селектируется отсчетный импульс, будет составлять

«+ относительно середины посылки, — Т где Т - период несущей.

Таким образом, в предлагаемом приемнике моменты отсчета будут находить-ся по крайней мере.в два раза ближе. к середине посылки, чем в прототипе, а интервал селектирования так же уменьшается в два раза, что приводит к увеличению помехоустойчивости.

Кроме того, в отличии от прототипа, в предлагаемом приемнике. в случае демодуляции с преобразованием частоты несущей "вверх" и при той же помехоустойчивости, частоту преобразованной несущей можной взять в два раза меньшей, что позволяет, в случае применения преобразователя частоты, использовать более дешевые элементы с меньшей граничной частотой.

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4