Демодулятор частотно-манипулированных сигналов

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

У

РЕСПУБЛИК

OO (И) 4 (51) Н 03 К. 9/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTPN

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ фЪРр .

3 а

I (21) 3498505/24-21 (22) 05.10.82 (46) 30.01.85 Бюл. Ф 4 (72) Б.П. Новиков, Г.В.Фролов, Я.С.Яэловецкий, В.С.Миронов и В,М.Дубко (53) 62 1 ° 376.52(088.8) (56) 1. Патент CIIIA II 3601710 кл. Н 03 К 9/00, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

В 886301, кл. Н 04 L 27/14, 24.02.76 (прототип). (54)(57) ДЕМОДУЛЯТОР ЧАСТОТНО-МАНИПУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ, содержащий уси" литель-ограничитель, вход которого соединен с входной шиной устройства, два элемента совпадения и соединенные последовательно триггер и блок фаэовой автоподстройки частоты, выход которого соединен с выходной.шиной, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него дополнительно введены соединенные последовательно ключ и регистр сдвига, первый и второй перемножители, первый и второй счетчики, элемент сравнения, причем выl ход усилителя- ограничителя соединен с вхоДом ключа, первый управляющий вход которого соединен с первой шиной тактовых импульсов, а второй управляющий вход - с йервьж выходом регистра сдвига и первыки входами первого и второго перемножителей, вторые входы которых соединены соответ» ственно с вторым и третьим выходами регистра сдвига, а выходы - с первыми входами первого и второго элементов совпадения соответственно, выходы которых соединены соответственно с информационными входами. первого и второго счетчиков, информационные . выходы которых соеДинены с первыми и вторыми входами элемента сравнения, выход которого соединен с первым входом триггера, второй вход которого соединен с синхровходами первого и второго счетчиков и первой шиной

:тактовых импульсов, синхровход регистра сдвига и второй вход второго элемента совпадения соединены с второй шиной тактовых импульсов, а второй вход первого элемента совпадения соединен с третьей пжной тактовых импульсов.

1 11375

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при конструировании измерительной аппаратуры и в системах связи.

Известен частотный демодулятор, содержащий усилитель-ограничитель, два элемента совпадения и триггер, к выходу которого подключен блок фазовой автоподстройки частоты f1) ..

Недостаток этого демодулятора— низкая помехоустойчивость.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее усилитель-ограничитель, вход которого соединен с входной шиной устройства, два элемента совпадения, соединенные последовательно триггер и блок фазовой автоподстройки частоты, выход которого соединен с выходной шиной и инвертор (2) .

Данный демодулятор характеризуется низкой помехоустойчивостью, так как в устройстве выделяются пересечения сигналом нулевого уровня, которые при значительных шумах имеют частые ложные пересечения.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости демодулятора.

Для достижения поставленной цели

ЗО в демодулятор частотно — манипулированных сигналов, содержащий усилитель-ограничитель, вход которого соединен с входной шиной устройства, два элемента совпадения и соединенные последовательно триггер и блок фазовой автоподстройки частоты, выход которого соединен с выходной шиной, дополнительно введены соединен— ные последовательно ключ и регистр сдвига, первый и второй перемножители, первый, второй счетчики и элемент сравнения, причем выход усилителя-ограничителя соединен с входом ключа, первый управляющий вход которого соединен с первой шиной такто-45 вых импульсов, а второй управляющий вход — с первым выходом регистра сдвига и первыми входами первого и второго перемножителей, вторые входы которых соединены соответственно с вторым и третьим выходами регистра сдвига, а выходы — с первыми входами первого и второго элементов совпадения соответственно, выходы которых соединены соответственно с ин- И формационными входами первого и второго счетчиков, информационные выхо-. ды которых соединены с первыми и

77 2 вторыми входами элемента сравнения, выход которого соединен с первым входом триггера, второй вход которого соединен с синхровходами первого и второго счетчиков и первой шиной тактовых импульсов, синхровход регистра сдвига и второй вход второго элемента совпадения соединены с второй шиной тактовых импульсов, а второй вход первого элемента совпадения соединен с третьей шиной тактовых импульсов.

На фиг.i представлена функциональная схема предлагаемого демодулятора частотно-манипулированных сигналов; на фиг.2 - временные диаграммы его работы.

Демодулятор содержит усилительограничитель 1, ключ 2, регистр 3 сдвига, перемножители 4 и 5, элементы 6 и 7 совпадения, счетчик 8, элемент 9 сравнения, счетчик 10,, триггер 11, блок 12 фазовой автоподстройки частоты.

Временные диаграммы работы устройства содержат: Q — нулевая посылка, содержащаяся в демодулируемом сигнале; Π— модулнрованныи входной сигнал, соответствующий нулевой посылке информации, о — сжатый во вре— мени сигнал на первош выходе регистра 3 сдвига, g — сжатый во времени сигнал на втором выходе регистра 3 сдвига; ) — сжатый во времени сигнал на третьем выходе регистра 3 сдвига", B — сигнал на выходе перемножителя 4, a — сигнал на вы. ходе перемножителя 5, ) — сигнал на втором входе элемента 6 совпадения; U — сигнал на втором входе элемента 7 совпадения, " — результат счета счетчиков..8 и 10 в конце каждого временного интервала ({/. где 1т — тактовая частота ередаваемой информации, h — постоянное число.

Демодулятор частотно-манипулированных сигналов содержит усилительограничитель .1, вход которого соединен с входной шиной устройства, два элемента 6 и 7 совпадения, соединенные последовательно триггер 11 и блок 12 фазовой автоподстройки частоты, выход которого соединен с выходной шиной, оединенные последовательно ключ 2 и регистр 3 сдвига, перемножители 4 и 5, счетчики 8 и 10,и элемент 9 сравнения, причем выход усилителя-ограничителя 1 соединен с вхо40

3 1137 дом ключа .2, первый управляющий вход которого соединен с первой шиной тактовых импульсов, а второй управляющий вход — с первым выходом регистра 3 сдвига и первыми входами перемножителей 4 и 5, вторые входы кото5 рых соединены соответственно с вторыми и третьим выходами регистра 3 сдвига, а выходы — с первыми входами элементов 6 и 7 совпадения, выходы которых соединены соответс.твенно с информационными входами счетчиков

8 и 10, информационные выходы которых соединены с первыми и вторыми входами элемента 9 сравнения, выход которого соединен с первым входом триггера, второй вход которого соединен с синхровходами счетчиков 8 и 10 и первой шиной тактовых импульсов, синхровход регистра 3 сдвига и второй вход элемента 7 совпадения соединен с

20 второй шиной тактовых импульсов, а второй вход элемента 6 совпадения соединен с третьей шиной тактовых импульсов.

Усилитель-ограничитель 1 может быть выполнен в виде триггера Шмитта с нулевым гистерез ясом, преобразующим синусоидальный входной сигнал в прямоугольные импульсы.

Перемножители 4 и 5 могут быть выполнены из соединенных последовательно сумматора по модулю два и .инвертора. Элемент 9 сравнения осуществляет функцию сравнения двух цифровых сигналов и может быть вы- 35 полнея, например, на микросхеме

134 СП1. Триггер 11 может быть типовым 3 -триггером. Блок 12 фазовой автоподстройки частоты может быть выполнен, например по авт. св. И - 555553, кл. Н 04 L 27/14.

Демодулятор частотно -манипулированных сигналов работает следующим образом.

Входной частотно-манипулированный сигнал с помощью усилителя-ограничителя 1 преобразуется в прямо,угольные импульсы. Выборки полученной последовательности с частотой

g ° и через ключ 2 записываются в первый разряд регистра 3 сдвига, где производится их рециркуляция со скоростью 1 ° n

Во время рециркуляции ключ 2 пропускает выходной сигнал регистра 3 сдвига íà его вход. К моменту записи последующей выборки входной последовательности состояние ре577 4 гистра 3 сдвига соответствует состоянию, с которого началась предыдущая рециркуляция. Поэтому при поступлении последующего продвигающего импульса на вход регистра 3 сдвига предыдущая выборка запишется во второй разряд регистра 3 сдвига, а настоящая — в первый и т.д.

Таким образом, входной сигнал компрессируется (сжимается) в q раз, С помощью двух корреляторов, образованных соединенными последовательно соответственно перемножителями 4,5 элементами 6,7 совпадения и счетчиками 8,10 производится вычисление корреляционнь1х функций компрессированных сигналов, которые сравни— ваются по величине в элементе 9 сравнения.

Для согласования по частотам заполнения единичной и нулевой посылок входного сигнала входы перемножителей. 4 и 5 подключены к разряд-м регистра 3 сдвига таким образом, чтобы обеспечивались задержки между опорным компрессированным сигналом, снимаемым с выхода регистра 3 сдвига и сигналами с выходов предшествующих ! 1 разрядов на величины ч

2 (где г, — частота заполнения единичной посылки; kg — частота заполнения нулевой посылки), что соответствует задержкам каждой компрессированnf л ной посылки на " " г и

2 2 где ь — период частоты — период частоты и

В качестве опорных последователь. ностей используется тот же входной сигнал в компрессированном виде с соответствующих выходов регистра 3 сдвига, сдвинутый относительно себя < г на — q для автокорреляторов

2 2 единичный и нулевой посылок соответственно.

В этом случае вьщеление посылок производится путем сравнения автокорреляционных функций. При поступлении на вход устройства одной из посылок, коррелятор, настроенный на эту посыпку, вычисляет автокорреляционный интеграл, а второй — шумовую составляющую. Сравнение результатов интегрирования в каждый дискрет времени для компрессированных сигналов позволяет определить значение принимаемой посылки.

)137

Ф

Для правильного восстановления посылок при выбранном сдвиге между входным и опорным сигналами необходимо обеспечить нормирование одной автокорреляционной .функции относительно другой. Это связано с тем, что при поступлении входного сигнала меньшей частоты на автокорреляторе этого сигнала обеспечивается фазо- л„ вый сдвиг, тогда как на другом

I 2, корреляторе, настроенном на другую частоту, фазовый сдвиг поступающе1 го сигнала будет в к = — раз меньг - " 15 ше. ПрЪ поступлении сигнала большей частоты на автокорреляторе. этого сиг" г нала сдвиг также равен, а на . 2 корреляторе другой частоты фазовый сдвиг будет в к раз больше. Сле- 2р довательно, при выделении сигналов меньшей и большей частот шумовые составляющие будут различны и будут отличаться друг от друга в к раз., Кроме того, для устранения крае- 2s вых искажений при восстановленной огибающей необходимо ввести поправку в формировании корреляционных функций компрессированных посылок, учитывающую различную несогласованность по частоте заполнения противоположных посылок для каждого корреля-, тора (о фиг.2). С этой целью высокочастотное заполнение на вход счетчика 8 необходимо подавать с весом, 577 б

1,; определяемым отношением К = — (для г случая, >, f> ), т.е. с часто той в

К раз большей, чем на вход счетчика

10. Так, например, для случая передачи информации частотами 1300 и 2100 Гц на вход счетчика 8 необходимо подавать частоту заполнения а на вход счетчика 10 — 1,6 ° f

В блоке 12 фазовой автоподстройки частоты осуществляется выделение полутактовой составляющей информацион— ного сигнала, совпадающей с максимумом корреляции посылок входного сигнала. С помощью полутактовых импульсов обеспечивается регенерация принимаемой информации методом стробирования восстановленного сигнала во временном положении, соответствующем максимальной корреляции, принимаемой посылки.

Таким образом, введение в предла-: гаемый демодулятор новых блоков и связей позволяет исключить пороговую обработку входного сигнала, заменив ее временным сжатием входного сигнала в кольцевом регистре сдвига, вычисле" нием корреляционных функций единичной и нулевой посылок с помощью перемножителей, счетчиков и элементов совпадения и сравнение корреляционных функ ций сигнала с корреляционными функциями шумовых составляющих и за счет этого повысить многократно помехоустойчивость устройства.

ВНИИПИ ..Заказ 10540/42 Тираж 871 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,

Демодулятор частотно-манипулированных сигналов Демодулятор частотно-манипулированных сигналов Демодулятор частотно-манипулированных сигналов Демодулятор частотно-манипулированных сигналов Демодулятор частотно-манипулированных сигналов 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для повышения точности измерения девиации частоты генераторов частотно-модулированных колебаний

Изобретение относится к электроизмерительной технике и автоматике и может быть использовано, например, в системах автоматического регулирования с частотной модуляцией, в телеметрических системах в качестве преобразователя частотных сигналов датчиков неэлектрических величин, для демодуляции частотно-модулированных сигналов

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и автоматики

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в преобразователях цифра - аналог, в качестве демодулятора в устройствах магнитной записи информации и ее передачи в линиях связи с частотно-импульсным представлением данных, а также в моделях совместно с модулятором с линейно-изменяющимся напряжением

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться в устройствах автоматики и измерительной техники

Изобретение относится к информационно-измерительной технике, может быть использовано в системах автоматического регулирования, в частности, для преобразования частотных сигналов, и позволяет обеспечивать увеличение крутизны преобразования частоты в напряжение и снижение уровня пульсации выходного сигнала
Наверх