Приемник частотно-манипулированных сигналов

 

СО!ОЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (!9у (l1!.

1 А

4(gg) H 04 ? 27/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ л

1 (К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ.И ОТНРЫТИЙ (21 ) 366 7654/24-09 (22) 23.11.83 (46) 30.06. 85. Бюл. М 24 (72) В.Ю.Беляев и A.Â.Ãîðåëèêîâ (53) 621.394.62(088.8)

{56) !. Финк Л.М.Теория передачи дискретных сообщений. И., "Советское радио", 1970. с. 273-276 .

2. The transaction of the Tnstitute of El"ctrical and Communication Engineers of Japan,. vol. ,)63-В 1980, У l, р. 1-8 (прототип), (54)(57) ПРИЕЬЯИК ЧАСТОТНО-МАНИПУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ, содержащий последовательно соединенные удвоитель частоты, первый фазовый де— тектор, первый фильтр нижних частот и первый управляемый генератор, последовательно соединенные второй фазовый детектор и второй фильтр нижних частот, второй управляемый генератор, первый суммирующе-вычитающий блок, последовательно соеди» ненные первый смеситель, третий фильтр нижних частот и формирователь парафаэного сигнала, а также демодулятор квадратурных сигналов, состоящий из последовательно соединенных третьего фазового детектора, четвертого фильтра нижних частот и первого решающего блока, последовательно соединенных четвертого фазового детектора, пятого фильтра нижних частот и второго решающего блока, и сумматора по модулю-два, к входам которого подключены выходы перного и второго решающих блоков, а выход сумматора по модулю два явля-, ется выходом приемника, при этом вход удвоителя частоты и первые входы третьего и четвертого фазовых детекторов объединены и являются входом приемника, прямой и инверсный выходы формирователя парафаэного сигнала соединены соответственно с вторыми входами первого и второго решающих блоков, выход первого управляемого генератора подключен к нторому входу первого фазового детектора, выход удвоителя частоты соединен с первым входом второго фазового детектора, суммирующий и разностный выходы первого суммирующевычитающего, блока подключены к вторым входам третьего и четвертого фазовых детекторов соответственно, а первый и второй входы первого смесителя соединены соответственно с первым и вторым входами первого суммирующе-вычитающего блока, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения достоверности приема, в него внедены последовательно соединенные пятый фазовый детектор и шестой фильтр нижних частот, последовательно соединенные шестой фазовый детектор, седьмой фильтр нижних частот и первый пороговый блок, последовательно соединенные седьмой фазовый детектор, восьмой фильтр нижних частот и второй пороговый блок, четыре фазонращателя, два ключа, два делителя частоты на два, сумматор, второй и третий смесители и второй сумм рующе-вычитаю.щий блок, входы которого соединены соответственно с выходами второго и третьего смесителей, суммирующий выход второго суммирующе-вычитающе11 64901

20 го блока подключен к первым входам пятого фазового детектора, первого ключа и через первый фазовращательк первому входу седьмого фазового детектора, а разностный выход второго суммирующе-вычитающего блока соединен с вторым входом второго фазового детектора, первым входом второго ключа и через второй фазовращатель — с первым входом шестого Фазового детектора, причем вторые входы пятого, шестого и седьмого фазовых детекторов объединены и подключены к выходу удвоителя частоты, вторые входы первого и второго ключей соединены с выходами второго и первого пороговых блоков соответственно, выходы второго и шестого фильтров нижних частот подключе1

Изобретение относится к области радиосвязи и может использоваться в аппаратуре приема дискретной информации, передаваемой с помощью частотной манипуляции. 5

Известен приемник частотно-манипулированных сигналов, содержащий . последовательно соединенные. полосовой фильтр, ограничитель, частотный дискриминатор, фильтр нижних частот 10 и блок принятия решений,1).

Недостаток устройства — низкая достоверность приема вследствие использования неоптимального некогерентного детектора. 15

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является приемник частотно-манипулированных сигналов, содержащий последовательно соединенные удвоитель частоты, первый фазовый детектор, первый фильтр нижних частот и первый уп равляемый генератор, последовательно соединенные второй фазовый детектор и второй фильтр нижних частот, 25 второй управляемый генератор, первый суммирующе-вычитающий блок, последовательно соединенные первый смеситель, третий фильтр нижних частот и формирователь пар афазного 30 сигиапа, а также демодулятор квадны к входам. сумматора, выход которого соединен с входом второго управляемого генератора, выход которого подключен к первому входу третьего смесителя и через третий фазовращатель — к первому входу второго смесителя, второй вход которого соединен с выходом первого управляемого генератора, входом первого делителя частоты на два и через четвертый фазовращатель — с вторым входом третьего смесителя, при этом выходы первого и второго ключей объединены с входом второго делителя частоты на два, а выходы nepaoio u второго делителей частоты на два подключены соответственно к первому .и второму входам первого смесителя..

2 ратурных сигналов, состоящий из последовательно соединенных третьего фазового детектора, четвертого фильтра нижних частот и первого решающего блока, последовательно соединенных четвертого фазового детектора, пятого фильтра нижних частот и второго решающего блока, и сумматора по модулю два, к входам которого подключены выходы первого и второго решающих блоков, а выход сумматора по модулю два является выходом приемника, при этом вход удвоителя частоты.и первые входы третьего и четвертого фазовых детекторов объединены и являются входом приемника, прямой и инверсный выходы формирователя парафаэного сигнала соединены соответственно с вторыми входами первого и второго решающих блоков, выход первого управляемого генератора подключен к второму входу первого фазового детектора, выход удвоителя частоты соеди; нен с первым входом второго фазового детектора, суммирующий и разностный выходы первого суммирующе-вычитающего блока подключены к вторым входам третьего и четвертого фазо- . вых детекторов соответственно, а первый и второй входы первого сме1164901 невы соответственно с первым и вторым входами первого суммирующе-вычитающего блока, введены последовательно соединенные пятый фазовый детектор и шестой фильтр .нижних частот, последовательно соединенные шестой фазовый детектор, седьмой фильтр нижних частот и первый пороговый блок, последовательно сое0 диненные седьмой фазовый детектор, Цель изобретения — повышение достоверности приема.

Для достижения поставленной цели в приемник частотно-манипулированных сигналов, содержащий после15 довательно соединенные удвоитель частоты, первый фазовый детектор, первый фильтр нижних частот и первый управляемый генератор, последовательно соединенные второй фазовый

20 детектор и второй фильтр нижних частот, второй управляемый генератор, первый суммирующе-вычитающий блок, последовательно соединенные первый

25 смеситель, третий фильтр нижних частот и формирователь парафазного сигнала, а также демодулятор квадратурных сигналов, состоящий из последовательно соединенных третьего фазового детектора, четвертого фильтра нижних частот и первого решающего блока, последовательно соединенных четвертого фазового детектора, пятого фильтра нижних частот и второго решающего блока, и сумматора З5 по модулю два, к входам которого подключены выходы первого и второго решающих блоков, а выход сумматора по модулю два является выходом при- емника, при этом вход удвоителя ча- 40 стоты и первые входы третьего и четвертого фазовых детекторов объеди-нены и являются входом приемника прямой и инверсный выходы формирователя парафазного сигнапа соединены 45 соответственно с вторыми входами первого и второго решающих блоков, выходы первого управляемого генератора подключен к второму входу первого фазового детектора, выход уд-50 воителя частоты соединен с первым входом второго фазового детектора, суммирукяций и разностный выходы первого .суммирующе-вычитающего блока подключены к вторым входам тре- 55 тьего и четвертого фазовых детекторов соответственно, а первый и второй входы первого смесителя соедисителя соединены соответственно с первым и вторым входами первого сумя рующе-вычитаюшего блока 2 J.

Недостаток данного устройства обусловлен невозможностью приема си гнал а, у к отор ого не ст абильност ь частоты соизмерима или больше разности символьных частот. B этих условиях резко снижается достоверность приема сигналов. 1 восьмой фильтр нижних частот и второй пороговый блок, четыре фаэовращателя, два ключа, два делителя частоты на два, сумматор, второй и третий смесители и второи суммирующевычитающий блок, входы которого соединены соответственно с выходами второго и третьего смесителей, суммирующий выход второго суммирующевычитающего блока подключен к первым входам пятого фазового детектора, первого ключа и через первый фазовращатель — к первому входу седьмого фазового детектора, а раэностный выход второго суммирующевычитающе.-о блока соединен с вторым

1входом второго фазового детектора, первым входом второго ключа и через второй фазовращатель — с dep-вым входом шестого фазового детектора, причем вторые входы пятого, шестого и седьмого фазовых детекторов объединены и подключены к выходу удвоителя частоты, вторые входы первого и второго ключей соединены с выходами второго и первого пороговых блоков соответственно, выходы второго и шестого фильтров нижних частот подключены к входам сумматора, выход которого соединен с входом второго управляемого гене ратора, выход которого подключен к первому входу третьего смесителя и через третий фазовращатель — к первому входу второго смесителя, второй вход которого соединен с выходом первого управляемого генератора, входом первого делителя частоты на два и через четвертый фазовращатель — с вторым входом третьего смесителя, при этом выходы первого и второго ключей объединены с входом второго делителя частоты на два, а выходы первого и второго делителей частоты на два подключены соответственно к первому и второму входам первого смесителя.

Введение новых блоков и связей позволило осуществить режим авто11649

10 матического слежения за частотаж дискретных составляющих сигнала и за тактовой частотой, что позволяет с высокой достоверностью принимать частотно-манипулированные сигналы даже при низкой стабильности частоты генератора передачи.

На чертеже приведена функциональнач схема предлагаемого приемника частотно-манипулированных сигналов.

Приемник частотно-манипулированных сигналов содержит последовательно соединенные удвоитель 1 частоты, первый фазовый детектор 2, первый фильтр 3 нижних частот и первый управляемый генератор 4, последовательно соединенные второй фазовый детектор 5 и второй фильтр 6 нижних частот, второй управляемый генератор 7, первый сумьжрующе-вычитающий блок 8, последовательно соединенные первый смеситель 9, третий фильтр 10 нижних частот и формиро. ватель 11 парафазного сигнала, а также демодулятор 12 квадратурных сигналов, состоящий из последовательно соединенных третьего фазового детектора 13, четвертого фильтра 14 нижних частот и первого решающего блока 15, последовательно соединенных четвертого фазового детектора 16, пятого фильтра 17 нижних частот и второго решающего блока 18, и сумматора 19 по модулю два, к входам которого подключены выходы первого Ç5 и второго решающих блоков 15 и !8, а выход сумматора 19 по модулю два является выходом приемника, при этом вход удвоителя частоты и первые входы третьего и четвертого фазовых 40 детекторов 13 и 16 объединены и являются входом приемника, прямой и инверсный выходы форьырователя 11 парафаэного сигнала соединены соот-. ветственно с вторыми входаьи первого и второго решающих блоков 15 и

18, выход первого управляемого генератора 4 подключен к второму входу первого фазового детектора 2, выход удвоителя 1 частоты соединен с первым входом второго фазового детектора, 5, суммирующий и разностный выходы первого суммирующе-вычитающего блока

8 подключены к вторым входам третьего и четвертого фазовых детекторов 5 соответственно, а первый и второй входы первого смесителя 9 соединены соответственно с первым и вторым вхо01 дами первого суммирующе-вычитающего блока 8, а также содержит последовательно соединенные пятый фазовый детектор 20 и шестой фильтр 21 нижних частот, последовательио соединенные шестой фазовый детектор 22, седьмой .фильтр 23 нижних частот и первый пороговый блок 24, последовательно соединенные:седьмой фазовый детектор

25, восьмой фильтр 26 нижних частот и второй пороговый блок 27, четыре фазовращателя 28-31, два ключа 32 и

33, два делителя 34 и 35 частоты на два,сумматор 36, второй и третий смесители 37 и 38 и второй суммирующе-вычитающий блок 39, входы ко- . торого соединены соответственно с выходами второго и третьего смесителей 37 и 38, суммирующий выход второго суммирующе-вычитающего блока 39 подключен к первым входам пятого фазового детектора 20, первого ключа 32 и через первый фазовр.ащатель 28 — к первому входу седьмого фазового детектора 25, а разностный выход второго суммирующе-вычитающего блока 39 соединен с вторым входом второго фазового детектора

5, первым входом второго ключа 33 и через второй фазовращатель 29 — с первым входом шестого фазового детектора 22, причем вторые входы пятого, шестого и седьмого фазовых детекторов 20, 22 и 25 объединены и подключены к выходу удвоителя 1 частоты, вторые входы первого и второго ключей .32 и 33 соединены с выхо.дами второго и первого пороговых блоков 27 и 24 соответственно, выходы второго и шестого фильтров 6, и

21 ниЖних частот подключены к входамсумматора 36,. выход которого соединен с входом второго управляемого генератора 7, выход которого подключен к первому входу третьего смесителя 38 и через третий фазовра- щатель 30 — к первому входу второго смесителя 37, второй вход которого соединен с выходом первого уп равляемого генератора 4, входом первого делителя 34 частоты на два, и через четвертый фаэовращатель

3l — с вторым входом третьего смесителя 38., при этом выходы первого и второго ключей 32 и 33 объединены с входом второго делителя 35 частоты на два, а выходы первого и второго делителей 34 и 35 частоты на два подключены соответственно! 16490! 8 некиих частот, сумматора 36, второго управляемого генератора 7, второго и третьего смесителей 37 и 38, третьего и четвертого фазовращателей 30 и 31, В режиме захвата на выходе второго порогового блока 27 . будет потенциал, открывающий первый ключ 32, а на выходе первого порогового блока 24 такого потенциала не будет и второй ключ 33 закрыт.

Поэтому на входе второго делителя

35 частоты на два присутствует сигнал с частотой 2f

20

40 к первому и второму входам первого сме си тел я 9 .

Принцип работы приемника частотно-манипулированных сигналов заключает с я в сл едующе м.

Принимаемый радиосигнал с символьными частотами f u f ïîñòó— пает на вход удвоителя 1 частоты.

В энергетическом спектре принимаемого сигнала, имеющего индекс манипуляции D=(f -f )/Г„=0,5, где f тактовая частота, символьные частоты подавлены. После удвоения частоты индекс манипуляции равен единице. В энергетическом спектре такого сигнала имеются дискретные составляющие 2f и 2f„, Первый управляемый генератор 4 совместно с первым фазовым детектором 2 и первым фильтром 3 нижних частот, образующими кольцо фаэовой автоподстройки частоты (ФАПЧ ), осуществляет синхронную фильтрацию одной из составляющих 2f или 2f

Второй управляемый генератор 7 осу- «5 ществляет слежение за разностной частотой 2f„ -2f =2f . Если первый управляемый. генератор 4 осуществляет слежение эа одной иэ символьных частот, то с помощью ключей

32 и 33 осуществляется подача на вход второго делителя 35 частоты на два сигнала с другой символьной частотой. Первый и второй делители

34 и 35 частоты на два приводят частоты отфильтрованных сигналов к масштабу входного сигнала. Первый суммирующе-вычитающий блок 8 и демодулятор 12 осуществляют формирование опорных сигналов и коге рентную демодуляцию принимаемого сигнала. При этом тактовая синхронизация осуществляется с помощью первого смесителя 9, третьего фильтра 10 нижних частот и формирователя 1! парафаэного сигнала.

Слежение эа символьными частотаж с помощью второго управляемого генератора 7 осуществляется следующим образом.

Хсли первый управляемый генератор

4 отслеживает частоту 2ГО, то на выходах второго суммирующе-вычитающего блока 39 формируются сигналы с частотами 2Г -f и 2Г +Г =2 „.. В 55 этом случае слежение за частотой осуществляется с помощью пятого фазового детектора 20, шестого фильтра 21

Э

Если первый управляемый генератор осуществляет слежение эа частотой 2 „, то на выходах второго суммирующе-вычитающего блока 39 присут ствуют сигналы с частотами 2f„ -f = т 2 и 2f<+f . В этом случае, в следящих эа частотой участвуют второй фазовый детектор 5; второй фильтр 6 нижних частот. При этом второй ключ 33 открыт, а первый ключ 32 закрыт и на входе второго делителя 35 частоты на два присутствует сигнал с частотой 2f . Фаа зовращатели 28-31, осуществляющие сдвиг сигналов по фазе на 90,необходимы для вхождения системы в синхрониэм и поддержания нормальной работы. Таким образом, с помощью упомянутых цепей слежения за сигнальными частотами осуществляется автоматическое подключение от- фильтрованных сигналов с частотами

f и f< (или наоборот f„и f ) на входы первого суммирующе-вычитающего блока 8.

При приеме сигнала с низкой стабильностью символьных частот в устройстве-прототипе необходимо расширять полосы захвата слежения цепей, Это вызвано тем, что началь.ная установка символьных частот может находиться в пределах f f Ф и Г1+ а, где д"- абсолютная нестабильность символьных частот. Если величина d"сравнима или больше величины Йт, то и полосы захвата следящих целей также должны быть сравнимы или больше Г . В случае же выполнения условия d"«f /4, полосы захвата перекрываются и возможен захват обеих следящих цепей за одну из составляющих энергетическо-! го спектра, что ведет к срыву сеанса связи. К срывам связи может при9

1 264901

Составитель В. Зенкин

Редактор М.Келемеш Техред И.Асталош Корректор О,Ти гор

Заказ 4199/55 Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж- 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4 вести и перезахват одной из следящих цепей в процессе работы другой составляющей спектра эа счет большой девиации символьных частот.

Прием описанного сигнала предложенным приемником осуществляется эа счет автоматического слежения за одной из дискретных составляющих энергетического спектра и за тактовой частотой. При этом также автоматически формируется другая отфильтрованная дискретная составляющая, В случае перезахвата первого управляемого генератора 4 другой дискретной составляющей в нроцессе работы производится автоматическое переключение на формирование первой составляющей, т.е. на .входах первого суммирующе-вычитающего блока 8 всегда присутствуют обе составляющие„ Это исключает возмсжность срыва связи и позволяет получить выигрыш в достоверности приема, особенно заметный при низкой стабильности символьных частот.