Автокорреляционное устройство для приема сигналов с фазоразностной модуляцией первого порядка

 

Изобретение относится к технике связи. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости устр-ва. Устр-во содержит управляемый .фазовращатель (УФ) 1, две линии задержки (Л3)2 и 9, два перемножителя 3 и 4, два интегратора 5 и 6, фазовращатель 7 на IT/2, пороговый блок 8, инвертор 10, электронный ключ 11, блок 12 формирования сигналов управления (БФСУ) и блок 13 синхронизации. Устр-во, имеющее две ветви обработки, работает в двух режимах . В 1-м режиме, когда частота f и длительность t задержки ЛЗ 2 постоянны и соответствуют своим номинальным значениям, сигнал управления УФ 1 отсутствует. Во 2-м режиме (режиме изменения частоты сигнала) осуществляется подстройка фазы с помощью УФ 1. Это приводит к максимизации напряжения на входе порогового блока 8 (в режиме линейного роста частоты сигнала), которое оказывается равным 0,96 своего оптимального значения и не зависит от скорости изменения частоты в указанных пределах паразитного набега разности фаз, т.е. пока « /2. Цель достигается введением УФ 1, ЛЗ 9, инвертора 10, ключа 11 и БФСУ 12. 1 ил. Q S (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

Цд) (И) (5D 4 Н 04 Ь 27/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHGMV СВИДНТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2 1) 385 1943/24-09 (22) 31.01. 85 (46) 07.09.86. Бюл. У 33 (71) Ленинградский электротехнический институт связи им. проф. М.А.БончБруевича (72) E.Ñ.Áàðáàíåëü, А.С.Чистяков и К.Н,Щелкунов (53) 621.376.52(088.8) (56) Окунев Ю.Б.Теория фазоразностной модуляции. М,: Связь, 1979, с, 125.

Авторское свидетельство СССР

Ф 543194, кл. Н 04 L 27/18, 1975. (54) АВТОКОРРЕЛЯЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ IIPHEMA СИГНАЛОВ С ФАЗОРАЗНОСТНОЙ

МОДУЛЯЦИЕЙ ПЕРВОГО ПОРЯДКА (57) Изобретение относится к технике связи. Цель изобретения — повьппение помехоустойчивости устр-ва. Устр-во содержит управляемый .фазовращатель (УФ) 1, две линии задержки (ЛЗ)2 и 9, два перемножителя 3 и 4, два интегратора 5 и 6, фазовращатель 7 на п /2, пороговый блок 8, инвертор 1О, электронный ключ 11, блок 12 формирования сигналов управления (БФСУ) и блок 13 синхронизации. Устр-во, имеющее две ветви обработки, работает в двух режимах. В 1-м режиме, когда частота f, и длительность, задержки ЛЗ 2 постоянны и соответствуют своим номинальным значениям, сигнал управления УФ 1 отсутствует. Во 2-м режиме (режиме изменения частоты сигнала) осуществляется подстройка фазы с помощью УФ 1. Это приводит к максимизации напряжения на входе порогового блока 8 (в режиме линейного роста частоты сигнала), которое оказывается равным 0,96 своеro оптимального значения и не зависит от скорости изменения частоты в указанных пределах паразитного набега разности фаз, т.е. пока 0 8 /2. Цель достигается введением УФ 1, ЛЗ 9, инвертора 10, ключа 11 и БФСУ 12, 1 ил.

1256237 т

II

S,t) %i

x„(t)x„„ (t)dt=„..

50 тП (е„= (х, „(t о (8 „„) s i n (8 „, + Ь „, )х (t)dt — — (II а2Т к 4 т12

1 =j x(t) x,„ о т)2 (t) dt=a2 з in о

q)„...1

t=(y, -)т

2 (()х (t)dt ----g а Т

k 4

55 в момент времени

tI

6, ((1()/2 х к((Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в системах передачи дискретной информации.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости при номиналь- 5 ном значении частоты сигнала и при изменениях частоты сигнала.

На чертеже изображена структурная электрическая схема предлагаемого устройства. 10

Автокорреляционное устройство для приема сигналов с фазоразностной модуляцией первого порядка (ФРМ-1) содержит управляемый фазовращатель 1, первую линию 2 задержки, первый и 15 второй перемножители 3 и 4, первый и второй интеграторы 5 и 6, фазовращатель 7 на ((/2, пороговый блок 8, вторую линию 9 задержки, инвертор 10, электронный ключ 11, блок 12 формиро- 20 вания сигналов управления и блок 13 синхронизации.

Устройство работает следующим образом.

Рассмотрим работу устройства в раз- 25 личных режимах.

1. Пусть частота и длительность задержки линии ? постоянны и соответствуЮт своим номинальным значениям—

Г и (. В этом случае на выходе 30 интегратора 5 первой ветви обработки имеем: т т

Z =(х (t)x (t)dt=! а sin

G,n+I

)i+i J ! ((.).t+(g„) sin) (д, (t+ )+gÄÄj dt= а2 f а2Т, 2 для (г „-Vn=О

=- — соя Ь„ =

2 " а Т а — Л ) (() = (I

Л е е е а где а — амплитуда; (P — фаза принимаемого сигнала х „();

ЬлЦ вЂ” информационная разность фаз., В пороговом блоке 8 принимается решение о виде переданного символа по знаку Zs. На выходе интегратора 6 второй ветви обработки имеет в сере— дине и в конце п-го тактового интервала: ((г, t+cp„) сов((), (t+ ()+(t)„,) dt= а2 Т

= — — sin(t ц =0 ь q =О

Л е Л Э

° /2 а Т

=- — sina q =0 d (и =0 )(4 .Л 1 II где черта над x(t) означает преобразование Гильберта, Таким образом, в рассмотренном режиме сигнал управления управляемым фазовращателем 1 отсутствует.

2. Режим изменения частоты сигнала. Пусть в конце К-й посылки сигнала (для определенности) несущая частота начала расти по некоторому за-, кону, а в конце (К+1)-й посылки устанавливается режим линейного роста частоты. В этом случае на выходе интегратора 5 в момент времени (К+1) Т имеем: т а2Т

=J x„(t)x„„ (t)dt= — — g

I о (6„+2) соз (6„е) и „„(р) где 8)(>I — паразитная разность фаз вызванная изменением частоты сигнала; ($ (8kt, ) j 1 — коэффициент, зависящий от 9„„

Очевидно, что скорость изменения частоты не должна превьппать некоторого значения, при котором Z еще превышает уровень шума на входе порогового блока 8 и тем самым не должна приводить к изменению знака так как это приводит к явлению обратной работы. Таким образом, должно выполняться неравенство

О= y(e„„) 1.

Однако это условие накладывает определенные ограничения на скорость изменения несущей частоты (при заданных значениях номинальной частоты и скорости передачи) в реальных каналах связи, где находит применение ФРМ-1 (ФРМ-2 условие,В„„ и /2 практически всегда выполняется), Во второй ветви обработки на выходе интегратора 6 имеем при этом

1256237 в момент времени t--(K+1).Т.

После прохождения этими сигналами линии 9 задержки на время Т/2 и электронного ключа 11 (непосредствен- но и через инвертор 10) на выходе электронного ключа 11 имеем

I агт 1

11,Кe) I(,«)I SignI> 4

sin(6„„ ), в момент времени t--(K+1)Т

10 т)г

О т в„(t () „, )x„, !t)dt, тП но не обеспечивает его максимизацию, так как для подстройки фазы на (К+2)такте используется управляющий сиг- 40 нал, пропорциональный паразитному набегу разности фаз, измеренному на предыдущем (К+1)-м тактовом интервале, а в режиме нелинейного изменеI II Ф ния частоты ц „„Ф 0ÄÄ 3 9 к«z 6 ° ° ° 4

Частичная компенсация паразиткой разности фаз характерна лишь для переходного нелинейного режима, а в линейном режиме изменения частоты паразитный набег разности фаз для двух любых соседних посылок становится одинаковым, т .. е. 9 к „= Вi„„< «

При этом подстройка фаз перемножаемых сигналов с помощью управляемого фазофращателя 1 приводит к максимиза-55 ции I<, т.е. обеспечивает помехоустойчивость, близкую к помехоустойчивости устройства, работающего в ре ((«, агТ «

3 в момент времени t=(K+-)Ò.

Таким образом, мы получили значения управляющих напряжений, не зависящих от информационной разности фаз, 20 которые подаются на вход блока 12 формирования сигналов управления, где преобразуются из аналоговой в цифровую форму для управления работой управляемого фазовращателя 1. 25

С помощью управляемого фазовращателя 1 дважды за время действия (К+2)-й посылки осуществляется подстройка фазовых соотношений для сигналов, перемножаемых в перемножителях 3 и 4,З0 что обеспечивает увеличение значения жиме стабильной номинальной частоты сигнала.

Использование режима измерения 61 дважды за тактовый интервал позволяет вдвое снизить требования по ограничению скорости изменения несущей частоты сигнала в линейном режиме. В этих условиях, как.показано ниже, величина I> становится весьма близкой к своему оптимальному значению.

Действительно, в линейном режиме изменения частоты, когда

u (t) =Я(1+(с), где - скорость изменения для выполнения условия ортогональности перемножаемых сигналов в перемножителе 3, необходи,мо выполнение равенств т ë «

z (1+Pt)tat=2K); o гт

jtI ()+(It) tdt=(2K+I )2; К=1,2,3....

О

И откуда следует: = — — .

2Т °

Таким образом, при интегрировании перемножаемых сигналов в интеграторе 5 за время 0 — Т/2 имеем

TI2

1.г

=а j вва(и,t+,+tp„ t)

О

/V

I!

sin и / +,)+ — -(t+ ) г+ (1)

4Тг «e0elg аг Т здп «/8

= — — -7- — — cos (-+ d

4 ""/8 «.е Ч °

Заметим, что здесь 8 к, =«/8, s п «/8 (6 к, р+1 ) =- 78 —, а максимальное значение Т к, „ достигается при внесении дополнительной фазовой задержки с помощью управляемого фазовращателя 1, равной (п =- 8 к «и .

При этом аг Т зг.п «/8

/I / = «агТ 0 24

%, кг «1 м(«ко 4 «/8

Ф Ф а в режиме стабильной и номинальной частоты сигнала т12

2 =а* ) в(а(и,в+вввД,,в„)

S,К О 16„т

О агТ xit(tI (t+T)+ t1 „,в„) dt= — -сова » в,(( что является оптимальным значением для данного приема сигналов.

3 12562

Следовательно, устройство обеспечивает при оговоренных выше условиях на скорость изменения частоты сигнала в линейном режиме соотношение — --=-0,98 Г,kqg+1 ant и а в слу«ае, если 9„„, 2 j-5 gyp !

0 8 6 (/2.

Составитель О.Геллер

Редактор А.Ворович Техред N.Ходанич Корректор А.Тяско

"Заказ 4838/59 Тираж 624 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4 становится равным нулю и вероятность ошибки скачком изменяется, становясь 10 равной 0,5.

Таким образом, подстройка фазы с помощью управляемого фазовращателя 1 приводит к максимизации напряже- 15 ния на входе порогового блока 8 (в режиме линейного роста частоты сигнала), которое оказывается равным

0,96 своего оптимального значения и не зависит от скорости изменения час- 20 тоты в указанных пределах, т,е. пока

Формула изобретения

Автокорреляционное устройство для приема сигналов с фазоразностной модуляцией первого порядка, содержащее первую линию задержки, выход которой соединен с первым входом первого пе- ЗО ремножнтеля и с входом фазовращателя на Ф/2, выход которого соединен с первым входом второго перемножителя, второй вход которого подключен к второ-, му входу первого перемножителя,, выход З которого соединен с первым входом пер вого интегратора, второй вход которо37 б го подключен к первому входу порогового блока и к первому выходу блока синхронизации, второй выход которого соединен с первым входом второго интегратора, второй вход которого подключен к выходу второго перемножителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости при номинальном значении частоты сигнала и при изменениях частоты сигнала, в него введены управляемый фазовращатель, блок формирования сигналов управления, электронный ключ, инвертор и вторая линия задержки, выход которой соединен с первым входом электронного ключа и с входом инвертора, выход которого соединен с вторым входом электронного ключа, выход которого соединен с первым входом блока формирования сигналов управления, второй вход которого подключен к первому входу второго интегратора, выход которого подключен к первому входу второго интегратОра, выход которого соединен с входом второй линии задержки, при этом выход первого интегратора соединен с вторым входом порогового блока, выход которого соединен с третьим входом электронного ключа, выход блока формирования сигналов управления подключен к первому входу управляемого фазовращателя, второй вход которого соединен с вторым входом первого перемножителя, а выход управляемо1 го фазовращателя соединен с входом

1 первой линии задержки.