Когерентный демодулятор цифровых сигналов

 

Изобретение относится к технике связи и может использоваться при создании демодуляторов сигналов фазовой телеграфии. Цель изобретения - повышение достоверности. Устр-во содержит фазовые детекторы 1, 12, фильтры нижних частот 2,6, г-р 3 управляемого напряжения, сумматор 4, г-р 5 пилообразного напряжения, фазовращатель 11 на 90°. Б устр-во введены умножители частоты 7, 8, синхронный фильтр 9 и формирователь 10 сигналов управления . При отсутствии сигнала на входе система поиска, состоящая из сумматора 4 и г-ра 5, периодически перестраивает г-р 3 в нужном диапазоне частот, в котором ор идается появление сигнала на входе устр-ва. При появлении сигнала на его входе и после вхождения кольца фазовой АПЧ в синхронизм г-р 5 выключается. Для выделения остатка несущей фазомакипулированного информационного сигнала полоса синхронного фильтра 9 выбирается, много меньше скорости передаваемой информации. Разность фаз между остатком несущей на вхо синхронного фильтра 9 и сигналом на его выходе будет равна нулю, т.к. сигналы управления синхронным фильтром когерентны с остатком несущей. 3 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

PECflYBËÈH

„„SU„14345 д11 4 Н 04 L 27/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4236170/24-09 (22) 24.04.87 (46) 30.10.88. Бюл. Р 40 (72) С,А.Бушуев, Л.А.Калитина и В.И.Тутыхин (53) 621.394.62(088.8) (56) Линдсей В. Системы синхронизации в связи и управлении, M. Советское Радио, 1978, с. 9-14. (54) КОГЕРЕНТНЫЙ ДЕМОДУЛЯТОР. ЦИФРОВЫХ

СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к технике связи и может использоваться при создании демодуляторов сигналов фаэовой телеграфии. Цель изобретения — повышение достоверности. Устр-во содержит фазовые детекторы 1, 12, фильтры нижних частот 2;6, г-р 3 управляемогс напряжения, сумматор 4, г-р 5 пилообразного напряжения, фазовращатель

11 на 90 . В устр-во введены умножители частоты 7, 8, синхронный фильтр

9 и формирователь 10 сигналов управления. При отсутствии сигнала на входе система поиска, состоящая иэ сумматора 4 и r-pa 5, периодически перестраивает г-р 3 в нужном диапазоне частот, в котором ожидается появление сигнала на входе устр-ва. При появлении сигнала на его входе и после вхождения кольца фаэовой АПЧ в синхронизм r-p 5 выключается. Для выделения остатка несущей фазоманипулированного информационного сигнала полоса синхронного фильтра 9 выбирается много меньше скорости передаваемой информации. Разность фаз между остатком несущей на входе синхронного фильтра 9 и сигналом на его выходе будет равна нулю, т.к. сигналы управления синхронным фильтром когерентны с остатком несущей. 3 ил.

1434560

Изобретение относится к технике связи и может использоваться при создании демодуляторов сигналов Фазовой телеграфии.

Цель изобретения — повышение достоверности.

На Фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предложенного конкретного демодулятора, на фиг.

2 — вариант выполнения Формирователя сигналов управления, на Фиг. 3 эпюры напряжений, поясняющие его работу.

Когерентный демодулятор цифровых 15 сигналов содержит (фиг. 1) первый ! фазовый детектор 1, первый фильтр нижних частот 2, генератор 3 управля- емого напряжения, сумматор 4, генератор 5 пилообразного напряжения, вто- 20 ! рой фильтр нижних частот 6, первый ! и второй умножители 7 и 8 частоты, синхронный фильтр 9, формирователь

10 сигналов управления, фазовращатель на 90 11, второй Фазовый де- 25 тектор 12.

Формирователь 10 сигналов управле-. ния содержит (Фиг. 2) умножитель 13 частоты, полосовой Фильтр 14„ ограничитель 15, регистр сдвига 16, эле-= ЗО мент ИЗИ-НЕ 17.

Когерентный демодулятор цифровых сигналов работает следующим образом.

На вход формирователя 10 поступает (Фиг, 2) сигнал U (t) с частотой

О (фиг. За) . На выходе умножителя 13 частоты формируется сигнал, в спектре которого присутствует спект-ральная составляющая с частотой ш и) которая выделяется полосовым фильтром 10

14 (фиг. Зб). Сигнал U@ поступает в ограничитель 15, на выходе которого формируется последовательность видеоимпульсов с уровнем ТТЛ и с частотой повторения ш о„(фиг. Зв).

Полученная последовательность видеоимпульсов подается на синхронизирующий вход регистра сдвига 16.

Первые m-1 выходи регистра сдвига

16 соединены с входами элемента ИЛИНЕ 17, выход которого соединен с Пвходом регистра сдвига 16„Выходы регистра сдвига 16 являются выходами формирователя lO (фиг. 3 г,д.е), 55

Частоты повторения импульсов сигналов Б„,U,,У равны частоте сигнала U+, а длительности импульсов в m раз меньше периода этой частоты, На вход когерентного демодулятора цифровых сигналов (фиг. 1) поступает сигнал с однократной фазовой манипуляцией, с остатком несущей, с индек1( сом манийуляции 4r =+ — — (n=3,4,5...) п и длительностью символа Т:

Асов((.> t+ — -) на

fi и

lf

Асов (ь t — — — ) на н

1 где ь)„ — частота несущей, А — амплитуда Фазоманипулированного сигнала; и д „, > — промежутки времени, в кото рые приходят соответствующие символы информации.

Для определенности примем, что где T — длительность элементарного символа принимаемой информации.

Рассмотрим работу кольца Фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) когерентного демодулятора цифровых сигналов, состоящего из первого умножителя 7 частоты, первого фазового детектора 1: первого Фильтра нижних частот 2, сумматора 4, генератора 5, второго умножителя 8 частоты, Кольцо ФАПЧ представляет собой схему Сифорова, предназначенную для постановления несущей фазоманипулированного сигнала по методу Пистолькорса и примененную к сигналу с однократной фазовой манипуляцией с ин1

II дексом манипуляции = + ---, и где и

3,4,5, ° ° °

При отсутствии сигнала на входе система поиска, состоящая из сумматора 4 и генератора 5 пилообразного напряжения, периодически перестраивает генератор 3 в нужном диапазоне час тот, в котором ожидается появление сигнала на входе когерентного демодулятора цифровых сигналов. При появлении сигнала на era входе и после вхождения кольца ФАПЧ в синхронизм генератор 5 пилообразного напряжения выключается.

Используя выражение (1), находим сигнал на выходе первого умножителя

? частотьп

К„Асов(пы„ + Я)

К„ Асов(псц„ - И ) на С

UcxA ()— на 7

1434560

U<Ä.Ä (t) К, Асозм„t на „и < (2)

5 где К вЂ” коэффициент передачи перво.1 го умножителя 7 частоты.

Из выражения (2) видно, что на выходе первого фазового детектора 1 отсутствуют информационные составляющие 1р спектра, т.е, при любых скоростях передаваемой информации и любых временах вхождения в связь кольцо ФАПЧ не может выйти из синхронизма.

Частота сигнала на выходе генера- 15 тора 3 равна частоте несущей фазоманипулированного сигнала на входе предложенного когерентного демодулятора, но разность фаз между ними с одинаковой вероятностью может прини- 20

2Н мать одно из п значений: О, 2 2Т1 3-2И (n-1) 2ll что яв и n и ляется принципиальной особенностью 25 метода Пистолькорса. Поэтому использовать сигнал с выхода генератора 3 в качестве когерентной опоры для выделения информации из фазоманипулированного сигнала, нельзя. 30

Для получения когерентной опоры, синфазной с остатком несущей сигнала с однократной фазовой манипуляцией

I и индексом манипуляции g =+ (n = п 35

3,4,5...), используется синхронный фильтр 9, управляющие сигналы для которого формируются из выходного сигнала формирователя 10.

Для выделения остатка несущей 40 фазоманипулированного информационного сигнала, полоса синхронного фильтра 9 выбирается много меньше скорости передаваемой информации.

U > = g А„cos

Н=1

II

А cos(— —— о 2 л

If

А cos(--- + о 2

+Q) +

М на

1 л на q (N

"н л

fI

- — ) и

li — -) п и-2

Ф„„А соз(и 2 — ) на, 2п

45 0Фнч () . Разность фаз между остатком несущей на входе синхронного фильтра 9 и сигналом на его выходе будет равна нулю, так как сигналы управления синхронным фильтром когерентны с остатком несущей.

Огибающую сигнала на выходе синхронного фильтра 9 можно записать:

55 Формула и з о бр ет ения и ф(С) = КсфАн cosv t9 где К вЂ” коэффициент передачи синхронного фильтра 9, A„- амплитуда остатка несущей.

Си нал (3) с выхода синхронного фильтра 9 подается в фазовращатель на 90 I1, на выходе которого имеем, р (t) = Кф К,ФА сов(t — — -) (4) ф& с н 2 1

J где К ф — коэффициент передачи фазовращателя на 90 11, Сигнал (4) с выхода фазовращателя на 90 11 в качестве когерентной о опоры подается на один из входов второго фазового детектора 12, на другой вход которого подается информационный фазоманипулированный сигнал (1) .

На выходе второго фазового детектора 12 сигнал в общем виде записывается:

Бф =2 А„соз(И... t +(,) + фг „, <н н и — 2 л

А cos(II — — — ) на о 2п 1 л n + 2 и

А cos(t — — -) на

2п где А — амплитуда N-ой составляющей

К спектра;

А — амплитуда постоянной составляющей спектра.

Второй фильтр нижних частот 6 про. пускает только постоянную составляющую спектра сигнала (5), поэтому, сигнал на его выходе можно записать: и+2

К, А соз(1(— -) на (6)

Фнн о 2п и где К фн„— коэффициент передачи (ФНЧ) второго фильтра нижних частот 6, Сигнал на его выходе, описываемый выражением (6), представляет собой продемодулированную информацию сигнала (1).

Когерентный демодулятор цифровых сигналов, содержащий последовательно соединенные первый фазовый детектор, 1434560 первый фильтр нижних частот и сумматор, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом генератора пилообразного напряжения и с входом генератора управляемого напряжением, и последовательно соединенные фазовращатель на 90, второй фазовый детектор и второй фильтр нижних частот, отличающийся 0 тем, что, с целью повьппения достоверности, введены синхронный фильтр, дЪа умножителя частоты и формирователь сигналов управления, выходы которого подключены к управляющим вхо-, 15 дам синхронного фильтра, выход и информационный вход которого соединены соответственно с входом фазовращатео ля на 90 и с опорным входом второго фазового детектора, который подключен к входу первого умножителя частоты, выход которого соединен с сигнальным входом первого фазового детектора, к опорному входу которого подключен выход второго умножителя частоты, вход которого соединен с входом формирователя сигналов управления и с выходом генератора управляемого напряжением.

1434560

n n

1 и п

1 )1! i

n n

1!1 /1

Фиг.3

Составитель А.Москевич

Редактор И.Сегляник Техред M.Äèäûê Корректор М.Максимишинец

Заказ 5565/57 Тираж 660 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

1 1! 1

v v v гч гч

\s \I li

v ч v гч гч

1 l 1l 1I

v v ч ) v с.с г г. г г