Линия связи с частотной модуляцией

 

Изобретение относится к технике связи. Цель изобретения - уменьшение полосы частот канала связи и искажений передаваемых информационных сигналов. Линия связи содержит передающую и приемную стороны. На передающей стороне в двух каналах осуществляется формирование передаваемых сигналов, которые затем модулируются, складываются, поступают на передатчик и излучаются в эфир передающей антенной. На приемной стороне сигнал поступает в два канала обработки, где вырабатываются выходные сигналы. Цель достигается за счет учета флуктуационных составляющих, обуславливающих искажения сигналов на выходах приемной стороны. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5у 4 Н 04 В //165

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4265077/24-09 (22) 19.06.87 (46) 15.10.89. Бюл. N 38 (72) М.А. Быковский (53) 62 1.396 . 59(088 .8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1042196, кл. Н 04 В 7/04, 1983. (54) ЛИНИЯ СВЯЗИ С ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ (57) Изобретение относится к технике

=вязи. Цель изобретения — уменьшение полосы частот канала связи и искажений передаваемых информационных сигИзобретение относится к системам передачи и приема в одном частотном канале двух сигналов с частотной модуляцией и может быть использовано в линиях радиолинейной связи.

Цель изобретения — уменьшение полосы частот канала связи и искажений передаваемых информационных сигналов, На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема передающей сторо— ны; на фиг. 2 — структурная электрическая схема приемной стороны.

Линия связи с частотной модуляцией содержит на передающей стороне первый сумматор 1, передатчик 2, передающую антенну 3, первый модулятор

4, второй модулятор 5, два канала формирования сигнала, каждый иэ которых состоит из второго сумматора

6 и первого и второго квадратурных блоков, содержащих каждый усилитель

7, третий сумматор 8, дискретизатор

„„SU„„1515376 А1

2 налов ° Пиния связи содержит передающую и приемную стороны. На передающей стороне в двух каналах осущест-, вляется формирование передаваемых сигналов, которые затем модулируются, складываются, поступают на передатчик и излучаются в эфир передающей антенной. На приемной стороне сигнал поступает н два канала отработки, где вырабатываются выходные сигналы. Цель достигается эа счет учета флуктуационных составляющих, обусл".íëèâàþùèõ искажения сигналов на выходах приемной стороны. 2 ил.

9 и перемножитель 10,а также опорный генератор 11 и синтезатор 12, на приемной стороне — приемник 13 два канала обработки сигнала, каждый из которых с одержит синхронный д етектор

14, фильтр 15 нижких частот, первый гребенчатый фильтр 16, второй гребенчатый фильтр 17, частотный дискриминатор 18, первый квадратурный блок

19,и второй квадратурный блок 20, а также сумматор 21, узкополосный фильтр 22, синтезатор 23, приемную антенну 24, причем каждый квадратурный блок включает перемножитель 25, интегратор 26 и блок 27 памяти.

Устройство работает следующим образом.

На передаче и на приеме синтезаторы 12 и 23 формируют синхронные опорные и управляющие напряжения. На первый и второй входы каждого из каналов формирования сигнала (фиг. 1) 3 1515376 поступают напряжения x < (t) и Х (с) для первого канала и Y (t) и У (с) для второго канала. Формирование передаваемых сигналов в обоих каналах осуществляется одинаково.,"

На входах усилителей 7 первого канала формирования сигнала присутствуют напряжения Х „(с) и Х (с). К ним в третьем сумматоре 8 добавляется пи- 10 лот-сигнал S„(t)= о .sin 2»f„t, формируе«ый на шестом выходе синтезатора

12, на вход которого поступают колебания опорного генератора 11. Частота fд мождет быть выбрана равной час-15 тоте опорного генератора 1.1, но она должна быть меньше в несколько раз верхней частоты f спектра передаваб емых сигналов. Уровень пилот-сигнала о выбирается ниже уровня информаци- 20 онных сигналов. Пилот-сигнал осуществляет синхронизацию синтезатора 23.

С выходов сумматоров 8 напряжения поступают на первые входы дискретизаторов 9, на вторые входы которых с пятого выхода синтезатора 12 подаются стробирующие импульсы с частотой Котельникова 2f . На выходе дискретизаторов 9 в первом и втором квадратурных блоках формируются напряжения: 30

Х,(с)=Х,(с + И,(с„);

Х (с)=Х,(с/ + S„(ñ„), где t„=nT — момент поступления стробирующего импульса на второй вход дискретизатора9, т=1/2f,.

В течение времени Т на входах пе- 40 ремножителя 10 в первом и втором квадратурных блоках действуют напряжения Х,(с) и Х (с). <<а вторые входы перемножителей 10 поступают синхронные гармонические колебания: 45

U, (с) =sin 2«(t-t„) /Т=вы(2» t/Т); (2)

U (с) =сos 21 (t-с„) /T=cos(21 с/Т) .

В результате перемножения и сумми- 50 рования сигналов во втором сумматоре

6 на выходе первого канала формирования сигнала формир уетс я напр яж ени е

V< (t) Х,(t) sin 2»t/Т+Х (t)<-os2» t/Ò. 55 (3)

Аналогично Формируется напряжение на выходе второго канала формирования сиг нала

Ч,„(с) =Y, (t) sin 2»с/T +

+Уд(с)сов 2 t/T, (4) U9(t) = sin 67, с;

U (t) = соя Я,t, (5) где Qp 2» 1с /T, kz>)1 — целое число.

В модуляторах 4 и 5 осуществляется фазовая модуляция колебаний (4) напряжениями V, (с) и Ч (с) с индвксами модуляции ш „и m<. На выходах первого и второго модуляторов 4 и 5 соответственно формируются напряжения:

У<(с)=А,sin ((,),t+m,V<(t)j; (6)

У<(с)=А соя (и,t+m

На приемной стороне сигнал с приемной антенны 24 через приемник 13 поступает на синхронный детектор 14.

Этот сигнал имеет вид

W(t) =A< sin (у, t+m, Ч, (t)+g) +

+А сов (ц, t+mgVg (t)+Cp)+ (8)

+ n (с) sin у, с+и, (с) сову, t, 9 где А< и А — амплитуды принимаемого сигнала; (P — его фаза; и (t) и и (с) — квадратурные составляюя с щие шума, действующие

° на входе приемника 13.

На первые входы синхронных детекторов 14 с первого и второго выходов синтезатора 23 поступают колебания:

V9(t) =< 2 sin (до t;

V, (t) = 2 сos со,t.

В результате перемножения сигналов (8) и (9) в синхронных детекто(t„)+S„(t„), i 1,2.

В соотношениях (3) и (4) точкой обозначена производная функции по

% времени. Напряжение V, (с) поступает на вход первого модулятора 4, а напряжение V (t) — на вход второго модулятора 5. На вторые входы модуляторов 4 и 5 соответственно с первого и второго выходов синтезатора 12 поступают напряжения:

5 1515376 рах 14 и фильтрации фильтрами 15 нижних частот в первом и втором каналах обработки сигнала выделяются напряжения: (15) Чс (t) = Az(os mzVz с)(-и v

5 лН где и> и n, — составляющие шума, прошедшие через фильтры 17.

Сигналы (14) и (15) поступают на входы частотного дискриминатора 18, 10 на выходе которого формируется сигнал

2 (с) = Е (с)/т,Е,(с)=Ч, (с) +

+ (, (t) /А,m,, (16) где Z (с)=V,,(с)+Чэ,(с); Zz(t) V Ч, 1 (Ь

Чэ Чс, ю (с) — флуктуационная составляющая, обусловленная действием шума на входе прием20 ника 13. г (с)- Ч,(с)+ P (s)/A,m,. (17)

° 1

Ig

Сигналы Z (с) и Z (с) поступают на входы первого 19 и второго 20 квадратурных блоков, на другие входы которых с третьего и четвертого выходов синтезатора 23 поступают колебания U, (ñ)=sin 2ес/Т и U<(t) (os 2at/T. После перемножения в перемножителе 25 сигнал поступает на интегратор 26, а затем на блок 27 памяти, на выходе которого вырабатываются напряжения, пропорциональные сигналам Х< (с) + ((с) и X<(t) +

z /

+ («(t) Где Х, (t) задаются соотно шениями (1), а (и ., — флуктуационные составляющие, обуславливающие искажения сигналов Хэ(с) на выходах устройства приема, фиг . 2. запишем (os(m ° Ч; )-I (m; B; )+2 Iд<(m; B ) )

x cos (4л kt/Ò+2Ù; ) ); (13) ОО 35

sic(m;V )=2 2 (m 8 )sis ((2k+

+1) (2а t/Т+(1, )) .

Соотношения (13) показывают, что 40 функция cos(m,V, ) содержит четные гармоники частоты 2((/Т, а функция

sin(m Ч,) — нечетные. Поэтому эти функции ортогональны и могут быть разделены с помощью гребенчатых фильтров. 45

Гребенчатые фильтры 16 выделяют гармоники с частотами (2k+1)/Т, а на их выходах выделяется составляющая сигнала

Формула изобретения

Линия связи с частотной модуляцией, содержащая на передающей стороне первый сумматор, передатчик, передающую антенну и первый и второй модуляторы, выходы которых соединены соответственно с первьм и вторьм входами первого суиматора, вход передатчика подключен к выходу первого сумматора, а выход связан с передающей антенной, на приемной стороне приемную антенну, приемник, и первый и второй каналы обработки сигнала, информационные

50 (14) 1

Ю<(С)=А,сов(в,Ч,(С) -ААв(п(т Ч (С))

+ n,(t); (10) ы (с) =А, Я(п (m, v, (s)7+Ass os (msvs (s))+

+ nñ(t), где n (t) и п (с) — прошедшие через фильтры 15 компоненты шума.

Разделение сигналов Х;(с) и Y; (t) обеспечивается следующими предпосылками. Учитывая (2) и (3), запишем

V; (t)=B sin (2-,с/Т+У ). (11) Используя разложение сов(Х sin(p)=I (Х)+2 I (Х)(.os 2Щ й(" (12)

sin(X sin(p) =2 + I (Х) sin(2k+1)(P, К=О "А где I„(X) — функция Бесселя k-го порядка, Чэ (с)=-A>sin ш Ч (с)+и

Ч (с)= А, sin m,V, (t)+n,,: в первом и втором каналах обработки сигнала соответственно. Здесь пэ и и — составляющие шума, прошедшие через гребенчатые фильтры 16. Аналогично на выходах гребенчатых фильтров

17 выделяются составляющие:

V (t) = А,(os m,V, (с)+и

На выходе частотного дискриминатора 18 второго канала обработки сигнал имеет вид нала. входы которых соединены с выходом приемника, вход которого свя зан с приемной антенной, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью уменьшения полосы частот канала связи и искажений передаваемых информационных сигналов, введены на передающей стороне опорный генератор, синтезатор и два канала формирования сигнала, каждый из которых содержит второй сумматор и первый и второй квадратурные блоки, состоящие каждый из усилителя, третьего сумматора, дискретизатора и перемножителя, первый вход которого соединен с выходом дискретиэатора, первый вход которого подключен к выходу третьего сумматора, первый вход которого соединен с выходом усилителя, входы усилителей первого и второго квадратурных блоков являются первым и вторым входами каждого из каналов формирования сигнала, выходы перемножителей первого и второго квадратурных блоков соединены соответственно с первым и вторым входами второго сумматора, первый выход синтезатора соединен с первым входом первого модулятора, второй вход которого подключен к выходу второго сумматора первого канала формирчания сигнала, второй выход синтезатора соединен с первым входом второго модулятора, второй вход которого подключен к выходу второго сумматора второго канала формирования сигнала, вторые входы перемножителей первого квадратурного блока обоих каналов формирования сигнала подключены к третьему выходу синтезатора, вторые входы перемножителей второго квадратурного блока обоих каналов формироо вания сигнала подключены к четвертому выходу синтезатора, пятый выход которого подключен к вторым входам дискретизаторов всех квадратурных блоков, шестой выход синтезатора соединен с вторыми входами тр етьих сумматоров

45 всех квадратурных блоков, выход опорного генератора подключен к входу синтезатора, на приемной стороне сумматор, узкополосный фильтр, синтезатор, причем каждьп канал обработки сигнала содержит синхронный детектор, фильтр нижних частот, первый и второй гребенчатые фильтры, частотный дискриминатор, первый и второй квадратурные блоки, выходы которых соединены с соответствующими входами сумматора, в каждом канале обработки сигнала выход синхронного детектора соединен через фильтр нижних частот с первыми входами первого и второго гребенчатых фильтров, выход частотного дискриминатора подключен к первым входам первого и второго квадратурных блоков, первый вход частотного дискриминатора первого канала обработки сигнала соединен с выходом первого гребенчатого фильтра этого же канала, а второй вход подключен к выходу второго гребенчатого фильтра второго канала обработки сигнала, первый и второй выходы синтезатора соединены с первыми входами синхронных детекторов соответственно первого и второго каналов обработки сигнала, третий выход син— тезатора подключен к вторым входам всех гребенчатых фильтров и вторым входам первых квадратурных блоков обоих каналов обработки сигнала, четвертый выход синтезатора соединен с вторыми входами вторых квадратурных блоков обоих каналов обработки сигнала, пятый выход синтезатора подключен к третьим входам всех гребенчатых фильтров и третьим входам всех квадратурных блоков обоих каналов обработки сигнала, вход синтезатора соединен с выходом узкополосного фильтра, вход которого подключен к выходу сумматора, второй вход синхронного детектора является информацион.— ным входом канала обработки сиг»15376 и.2

nr.2

Ф Р 2

Составитель И. Королев

Техред А.Кравчук Корректор М. Максимишинец

Редактор А. Лежнина

Заказ 6296/57 Тираж 626 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101