Устройство для демодуляции фазомодулированного сигнала

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах обработки и преобразования информации с фазовым ее представлением. Цель - повышение точности определения фазы и переходов между дибитами фазомодулированного сигнала-достигается введением в устройство блока 5 компараторов и блока 4 преобразования сигнала. При этом каждый блок 1, 4 преобразования сигнала содержит аналого-цифровой преобразователь 8, регистры 9, 10 и компаратор 11. Кодер 3 содержит элемент 20 задержки, выходной регистр 19 и постоянное запоминающее устройство 18, а блок 5 компараторов - компараторы 21-24 и 25-28, элементы ИЛИ 39, 30, элемент 31 совпадений и формирователь 32 импульсов. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ GOBETCHMX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1

09) (11) (51)5 Н 03 K 9/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д ВТ0РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

f10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР! (21) 4363331/24-21 (22) 13.01.88 (46) 23.01.90. Бюл. М 3 (71) ХоЗрасчетный научно-исследовательский институт "Алгоритм" при

Узбекском научно-производственном объединении "Кибернетика" AH УЗССР (72), И.Р.Мухамеджанов и В.Л.Тарантин (53) 621.376.6 (088.8} (56) Авторское свидетельство СССР

И 350155, кл. H 03 К 9/04, 02.11.70.

Устройство преобразования сигналов, мод. 2400КН: Техническое опи,сание и инструкция по эксплуатации.

302.222.117 ТО.-М., 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕМОДУЛЯЦИИ фАЗО МОДУЛИРОВАННОГО СИГНАЛА (57) Изобретение относится к импульс2 ной технике и может быть использовано в системах обработки и преобразования информации с фазовым ее представлением. Цель - повышение точности определения фазы и переходов между дибитами фазомодулированного сигналадостигается введением в устройство блока 5 компараторов и блока 4 преобразования сигнала. При этом каждый блок 1,4 преобразования сигнала содержит аналого-цифровой преобразователь 8, регистры 9, 10 и компаратор

11. Кодер 3 содержит элемект 20 задержки, выходной регистр 19 и постоянное запоминающее устройство 18, а блок 5 компараторов - компараторы

21-24 и 25-28, элементы ИЛИ 39, 30, Ж епемемт 31 совладеиий и формирователь Q)

32 импульсов. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.

С:

1538242

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах обработки и преобразования информации с фазовым ее представ5 лением.

Целью изобретения является повышение точности опеределения фазы и переходов между дибитами фазомодулированного сигнала.

На фиг. 1 представлена функциональ, ная схема устройства для демодуляции фазомодулированного сигнала; на фиг. 2 - эпюры напряжений и кодовые

) комбинации в различных точках устрой ства.

Устройство для демодуляции фазомо, дулированного сигнала содержит блок

1 преобразования сигнала, блок 2 па- 20 мяти, кодер 3, блок 4 преобразования

:, сигнала, блок 5 компараторов, входную шину 6 и шину 7 управления.

Блок 1 преобразования сигнала со, держит аналого-цифровой преобразова- 25, тель (АЦП) 8, регистры 9 и 10 и ком паратор 11. Блок 4 преобразования сигнала содержит АЦП 12, регистры 13 и 14 и компаратор 15. Блок 2 памяти содержит формирователь 16 сигнала ЗО и регистр 17 сдвига. Кодер 3 содержит постоянное запоминающее устройство

18 (ПЗУ), выходной регистр 19 и эле, мент 20 задержки. Блок 5 компараторов содержит компараторы 21-24 первой 35 группы, компараторы 25-28 второй группы, элементы ИЛИ 29 и 30, элемент

31 совпадений, формирователь 12 импульсов и выходную шину 33 °

Входная шина 6 соединена с входами

АЦП 8 и 12, а шина 7 управления - с управляющими входами АЦП 8 и 12 и регистров 10 и 14. Выходы АЦП 8 сое- динены с входами регистра 9, выходы которого соединены с первыми входами компаратора 11 и входами регистра 10, выходы которого соединены с вторыми входами компаратора 11, выход которого соединен с входом регистра 17 сдвига, тактовый вход которого соединен с выходом формирователя 16 импульсов, вход которого соединен с выходом компаратора 15, первые и вторые входы которого соединены соответственно с выходами регистров 13 и 14, входы регистра 14 соединены с выходами регистра 13, входы которого соединены с выходами АЦП 12.

Выходы регистра 17 сдвига соединены с входами ПЗУ 18, выходы которого соединены с входами выходного регистра 19, выходы которого соединены с выходной шиной 33, а управляю щий вход - с выходом элемента 20 задержки, вход которого соединен с управляющим входом ПЗУ 18 и выходом формирователя 32 импульсов, вход которого соединен с выходом элемента

31 совпадений, входы которого соединены с выходами элементов ИЛИ 29 и 30, Входы элемента ИЛИ 29 соединены с выходами компаратооов 21-24 первой группы„ первые входы которых соединены с первой половиной выходов регистра 17 сдвига, а вторые входы - с шиной опорных кодов и вторыми входами компараторов 25-28 второй группы, первые входы которых соединены с второй половиной выходов регистра 17 сдвига, а выходы - с входами элемента ИЛИ 30.

На фиг. 2 представлены эпюра 6 напряжения входного сигнала устройства, результирующая кривая 34 выходного сигнала блока 1, двенадцатиразрядный код 35 на выходе блока 2, цифровой код 36 на адресных входах

ПЗУ 18 и соответствующие ему значения дибитов на выходной шине 33 (фиг.2в), результирующая кривая 37 выходного сигнала компаратора 15 тактовые импульсы 38 управления реI гистром 17 сдвига, первые шесть разрядов 39 и вторые шесть разрядов 40 двенадцатиразрядного кода с выхода регистра 17 (фиг.2б), а также импульсы 41 управления кодером 3.

Устройство для демодуляции фазомодулированного сигнала работает следующим образом.

Входной сигнал по информационной шине 6 (фиг.2а, эпюра 6, сплошная линия) подается одновременно на блоки 1 и 4 преобразований, которые выполнены по одинаковой схеме и работают одинаково, с той лишь разницей, что АЦП 8 блока 1 работает в режиме однополярного сигнала, а АЦП 12 блока 4- в режиме двухполярного сигнала.

При поступлении управляющего сигнала с шины 7 управления на управляющие входы АЦП 8 и 12 производится их запуск. Одновременно по управляющим входам в регистрах 10 и 14 производится запись кодов с выходов регист5

15382 ров 9 и 13 соответственно, По окончании процесса преобразования в АЦП 8 и 12 информация с выхода АЦП 8 (и аналогично с АЦП 12) по сигналу готовно5 сти от АЦП 8 (аналогично от АЦП 12) заносится в регистр 9 (в регистр 13).

Таким образом на выходах регистров

9 и 10 (и соответственно на выходах регистров 13 v 14) устанавливаются цифровые коды двух соседних значений уровня входного сигнала. В компараторах 11 и 15 производятся сравнения этих двух кодов и по результатам сравнения на выходах образуются результирующие кривые: на выходе блока

1 преобразования кривая 34 (Фиг.2а), а на выходе блока 4 преобразования кривая 37 (фиг.2а). Работу блока 4 преобразования можно сравнивать с рабо- 20 той двухполупериодного выпрямителя (фиг.2а, эпюра 6, пунктир). В результате на выходе блока 1 преобразования вырабатывается сигнал 34, соответствующий перегибам кривой входного 25 сигнала, а на выходе блока 4 преобразования — опорный сигнал 37. формирователь 16 обеспечивает селекцию импульсов 37 по длительности. формирование тактовых импульсов 38 Э0 (фиг.2а) по фронту и срезу от импульсов 37 и работает следующим образом. Формирователь узких импульсов вырабатывает короткие импульсы от фронта и среза каждого импульса 37 (фиг.2а). Далее инвертированные импульсы от формирователя узких импульсов запускают одновибратор, который вырабатывает импульсы 38 с длительностью, равной половине длинных импуль- 0 сов 37, причем при фазовых углах 90 и 270С одновибратор запускается только от фронта импульсов 37 (фиг.2а), так как длительность его выходных импульсов больше длительности короткого импульса 37 (фиг.2а) . Таким образом опорный сигнал 38 принимает указанный вид (фиг.2а).

С выхода блока 1 преобразования сигнал поступает на первый информационный вход (фиг.2а, кривая 34), двенадцатиразрядного регистра сдвига. Запись информации в регистр

17 производится по срезу тактового импульса 38, поступающего с формирователя 16, в результате чего на выходе регистра 17 Формируется параллельный код 35 (фиг.2a), который представляет входную информацию по42 следовательностью импульсов 34 в виде двух шестиразрядных кодовых комбинаций 39 и 40 (Фиг.2а), соответствующих двум соседним дибитам, причем согласно количеству фазовых углов модуляции сигнала этих комбинаций может быть четыре (фиг.26) .

С выхода регистра 17 полученные кодовые комбинации поступают на входы компараторов 21 - 28 блока 5 компара торов, причем первые шесть разрядов (код 39) поступают на первые входы первой группы компараторов, состоящей из компараторов 21-24, а вторые шасть разрядов (код 40) поступают на первые входы второй группы компараторов, состоящей иэ компараторов 25-28.

На вторых входах (не показаны) первой и второй групп компараторов установлены четыре контрольные комбинации (фиг.26), при ем на каждый компаратор подано только по одной иэ них.

В случае совпадения кодовой комбинации 39 или 40 с установленной контрольной на выходах одного из компараторов первой 21-24 или втсрой

25-28 групп компараторов появляется импульс сравнения кодовых комбинаций, С выходов компараторов 21-24 импульс сравнения через элемент ИЛИ 29 поступает ка .первый вход элемента 31 совпадений, а с выходов компараторов

25-28 через элемент ИЛИ 30 на второй вход элемента 31 совпадений. Таким образом в момент укладки двух соседних дибитов точно в границы двенадцати разрядов на выходе элемента 31 появляется импульс совпадений, которь,й через Формирователь 32 импульсов управляет работой кодера 3. Формирователь 32 импульсов вырабатывает импульсы (Фиг.2а, эпюра 41) с длительностью, не меньшей времени выборки информации из ПЗУ 18, и выполнен с самоблокировкой от повторного запуска на время между двумя собствен. ными выходными импульсами. Это необходимо для устранения сбоев при поступлении входного сигнала вида

"000...".

С выхода регистра 17 кодовые комбинации 35 поступают на первые информациснные входы ПЗУ 18 кодера 3, причем из всех двенадцати разрядов используются только пятые-восьмые раэрядь. (Фиг. 2а, эпюра 6). Так как по два соседних разряда от каждого диби1538242 та однозначно определяют фазовый сдвиг между дибитами, то,.запрограммировав ПЗУ 18 согласно таблице (фиг,2в), на выходе ПЗУ 18 можно получить непосредственное значение дибита. В

5 таблице (фиг.2в) указаны адреса 36 ячеек ПЗУ 18, по которым должна быт ь записана выходная информация 33 о зйачении дибита, а также дополнитель- 10 но указаны фазовые сдвиги соответстФ вующие этим дебитам.

С выхода ПЗУ 18 информация в виде двухразрядного значения дибита поступает на информационный вход выходного регистра !9, запись в который прои вводится по управляющему входу импульсом 41 через элемент 20 задержки, з!адерживающий фронт импульса 41 на время выборки информации в ПЗУ 18. Вы-20 х!од выходного регистра 19 соединен с ( в1 ходной шиной 33.

Современные АЦП обладают большой скоростью и разрешающей способностью (порядка 0,1 мкс; 2-10 мВ), поэтому 25 применение АЦП позволит с большой точностью определить форму модулированного сигнала и вследствие этого ( увеличить точность определения переходов в условиях реального ФИ-сигна- g0

Иа. Кроме того, представление и обработка сигнала в цифровой форме паралЛельным кодом позволяет определить

Переходы между дибитами простыми комбинационными схемами, а расшифров- 35

Ка кода дибитов при помощи ПЗУ позвоЛяет предельно упростить вычисление фазы ФИ-сигнала. Ввиду того, что блок

Преобразований выполнен с применением АЦП, повышается точность и надежНость синхронизации, что в конечном счете повышает качество демодуляции фазомодулированного сигнала.

Формула изобретения 45

1. Устройство для демодуляции фазомодулированного сигнала, содержащее

Первый блок преобразования сигнала, Вход которого соединен с входной шиной, а выход через блок памяти - с

Входом кодера, выход которого соединен с выходной шиной, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения фазы и переходов между дибитами фазомодулированного сигнала, в него дополнительно введены блок компараторов и второй блок преобразования сигнала, вход которого соединен с входной шиной, управляющий вход - с управляющим входом первого блока преобразования сигнала и шиной управления, а выход - с управляющим входом блока памяти, выходы которого соединены с входами блока компараторов, выход которого соединен с управляющим входом кодера °

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что в нем каждый блок преобразования сигнала содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП), первый и второй регистры и компаратор, причем вход АЦП соединен с входом блока преобразования сигнала, управляющий вход АЦП - с его управляющим входом, а выходы - с входами первого регистра, выходы которого соединены с входами второго регистра, управляющий вход которого соединен с управляющим входом АЦП, а выходы обоих регистров соединены с.соответствующими входами компаратора, выход которого соединен с выходом блока преобразования сигнала.

3. Устройство по п.l, о т л и ч аю щ е е с я тем, что в нем кодер содержит элемент задержки, выходной регистр и постоянное запоминающее устройство, входы которого соединены с входами кодера, а выходы - с входами выходного регистра, выходы которого соединены с выходами кодера, а управляющий вход — с выходом элемента задержки, вход которого соединен с управляющим входом ПЗУ и управляющим входом кодера.

4. Устройство по п,l, о т л и ч аю щ е е с я тем, что в нем блок компараторов содержит две группы компараторов, два элемента ИЛИ, элемент совпадений и формирователь импульсов, причем первые входы первой группы компараторов соединены с одной частью входов блока компараторов, другая часть входов которого соединена с первыми входами второй группы компараторов, вторые входы компараторов обеих групп соединены с шиной опорных кодов, выходы компараторов первой и второй групп соответственно через первый и второй элементы ИЛИ соединены с входами элемента совпадений, выход которого через Формирователь импульсов соединен с выходом блока компараторов.

1538242

1001 О о оо)

fl 001 1

001 ОО

Составитель Е.Борзов

Редактор И.Дербак Техред Л.Сердюкова Корректор И.Иуска

Заказ 173 Тираж 642 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