Демодулятор сигналов

 

Изобретение относится к радиосвязи и может использоваться в широкополосных системах передачи по радиоканалам миллиметрового диапазона волн, Цель изобретения - повышение скорости передачи по нелинейным инерционным каналам, подверженным частотно-селективным замираниям. Для достижения указанной цели в демодулятор сигналов введены второй фильтр 10, первый детектор 11 огибающей, первый компаратср 12, второй детектор 13 огибающей, второй компаратор 14, элемент И |5 и ограничитель 16о Введение указанных элементов позволило повысить скорость передачи примерно в 2 раза, а при фазовом детектировании АФМ-колебаний дополнительно повысить помехоустойчивость приема за счет адаптивного перехода с когерентного на автокорреляционный режим детектирования в зависимости от величины селективныхзамираний. 2 ил.

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PEU iÓÁËÈÍ (19) (И)

А1 (g))g H 04 L 27/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЛ

К А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР 1 (21) 4669600/09 (22) 30,03.89 (46) 07.02.91. Бюп. h 5 (72) Б.И.Макаренко, В.В.Ванькевич, М.А.Иванов и С.В.Козелков (53) 621.394.62(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

15400?9, кл . Н 04 L 27/22, 1988. (54) ДЕМОДУЛЯТОР СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к радиосвязи и может использоваться в шкрокополосньк системах передачи по радиоканалам миллиметрового диапазона волн,. Цель изобретения - повышение скорости передачи по нелинейным ивер» ционным каналам, подверженным частот2 но-селективным замираниям. Для достижения ук .эанной цели в демодулятор сигналов введены второй фильтр

10, первый детектор 11 огибающей, первый компаратср 12, второй детектор 13 огибающей. второй компаратор

14, элемент И 15 и ограничитель 16.

Введение указанных элементов позволило повысить скорость передачи примерно в 2 раза, а при фазовом детектировании АфМ-колебаний дополнительно повысить помехоустойчивость приема за счет адаптивного перехода с когерентного на автокорреляционный режим детектирования в зависимости от величины селективных ° замираний. 2 ил.

1626441

tJ(t) = А(С)соа (ь) t + Eg(t) + iP ) +

+ ((t) = A(t)cot g + ((t), 40

rpe A(t) — изменяющаяся амплитуда

АФМ-сигнала;

Я вЂ” центральная частота спект45 ра АФМ-сигнала, Я„ 2вf©, (() — изменяющаяся фаза АФМ-сиг1 нала; — начальная фаза; (t) — стационарный белый гауссовский шум.

С момента поступления этого сигнала начинается его фазовая и аиплитудная демодуляция. При фаэовой демодуляции сигнал r. входа демодулятора поступает на сигнальный вход анализатора 1 и на вход первого фильтра 2, который вьщеляет иэ поступившей на его вход смеси сигнал U (t) с центральной час50 изобретение относится к радиосвяэ и может использоваться в широкополос. ных системах передачи по радиокана(ам миллиметрового диапазона волн.

Цель изобретения — повышение скорости передачи по нелинейным инерционным каналам, подверженныи частотно-селективным замираниям.

На фиг. 1 приведена структурная 10 электрическая схема демодулятора сигналов; на фиг. 2 — схема анализатора, входящего в состав демодулятора, Демодулятор сигналов содержит ана- 15 лиэатор 1, первый фильтр 2, переиножитель 3, интегратор 4, линию 5 задержки, блок 6 восстановления несущей, решающий блок 7, блок 8 тактовой синхронизации и коммутатор 9 сиг- 20 валов, а также второй фильтр 10, первый детектор 11 огибающей, первый компаратор 12, второй детектор 13 огибающей, второй компаратор 14,, элемент И 15 и ограничитель 16. 25

Анализатор, входящий в состав демодулятора сигналов, содержит полосовые фильтры 17 и .18, ограничители 19 и 20, фазовые детекторы 21 и 22, интеграторы 23 и 24, вычитатель 25.и 30

1 пиковый детектор 26.

Демодулятор сигналов работает следующим образом.

На входе демодулятора действует алдитивная смесь АФМ-сигнала и ста- 35 пионарного белого гауссовского шума н виде тотой спектра f . С сигйал ного входа анализатора 1 сигнал поступает на входы полосовых филь"ров 17 и 18 (фиг. 2). Полосовой фильтр 17 выделяет из смеси нижнюю спектральную составляющую U <(t) A(t) cos(got + Чи +

+(I1) + P(t), а полосоаой фильтр 1о верхнюю спектральную составляющую

0в() = А()сов®о +Ч в+Ф + ((t)

0 выходов полосовых фильтров 17 и 18 сигналы поступают на входы соответствующих ограничителей 19 и 20 уровней, в которых стабилизируются значения амплигуд сигналов, поступающих на их входы. С выходов ограничителей

19 И 20 уровня сигналы UII (t)

= Асов(Я С +/II + p ) + g (t) и Ug(t)=

= Асов(Я t + Цв + g ) + () поступают на соответствующие входы фазовь)х детекторов 2 и 22.

Одновременно с выхода первого фильтра 2 сигнал U () поступает на вход первого детектора 13 огибающей и на ограничитель 16, в котором стабилизируется значение амплитуды поступающего на вход сигнала U (t). С выхода ограничителя 16 сигнал в виде

Ut(t) - йсоа(с),t ц1(с) +(I ): .I(t) поступает на сигнальный вход перемножителя 3, на вход линии 5 задержки и на вход блока 6 восстановления несущей. Пройдя линию 5 задержки, сигнал U" (t), задержанный на такт, в виде U (t — Т) Acos)Q (t — T) +

+ (I(t — т) т((л) т ((с — т), поступает на соответствующий вход коммутатора 9 т сигналов. ф блоке 6 восстановления несущей при поступлении сигнала U (".) восстанавливается опорное колебание

G(t); Асов(Юрй +(f ), которое поступает на соответствующий вход коммутатора 9 сигналов и на второй вход анализатора .. С этого входа сигнал

C(t) подается одновременно на вторые входы фазовых детекторов 21 и 22.

Фазовые детекторы 21 и 22 выполнены на основе интегральных перемножителей, в которых сравниваются фазы поступающиХ на входы интеграторов сигналов(Ы„(С) и С(С) для фазового детектора 21 и PU (t) и C(t) - для фазового детектора 22. Таким образом, на выходе интегратора 23 формируется напряжение UqI, пропорциональное величине(PI.=- P, - Я, а на выходе интегратора 24 — напряжение О((), пропорциональноено е величине (g< = (. В ф)

В интеграторах 23 и 24 происходит

26441 6 жение 1. (»пп = 1, характеризующее наличие частотно-селективных замираний, а при величине 1> д(п (11п(п на выходе ррп

5 анализатора 1 формируется управляющее напряжение U ппп = О, характеризующее их отсутствие.

С выхода анализатора 1 управляющее напряжение подается на управляющий вход коммутатора 9 сигналов и переводит его при U >1пп = 1 в автокорреляционный режим, а при UtN и — — О— в когерентный режим работы. При когерентном режиме работы сигнал G(t) с первого входа коммутатора 9 сигналов поступает на опорный вход перемножителя 3. Произведение сигналов V"(t) и С() интегрируется в интеграторе 4, на входе которого будет результат

16 пТ пТ

jl т> = J " (>)с(>)д> = J А(соя((>, > + »(t) +(p + 1 (t)J stot(u! t + (p ) >> (n->) Т

»>)- >) Т

Решающий блок 7, синхр о ни зируемый блоком 8 тактовой синхронизации, 25 принимает решение по величине и знаку I î передаче "О" или "1", которое поступает на первый выход демодулятора сигналов. При автокорреляционном режиме работы сигнал с соотг- ЗО пТ пт

Д, = j U (t)U*(t — Т)1С = I 1) »созГб3 (»->)T

+ (p(t — т) +() ) - »(t — т)>», Решающий блок 7, синхронизируемый

35 блоком 8 тактовой синхронизации, принимает решение по вели«ине и знаку

I< о передаче 1 или О которoc поступает на первый вход демодулятора сигналов. 40)

При амплитудной демо,>уля:р»и с>»> пал

U(t) с выхода демодулятора сигнал B одновременно поступает на вход первого 2 и вход второго 10 фильтров, Первый фильтр пропускает только частот- 45 ные компоненты в окрестномти fp и лов давляет компоненты О, 2fп, 31„ ...

Второй фильтр 10 пропускает только частотные компоненты в o;(рестностп

Зйр и подавляет кап»понежить> О, 2fp, 4т ... Выходной cr»r;:ал нел>»не,— кого канала л»ожно представить в r:r» де ряда Фурье от аргуменга f

Г Г

+(p j + » (t! jAcntl(>,(! т)

) 1

S = -gp + g> cosf p + g

+ g cos 3 f +..., где gp, g — члены ряда усреднение поступающих сигналов за один такт С их выходов сигналы подаются на входы вычитателя 25, в котором значения напряжений 11 » и U< -т > сравниваются между собой, причем результирующее напряжение на выходе пропорционально величине фазовых искажений Ь(.1) = ч)> — 92 = 2(-1)() Ч)н Мв

Выходное напряжение U>>(п вычигателя

25 поступает на вход пикового детек— тора 26, в котором оно сравнивается с допустимым значением U r»< оп т *оп = (величина Д(1>= 50 свидетельствует о наличии на трассе распространения миллиметровых радиоволн частотно-селективнь)х замираний). При величине

U д р — 1 1>,q и на выходе анализатора 1 формируе» ся управляющее напряветствующего входа коммутатора 9 сигналов U>" (t — Т) поступает на опорный вход перемножителя 3. Производные сигналов U"(t) и U*(t — Т) интегрируется в интеграторе 4, на выходе которого будет результат

Тогда комп->неHr a a(r «;ла >ьа -ыходе первого фи:,ьтра 2:> основ.>(г:. полосе п1 опуска )>»я с,le).. ром»а f, будет (>,), (с) = g» (Л, ) сosl а комт онента сигH(>ëa на выходе второгo фильтр.. 0 в основной .»о) ос> 1 опуска>п(я е центром н» 31 оудег (>3,(L) = g (>"») с з3 ° .

При )»риеме сигнала U(t) с малым ин>ф(рмационпым значением амплитуды, соответствующим 0", от-.тика нелинейного канала на ЗГ пе будет а на

9 p буд> т. Тогдa o»,ы;ода «roporo фил ра 10 сигнал ()) (t ), про».дя перль.>» летer(l с р 11 or r»áaê>»>>år» в виде "0" и преобразуясь )»а»ерв(м кo »lranarope

12 в ц),фрогу>»> ф, му, поступает на вход )лем(-пта И 15 П»)и зг or " г.():оца первого (1)»»пь>ра 2 с) ")»a>) (>)» (t),:iðo>гдя второ)» детект op i 3 (t пбающ>.п, . в коКо> ором определяется >»>»ф«т>п»(»ционное значение уровня прпнпм .е>>ого с»»гпала, рав»»ое 1, пос >пает па второй ьor»raprrop 14, гпе Ilpt образуетс» в цифровую

»

,>орму, и (-. его r)ûõo:ra 1" поступает на другой ))хе»> злеме»»та 1 . 15. Эл мент

1626441

1>{ 15 Ilpott3BoglltT логическое умножение!

;{»i» {ии, {{осту{{{{в{{их на входы, и на

{и {коде ныдлот зилчеиие 0", которое

{{»дается на второй выход демодулятора с{{г{{лжив, Up» приеме сигнала Б({.) с большим

»{{формационным значением амплитуды, (о{ т ветс тнующ»м "1", отклик нелинейи< г{. клилла будет и на, и на ЗГ

Г выхода первого фильтра 2 сигнал, „, (t) поступает иа вход второго детек {ч1ра 13 огибающей, а с выхода второго ф{{льтра 10 сигнал (j)<(t) поступает ил вход первого детектора 11 огиблющей (1бл детектора 11 и 13 огиба{:{>{с{{ ио значениям соответственно ,,1„({ ) и Я{() Ьормнруют на своих ны:{лх иаиряжеи»я U и UI, пропорцио{{л {ÄEIE{e "1". Эти напряжения подаются с; о { {{етст{{е{{{{о иа входы компараторон

12» 14, где преобразуются в цифро{ у«форму. С выхода обоих компараторов величина "1" поступает на входы

»{е{{е{{та И 15, на ни{ходе которого

{{„{рлблтынлется "1", подаваемая далее второй выход демодулятора сигна I аким образом, введение новых блок.>н и связей по отиошеиию к изнест{{ому устройству позволяет выявить в .{ ели{{ейных ииерциоиных каналах

ill{{I>{>pItBTtIIoEIilE.IP изменения уровня при{{»ма . мых ЛФ>1-сигналов за счет анализл илл»чия и мощности компонент нелинейных искажений иа частоте 3f, . ОдEIoBpeEteE{»o при Алзоной де{{одуляции, {ФИ-с»гиллон лиллизируется степень члстотио-селект»ниых замираний с лллпти{{{{ь{м переходом ил когереитиую (ири малых частоз ио-селективных замирлииях) или антокорреляциоиную систему (I{pи болы{п{х частотно-cåëñêòèв{и{х замираниях) фаз{-иую демодуляцию . {1> 1-сигналов, что {{риводит к повышен{ю скорости {{ер{-.,лчи по нелинейным..рц{{оииым влил.{лм и доиолнительно:.у II{>BEIIIIG!II{ поме {< ócòîé÷èBî{:ти

t5

Формула изобретения

Демодулятор сигналов, содержащий анализатор, первый фильтр, последовательно соединенные перемножитель и интегратор, линию задержки, блок восстановления несущей, решающий блок, блок тактовой синхронизации и коммутатор сигналов, соответствующие входы которого соединены с выходом линии задержки, блока восстановления несущей и анализатора, перв{,{й вход которого и вход первого фильтра яглнются входом демодулятора сигналов, первым выходом которого является выход решающего блока, первый вход которого подключен к выходу блока тактовой синхронизации, вход которого соединен с выходом интегратора и вторым входом решающего блока, причем выход коммутатора сигналов и выход блока восстановления несущей подключены соответственно к первому входу перемножителя и второму входу анализатора, о т л и ч а ю— шийся l ем, что, с целью повышения скорости передачи по нелинейным инерционным каналам, подтвержденным частотно-селективным эамираниям, введены последовательно соединенные второй фильтр, первый детектор огибающей и первый ком{{аратор, последовательно соединенные второй детектор огибающей и втррой компаратор, элемент И и ограничитель, выход которого подключен к второму входу перемножителя, входу линии задержки и входу блока восстано.зле{{ия несущей, при этом выход первого фильтра соединен с входом ограничителя и входом второго детектора огибающей, вход второго фильтра соединен с входом первого фильтра, а выходы первого и второго компараторов подключены к входам элемента И, выход которого является вторым выходом демодулятора сигналов.

16 26441

Составитель В. Зенкин

Техред М.Дидык Корректор Н.Ревская

Редактор Н, Тупица

Тираж 381

Подписное

Заказ 288

BHHHIIH 1 o ;äàðñòâåíHîãî 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