Демодулятор фазоманипулированных сигналов
Демодулятор содержит 2 фазовых детектора (1,2), 3 фильтра нижних частот /3,4, 8/, фильтр /6/, 1 решающий блок /7/, 1 переключатель /а/. 1 блок выборки-хранения /10/, 1 управляемый генератор /11/, 1 фазовращатель /12/ и 1 одновибратор /13/. 1-3-7, 3-5-6-9-11-1, 11-12-2-4-5-8-10- 12, 13-10, 13-9.1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 Н 04 1 27/22
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
0 (21) 4838748/08 (22) 12.06.90 (46) 15.11.92. Бюл. 1Ф 42 (71) Ростовский научно-исследовательский институт радиосвязи (72) H.Ã.Ïàpxoìåíêî и Б.M.Áîòàøåà (56) Спилекр Дж.. Цифровая спутниковая связь. М.: Связь, 1979, с. 277. (54) ДЕМОДУЛЯТОР ФАЗОМАНИПУЛИРОВАНН blX СИГНАЛОВ Ы 1775870 А1 (5 ) Демодулятор содержит 2 фазовых детектора (1, 2), 3 фильтра нижних частот /3, 4, 8l, фильтр /6/, 1 решающий блок /7/, 1 переключатель /а/, 1 блок выборки-хранения /10/, 1 управляемый генератор /11/, 1 фазовращатель /12/ и 1 одновибратор /13/.
1-3-7, 3-5-6-9-11-1, 11-12-2-4-5 — 8-1012, 13-1 О, 13-9. 1 ил.
1775870
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в аппаратуре систем связи с фазовой манипуляцией (ФМ).
Известно устройство для приема сигна- 5 лов фазовой телеграфии, содержащее два фазовых детектора (ФД), первые входы которых объединены и подключены ко входу устройства, а вторые входы соединены с выходом синхронного гетеродина через со- 10 ответствующие фазовращатели. устройство содержит также последовательно соединенные первый перемножитель, фильтр нижних частот (ФНЧ), компаратор, второй перемножитель и сумматор, а также комму- 15 татор. Выход первого ФД соединен с первым входом первого перемножителя и вторым входом сумматора, выход которого является выходом устройства.
Известен также демодулятор фазома- 20 нипулированных сигналов, принятый за прототип, содержащий первый, второй фазовые детекторы, первые входы которых соединены со входом демодулятора, а выходы, соответственно. через первый и 25 второй фильтры нижних частот соединены со входами перемножителя, выход которого соединен со входом фильтра, а также решающий блок и управляемый генератор, выход которого соединен со вторым входом перво- 30 го фазового детектора и, через фазовращатель, со вторым входом второго фазового детектора, выход первого фильтра нижних частот соединен со входом решающего блока, выход которого является выходом демо- 35 дул ятора.
Недостаток известных устройств состоит в их низкой помехоустойчивости. поскольку оптимальный прием сигналов ФМ по квадратурной схеме требует ортогональ- 40 ных опорных сигналов. Вместе с тем, реальные фазовращатели имеют статическую ошибку по фазе g, в связи с чем опорные сигналы не являются ортогональными, что приводит к ухудшению помехоустойчивости 45 на величину, равную 20!9(1/соз у), Целью изобретения является повышение помехоустойчивости демодулятора за счет устранения фазового рассогласования между опорными сигналами. 50
Для достижения укаэанной цели предлагается демодулятор ФМ сигналов, содержащий первый, второй фаэовые детекторы, первые входы которых соединены со входами демодулятора, а входы. соответственно, 55 через первый и второй ФНЧ соединены со входами перемножителя, выход которого соединен со входом фильтра, а также решающий блок и управляемый генератвр, выход которого соединен со вторым входом первого фазового детектора и, через фазовраща- . тель, со вторым входом второго фазового детектора, выход первого ФНЧ соединен со входом решающего блока, выход которого является выходом демодулятора.
Согласно изобретению, в демодулятор введены третий ФНЧ и переключатель, блок выборки-хранения и одновибратор, вход которого является управляющим входом демодулятора, а выход соединен с управляющими входами переключателя и блока выборки-хранения, выход фильтра, через переключатель, соединен со входом управляемого генератора. а выход перемножителя, через последовательно соединенные третий ФНЧ и блок выборки-хранения, соединен со входом фаэовращателя, второй вход переключателя является входом сигнала опорного напряжения.
Функциональная схема демодулятора приведена на чертеже.
Демодулятор ФМ-сигналов содержит первый и второй фазовые детекторы I и 2, первые входы которых соединены со входом демодулятора, а выходы через первый и второй фильтры нижних частот 3 и 4, соответственно, соединены со входами перемножителя 5, выход которого соединен со входом фильтра 6., В состав демодулятора входят также решающий блок 7, третий фильтр нижних частот 8, переключатель 9,.блок выборкихранения 10, управляемый генератор 11, фазовращатель 12 и одновибратор 13, вход которого является управляющим входом демодулятора, а выход соединен с управляющими входами переключателя 9 и блока выборки-хранения 10. Выход фильтра 6 через переключатель 9 соединен со входом управляемого генератора 11. Выход перемножителя 5, через последовательно соединенные третий ФНЧ8 и блок выборки-хранения 10 соединен с управляющим входом фаэовращателя 12.
Выход управляемого генеоатора 11 соединен со вторым входом фазового детектора
1 непосредственно. а со вторым входом фазового детектора 2 — через фазовращатель 12. Выход ФНЧЗ через решающий блок 7 соединен с выходом демодулятора.
Фазовращатель 12 является регулируемым: при изменении напряжения на его управляющем входе, создаваемый им фазовый сдвиг меняется в пределах 90 + +е,. При этом диапазон регулирования фазы выбирается таким, чтобы существовала возможность компенсации погрешности фаэовращателя12,т.е. I pp . I Ipl.
1775870
Демодулятор работает следующим образом. В начальный момент времени (при настройке демодулятора) на вход сигнала опорного напряжения демодулятора подается короткий импульс. По данному импульсу одновибратор 13 сформирует на своем выходе импульс требуемой длительности и соответствующей полярности. По данному импульсу переключатель 9 размыкается и петля фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) оказывается разомкнутой, поскольку напряжение с выхода фильтра 6 петли
ФАПЧ на вход управляемого генератора 11 не поступает. Вместе с тем, этот же импульс, поступающий на управляющий вход блока выборки-хранения 10, разрешает его работу, и напряжение с выхода третьего фильтра нижних частот 8 поступает на управляющий вход фазовращателя 12.
Поскольку на входе управляемого генератора 11 присутствует высокий потенциал с выхода разомкнутого переключателя 9, его собственная частота составляет сну и находится за пределами частотного диапазона принимаемого ФМ сигнала, имеющего вид:
Sex=Acos ис t, (1) где A={+1; -1) — передаваемая информация; в — частота сигнала.
Пусть колебание на выходе управляемого генератора 11 имеет вид:
Spy>=cos(copy> Если фаэовращатель 12 создает фазовый сдвиг 90 + (где -- фаэовое рассогласование между опорными сигналами, подлежащее устранению), то сигнал на выходе фазовращателя 12 можно записать в 35 виде: Зфв з п(й гунг+ p+ j-) (3) В соответствии с выражениями (1)-(3), 40 сигнал на выходе первого фильтра нижних частот 3 будет иметь вид: S3=Acos(cry< - вс) г+ р), (4) а на выходе второго фильтра нижних частот 4: 45 $а=Аз!и(вгу -cue) г+ p+ ф (5) Следовательно, на выходе перемножителя 5 будет формироваться сигнал вида: S5=S3 х S4 (6) Подставляя в управление (6) выраже- 50 ния (4) и (5) и отбрасывая член с суммарной частотой, получаем выражение для сигнала на выходе третьего фильтра нижних частот 8: So=sin у- (7) 55 Выражение (7) показывает, что данное устройство содержит цепь автоподстройки фазового рассогласования - между квэдратурнымгл опорными сигналами. При работающем блоке выборки-хранения 10 напряжения (7) с выхода третьего фильтра нижних частот 8 поступает через блок выборки-хранения 10 на вход фазовращателя 12, где осуществляется подстройка по -. По заднему фронту импульса на выходе одновибратора 13 замыкается переключатель 9 и одновременно прекращает работу блок выборки-хранения 10, при этом последний хранит на сгоем выходе то напряжение (поступившее с выхода третьего фильтра нижних частот 8, при котором - 0 (т.е„ фазовращатель создает сдвиг точно на 90 ). Пбсле замыкания переключателя 9 замыкается петля ФАПЧ и демодулятор начинает работу как обычный когерентный демодулятор ФМ сигналов. Таким образом, за счет введения третьего фильтра нижних частот, переключатель, блока выборки-хранения и одновибратора и их связей осуществляется устранение фазового рассогласования у между опорными сигналами, что повышает помехоустойчивость на величину 20 ig(), т.е., практи1 cos о- чески до теоретической величины. Формула изобретения Демодулятор фазоманипулированных сигналов, содержащий первый, второй фазовые детекторы, первые входы которых являются входом демодулятора, э выходы соответственно через первый и второй фильтры нижних частот соединены с входа- ми перемножителя, выход которого соединен с входом фильтра, а также решэ ощий блок и управляемый генератор, выход которого соединен с вторым входом первого фазового детектора и через фэзовращатель с вторым входом второго фазового детектора, выход первого фильтра нижних частот соединен с входом решающего блока, выход которого является выходом демодулятора, отличающийся тем,что,сцелью повышения помехоустойчивости, введены третий фильтр нижних частот, переключатель, блок выборки-хранения и одновибратор, вход которого является управляющим входом демодулятора, а выход соединен с управляющими входами переключателя и блока выборки-хранения, выход фильтра через переключатель соединен с входом управляемого генератора, а выход перемножителя через последовательно соединенные третий фильтр нижних частот L1 блок выборки-хранения соединен с входом фазовращателя, второй вход переключателя является входом сигнала опорного напряжения.
