Способ синхронизации подстраиваемого генератора импульсной последовательности с сигналом, фазокодированным количеством периодов импульсов несущей частоты

 

Использование: в вычислительной технике, устройствах приема фазокодированного сигнала. Сущность изобретения: способ синхронизации подстраиваемого генератора импульсной последовательности с сигналом, фазокодированным количеством периодов импульсов несущей частоты, заключается в том, что подстраиваемый генератор импульсной последовательности фазируют импульсами входного сигнала, одновременно сравнивают по фазе импульс входного сигнала с ближайшим импульсом сигнала подстраиваемого генератора импульсной последовательности и по результатам сравнения управляют частотой подстраиваемого генератора импульсной последовательности, одновременно с сравнением по фазе импульса входного сигнала с ближайшим подстраиваемого генератора импульсной последовательности измеряют временной интервал между появлением соседних импульсов входного сигнала, количеством периодов выходных импульсов подстраиваемого генератора импульсной последовательности и сравнивают полученные значения с количествами периодов импульсов несущей частоты, соответствующими по нормам кода минимальному интервалам между импульсами фазокодиpованного сигнала, по результатам сравнения независимо от результатов сравнения по фазе импульса входного сигнала с ближайшим импульсом сигнала подстраиваемого генератора импульсной последовательности корректируют управление частотой подстраиваемого генератора импульсной последовательности, так что если полученное значение меньше минимального для интервала по нормам кода количества периодов импульсов несущей частоты, частоту подстраиваемого генератора импульсной последовательности увеличивают, а если полученное значение больше максимального для интервала по нормам кода количества периодов импульсов несущей частоты, частоту подстраиваемого генератора импульсной последовательности уменьшают, что позволяет расширить полосу захвата при работе в условиях больших начальных частотных расстроек.

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при организации самосинхронизирующихся устройств приема фазокодированного сигнала, не сопровождающегося сигналом синхронизации.

Наиболее близким к изобретению является способ фазовой автоподстройки частоты, заключающийся в том, что подстраиваемый генератор импульсной последовательности фазируют импульсами входного сигнала, одновременно сравнивают по фазе импульс входного сигнала с ближайшим импульсом сигнала подстраиваемого генератора импульсной последовательности, и по результатам сравнения управляют частотой подстраиваемого генератора импульсной последовательности.

Известный способ фазовой автоподстройки частоты обладает малой полосой захвата.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в расширении полосы захвата при работе в условиях больших начальных частотных расстроек.

Для этого в способе синхронизации подстраиваемого генератора импульсной последовательности с сигналом, фазокодированным количеством периодов импульсов несущей частоты, заключающемся в том, что подстраиваемый генератор импульсной последовательности фазируют импульсами входного сигнала, одновременно сравнивают по фазе импульс входного сигнала с ближайшим импульсом сигнала подстраиваемого генератора импульсной последовательности, и по результатам сравнения управляют частотой подстраиваемого генератора импульсной последовательности, одновременно со сравнением по фазе импульса входного сигнала с ближайшим импульсом сигнала подстраиваемого генератора импульсной последовательности измеряют временной интервал между появлением соседних импульсов входного сигнала количеством периодов выходных импульсов подстраиваемого генератора импульсной последовательности и сравнивают полученное значение с количествами периодов импульсов несущей частоты, соответствующими по нормам кода минимальному и максимальному интервалам между импульсами фазокодированного сигнала, по результатам сравнения, независимо от результатов сравнения по фазе импульса входного сигнала с ближайшим импульсом сигнала подстраиваемого генератора импульсной последовательности, корректируют управление частотой подстраиваемого генератора импульсной последовательности так, что, если полученное значение меньше минимального для интервала по нормам кода количества периодов импульсов несущей частоты, частоту подстраиваемого генератора импульсной последовательности увеличивают, а если полученное значение больше максимального для интервала по нормам кода количества периодов импульсов несущей частоты, частоту подстраиваемого генератора импульсной последовательности уменьшают.

Способ синхронизации подстраиваемого генератора импульсной последовательности с сигналом, фазокодированным количеством периодов импульсов несущей частоты, заключается в следующем.

Фазокодированный сигнал выражен в форме последовательности однотипных импульсов, распределенных во времени с кодовыми интервалами.

При кодировании каждый информационный импульс устанавливается в последовательности импульсов фазокодированного сигнала так, чтобы его передний фронт точно совпадал во времени с передним фронтом одного из импульсов непрерывной последовательности импульсов несущей частоты, которая служит синхронизирующей основой при кодировании, но в самом фазокодированном сигнале в непосредственном виде не присутствует. Таким образом, длительности кодовых интервалов всегда кратны длительности периода импульсов несущей частоты.

Для измерения кодовых интервалов при приеме и декодировании информационного сигнала, фазокодированного количеством периодов импульсов несущей частоты, не сопровождающегося синхроимпульсами несущей частоты, необходимо, используя фазокодированный сигнал, сформировать последовательность импульсов, которая будет соответствовать по частоте и фазе последовательности импульсов несущей частоты, заключенной в фазокодированном сигнале.

Эту последовательность импульсов формирует подстраиваемый генератор, синхронизация которого с фазокодированным сигналом сводится к приведению фазы и частоты формируемой им последовательности импульсов к фазе и частоте последовательности импульсов несущей частоты, свойственной фактическому фазокодированному сигналу.

Обстоятельства, в которых эта задача должна решаться, сводятся к следующему.

Ввиду отсутствия в фазокодированном сигнале в явном виде самих импульсов несущей частоты, сверять формируемую последовательность импульсов на соответствие импульсам несущей частоты приходится косвенно, путем ее сопоставления с кодированным сигналом, в котором все импульсы по условиям их формирования точно совпадают с местоположением соответствующих им импульсов несущей частоты. При этом количество импульсов несущей частоты, содержащихся в каждом очередном кодовом интервале, неизвестно, что делает невозможной непосредственному оценку величины фазовой ошибки в масштабах целочисленного количества длительностей периодов импульсов подстраиваемого генератора.

Так как подстраиваемый генератор фазируется по каждому импульсу фазокодированного сигнала, фазовое рассогласование, образующееся на протяжении кодового интервала, обусловлено только расстройкой по частоте, и задача синхронизации сводится только к подстройке генератора по частоте.

Максимальная величина этой ошибки накапливается на максимальных кодовых интервалах. Она может составлять величину от малых долей периода формируемых генератором импульсов до любого количества полных периодов этих импульсов.

Между фазовыми ошибками, не выходящими из пределов одного периода импульсов подстраиваемого генератора (из нулевой части периода в одну сторону и единичной части периода в другую сторону), и фазовыми ошибками, выходящими из этих пределов, имеется существенно значимое для способа синхронизации качественное различие.

В первом случае результаты непосредственного сравнения по фазе переднего фронта импульса фазокодированного сигнала и ближайшего к нему переднего фронта импульса подстраиваемого генератора соответствует фазовой ошибке между последовательностями импульсов, формируемых генератором, и импульсов несущей частоты фазокодированного сигнала. Эта ошибка пригодна в непосредственном виде для управления частотой подстраиваемого генератора.

Во втором случае фазовая ошибка, измеренная таким образом, в непосредственном виде для управления генератором непригодна, т.к. выход величины ошибки из указанных пределов означает переход в пределы другого периода импульсов, при котором ближайшим к импульсу фазокодированного сигнала импульсом генератора (по передним фронтам) оказывается другой импульс, по коду ему не соответствующий, и значение ошибки, измеренной по ближайшим передним фронтам, уже не выражает собой истинное значение фазового рассогласования между импульсами, формируемыми генератором, и импульсами несущей частоты сигнала.

Наряду с этим, при выходе величины ошибки за указанные пределы происходит изменение количества периодов импульсов подстраиваемого генератора, фиксируемых на протяжении измеряемого кодового интервала. Это свойство используется в способе синхронизации для выявления ошибок фазового рассогласования, превышающих по величине пределы, указанные выше.

На основе учета вышеуказанных факторов осуществляется следующая процедура управления подстраиваемым генератором.

Так как фазокодированный сигнал содержит интервалы, по количеству периодов импульсов несущей частоты только свойственные коду, фактически измеренное содержание в интервале количество периодов импульсов подстраиваемого генератора меньшее или большее, чем допущено правилами кодирования, однозначно свидетельствует, что величина фазовой ошибки заведомо выходит из пределов одного периода и что для уменьшения рассогласования необходимо частоту генератора в безусловном порядке соответственно уменьшить или увеличить, независимо от того, каковы в этом случае результаты сравнения по фазе передних фронтов импульса фазокодированного сигнала с ближайшим импульсом подстраиваемого генератора.

При больших фазовых рассогласованиях, превышающих величину одного периода импульсов, указанное отклонение количества интервалов импульсов относительно допустимого по нормам кода появляется не только на минимальном и максимальном интервалах, но и на интервалах другой длительности, что ускоряет процесс синхронизации.

В тех случаях, когда количество периодов импульсов подстраиваемого генератора, поместившихся в интервале, не выходит из пределов, допустимых для кода, корректировка частоты подстраиваемого генератора производится по ошибке фазового рассогласования, измеренной непосредственно между передним фронтом импульса фазокодированного сигнала и ближайшим к нему передним фронтом импульса подстраиваемого генератора.

Формула изобретения

Способ синхронизации подстраиваемого генератора импульсной последовательности с сигналом, фазокодированным количеством периодов импульсов несущей частоты, заключающийся в том, что подстраиваемый генератор импульсной последовательности фазируют импульсами входного сигнала, одновременно сравнивают по фазе импульс входного сигнала с ближайшим импульсом сигнала подстраиваемого генератора импульсной последовательности и по результатам сравнения управляют частотой подстраиваемого генератора импульсной последовательности, отличающийся тем, что одновременно со сравнением по фазе импульса входного сигнала с ближайшим импульсом сигнала подстраиваемого генератора импульсной последовательности измеряют временной интервал между появлением соседних импульсов входного сигнала количеством периодов выходных импульсов подстраиваемого генератора импульсной последовательности и сравнивают полученное значение с количествами периодов импульсов несущей частоты, соответствующими по нормам кода минимальному и максимальному интервалам между импульсами фазокодированного сигнала, по результатам сравнения независимо от результатов сравнения по фазе импульса входного сигнала с ближайшим импульсом сигнала подстраиваемого генератора импульсной последовательности корректируют управление частотой подстраиваемого генератора импульсной последовательности так, что, если полученное значение меньше минимального для интервала по нормам кода количества периодов импульсов несущей частоты, частоту подстраиваемого генератора импульсной последовательности увеличивают, а если полученное значение больше максимального для интервала по нормам кода количества периодов импульсов несущей частоты, частоту подстраиваемого генератора импульсной последовательности уменьшают.