Демодулятор фазоманипулированных сигналов

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в приемных устройствах для демодуляции фазоманипулированных сигналов. Достигаемый технический результат - улучшение помехоустойчивости. Демодулятор фазоманипулированных сигналов содержит формирователь импульсов, первый и второй сумматоры по модулю два, формирователь импульсов по спаду, триггерный делитель частоты на два, фильтр нижних частот, удвоитель частоты, регистр сдвига и элемент задержки. 2 ил.

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в приемных устройствах для демодуляции фазоманипулированных сигналов.

Известно устройство для демодуляции фазоманипулированных сигналов, описанное в книге Пенин П.И. Системы передачи цифровой информации. Учебное пособие для вузов. М., Сов. Радио, 1976, с.156, содержащее соединенные в кольцо удвоитель частоты, узкополосный резонансный фильтр, делитель частоты на два, фазовращатель и фазовый детектор, причем первый вход фазового детектора, соединенный с входом удвоителя частоты, является входом устройства, а выход фазового детектора - выходом устройства. Недостатком устройства является низкая помехоустойчивость, характеризующаяся тем, что под воздействием помех полярность выходного сигнала может меняться на инверсную, что приводит к ошибочному приему всей комбинации переданных символов.

Известно устройство для демодуляции фазоманипулированных сигналов, описанное в книге Пенин П.И. Системы передачи цифровой информации. Учебное пособие для вузов. М., Сов. Радио, 1976, с.158, содержащее соединенные в кольцо фазовый детектор, усилитель - ограничитель, выход которого является выходом устройства, перемножитель, второй фазовый детектор, фазовращатель и управляемый генератор, причем выход перемножителя через фильтр нижних частот соединен с входом управляемого генератора, а первый и второй входы фазовых детекторов объединены и являются входом устройства. Недостатком устройства является низкая помехоустойчивость, характеризующаяся тем, что под воздействием помех полярность выходного сигнала может меняться на инверсную, что приводит к ошибочному приему всей комбинации переданных символов.

Известно также устройство для демодуляции фазоманипулированных сигналов по А.с. СССР №1483666, М.кл.⁴ H04L 27/22, содержащее соединенные в кольцо формирователь меандра, сумматор по модулю 2, регистр сдвига, формирователь тактовых импульсов, умножитель частоты на два, причем входы формирователя меандра и умножителя частоты на два объединены и являются входом устройства, а выход формирователя меандра соединен с информационным входом регистра сдвига, кроме того, выход сумматора по модулю 2 соединен с тактовым входом триггера типа D, выход которого является выходом устройства, а вход D соединен с выходом формирователя меандра. Недостатком устройства является низкая помехоустойчивость, вызванная коротким временем фиксации уровня сигнала в D-триггере, т.е. наличие или отсутствие символа фиксируется в короткий момент времени (по фронту), и помеха, действующая в моменты переворота фазы входного сигнала и приводящая к появлению просечек в сигнале с выхода формирователя меандра, приведет к сбоям D-триггера, что, в свою очередь, приводит к ошибкам в приеме символов. Кроме того, даже в отсутствие помех, в моменты переворота фазы сигнала в передающем и приемном трактах, возникают искажения формы сигнала, что также приводит к появлению просечек на выходе формирователя меандра в моменты фиксации уровня D-триггером и к сбоям приема символов.

Наиболее близким аналогом является устройство, описанное в А.с. СССР №1483666, М.кл.⁴ Н04L 27/22.

Для улучшения помехоустойчивости предложен демодулятор фазоманипулированных сигналов, содержащий последовательно соединенные формирователь импульсов и сумматор по модулю 2, а также удвоитель частоты, вход которого соединен с входом формирователя импульсов и является входом устройства, и регистр сдвига, информационный вход которого подключен к выходу формирователя импульсов, отличающийся тем, что в него введены последовательно соединенные фильтр нижних частот, формирователь импульсов по спаду, триггерный делитель частоты на два и второй сумматор по модулю 2, выход которого является выходом устройства, элемент задержки, вход которого соединен с выходом удвоителя частоты, а выход с тактовым входом триггерного делителя частоты на два, причем выход удвоителя частоты соединен с тактовым входом регистра сдвига, вторые входы сумматоров по модулю 2 соединены с выходами регистра сдвига, а выход формирователя импульсов по спаду соединен с входом установки в ноль триггерного делителя частоты на два.

На фиг.1 приведена схема устройства.

На ней изображены:

1 - формирователь импульсов,

2 - первый сумматор по модулю два,

3 - удвоитель частоты,

4 - регистр сдвига,

5 - элемент задержки,

6 - триггерный делитель частоты на два,

7 - фильтр нижних частот,

8 - формирователь импульсов по спаду,

9 - второй сумматор по модулю два.

Демодулятор содержит формирователь импульсов 1, первый сумматор по модулю два 2, удвоитель частоты 3, регистр сдвига 4, элемент задержки 5, триггерный делитель частоты на два 6, фильтр нижних частот 7, формирователь импульсов по спаду 8, второй сумматор по модулю два 9.

Демодулятор работает следующим образом. Входной фазоманипулированный сигнал поступает одновременно на формирователь импульсов 1 и удвоитель частоты 3. Модулирующий импульс показан на фиг.2а, сигналы на выходах формирователя импульсов 1 и удвоителя частоты 3 показаны на фиг.2б и фиг.2в соответственно. После регистра сдвига 4 задержанная на несколько тактов входная последовательность импульсов поступает на первый сумматор по модулю два 2 и затем на фильтр нижних частот 7, последовательность выходных импульсов которого показана на фиг.2г. Фильтр нижних частот 7 убирает паразитные короткие импульсы и просечки, возникающие из-за наличия задержек сигналов на входах сумматора по модулю два 2. Формирователь импульсов по спаду 8 формирует короткие импульсы, показанные на фиг.2д, которые периодически сбрасывают в ноль триггерный делитель частоты на два 6, на вход которого через элемент задержки 5 поступает сигнал с выхода удвоителя частоты 3 (см. фиг.2е). Параметры элемента задержки 5 подбираются таким образом, чтобы установка в ноль триггерного делителя частоты на два 6 происходила в паузе между входными импульсами.

Опорная последовательность импульсов с триггерного делителя частоты на два 6 (см. фиг.2ж) поступает совместно с последовательностью импульсов с выхода регистра сдвига 4 на второй сумматор по модулю два 9, где и происходит демодуляция входной фазоманипулированной последовательности (см. фиг.2з).

Таким образом, демодуляция происходит не в результате анализа уровня сигнала в короткий момент времени, а в результате накопления энергии ряда импульсов за промежуток времени действия импульса или паузы. Кроме того, действие помехи на триггерный делитель частоты на два 6, приводящее к инверсии опорной последовательности импульсов, ограничено длительностью одного символа, после чего триггерный делитель частоты на два 6 принудительно устанавливается в нулевое состояние. Все это значительно повышает помехоустойчивость демодулятора фазоманипулированных сигналов относительно аналогов.

Формирователь импульсов по спаду может быть реализован на двухвходовой схеме логического ИЛИ, на первый вход которой поступает сигнал напрямую, а на второй вход через элемент задержки с инверсией. Остальные элементы устройства могут быть выполнены на стандартной элементной базе и не имеют каких-либо особенностей.

Демодулятор фазоманипулированных сигналов, содержащий последовательно соединенные формирователь импульсов, вход которого является входом устройства, и первый сумматор по модулю два, а также удвоитель частоты и регистр сдвига, информационный вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, отличающийся тем, что в него введены последовательно соединенные фильтр нижних частот, формирователь импульсов по спаду, триггерный делитель частоты на два и второй сумматор по модулю два, выход которого является выходом устройства, а также элемент задержки, вход которого соединен с выходом удвоителя частоты, а выход - с тактовым входом триггерного делителя частоты на два, причем выход удвоителя частоты соединен также с тактовым входом регистра сдвига, а вход - с входом формирователя импульсов, другие входы первого и второго сумматоров по модулю два соединены с соответствующими выходами регистра сдвига, выход формирователя импульсов по спаду соединен с входом установки в ноль триггерного делителя частоты на два, при этом задержанная на несколько тактов входная последовательность импульсов поступает с регистра сдвига на первый сумматор по модулю два и затем на фильтр нижних частот.