Устройство для демодуляции частотномодулированных сигналов

 

О Л Й C А-- Й- -И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«и773953

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 1502.79 (21) 2731295/18-09 (sinew K,3

H L 27/14 с присоединением заявки №

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 23,1080 Бюллетень ¹ 39 (53) УДК 621. 394..54(088.8) Дата опубликования описания 25.1080

A.Ô, Толочко, A.A Пыжов, А.В. Беланович и С.A. Алексеева (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕМОДУЛЯЦИИ ЧАСТОТНОМОДУЛИРОВАНН61Х СИГНАЛОВ

Изобретение относится к технике, передачи дискретной информации и может быть использовано при построении устройств преобразования сигналов.

Известно устройство для демодуляции частотно-модулированных (4М) сигналон при низком отношении несущей частоты к частоте модуляции, содер- 10 жащее последовательно соединенные полосоной фильтр, усилитель-ограничитель, блок выделения фронта сигнала, первый счетчик, первый блок выделения огибающей, блок управления и уп- 15 равляемый генератор, выход которого подключен к первому входу генератора сигналов, второй вход и выход которого соединены соотнетственно с выходом делителя частоты и первым нхо- 20 дом блока совпадения, к второму входу которого подключен выход первого счетчика, второй вход которого соединен с вторым входом управляемого генератора, входом делителя частоты, 25 выходом высокочастотного генератора и первым входом второго счетчика, выходы которого подключены соответственно к третьему входу первого счетчика и к первому входу блока устранения дроблений, выход которого подключен к второму входу блока выделения фронта сигнала, выход которого соединен с вторыми входами второго счетчика и блока устранения дроблений, а выход блока совпацения подключен к второму входу блока управления (1) .

Однако известное устройство имеет низкую помехоустойчивость.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для демодуляции частотно-модулированных сигналов при низком отношении несущей частоты к частоте модуляции, содержащее последовательно соединенные полосовой фильтр, усилитель-ограничитель, блок выделения фронта сигнала, первый счетчик, первый блок выделения огибающей, блок управления и управляемый генератор, выход которого подключен к первому входу генератора сигналов, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом делителя частоты и первым входом блока совпадения, к второму нходу которого подключен выход первого счетчика, 773953

55 второй вход которого соединен с вторым входом управляемого генератора, входом делителя частоты, выходом высокочастотного генератора и первым входом второго счетчика, выходы которого подключены соответственно к третьему входу первого счетчика и к 5 первому входу блока устранения дроблений, выход которого подключен к второму входу блока выделения фронта сигнала, выход которого соединен с вторыми входами второго счетчика и блока устранения дроблений, а выход блока совпадения подключен к второму входу блока управления, введены третий счетчик, элементы И, два триггера, элементы ИЛИ и второй блок выделения огибающей, выходы которого подключены к первым входам соответствующих, элементов И, вторые входы и выходы которых соединены соответственно с первым выходом третьего счетчика и 20 первыми входами элементов ИЛИ, к вторым входам которых подключены второй и третий выходы третьего счетчика, при этом выходы элементов ИЛИ соединены с входами первого триггера, выходы которого подключены к первым входам соответствующих элементов

И, вторые входы которых соединены с дополнительным выходом управляемого генератора и первым входом третьего счетчика, второй вход которого соединен с выходом блока выделения фронта сигнала и первым входом второго блока выделения огибающей, к второму входу которого подключен дополнительный выход первого счетчика, а выходы соответствующих элементов И соединены с входами второго триггера.

На чертеже представлена структур- 40 ная электрическая схема устройства.

Устройство для демодуляции ЧМ сигналов содержит полосовой фильтр 1, усилитель-органичитель 2, блок 3 выделения фронта сигнала блок 4 устраI а5 нения дроблений, первый счетчик 5, второй счетчик 6, высокочастотный генератор 7, первый блок 8 выделения огибающей, управляемый генератор

9, генератор 10 сигналов, делитель

11 частоты, блок 12 совпадения, блок

13 управления, третий счетчик 14, элемент ИЛИ 15, первый триггер 16, элемент ИЛИ 17, второй блок 18 выделения огибающей, элементы И 19-22, второй триггер 23.

Устройство работает следующим образом.

ЧМ сигнал, принимаемый из канала связи, ограничивается по спектру полосовым фильтром 1 и по амплитуде усилителем-ограничителем 2 поступает на вход блока 3 выделения фронта сигнала, вырабатывающего короткие импульсы-стробы (нулевые пересечения), моменты появления которых совпадают с моментами перехода ЧМ сигнала че-, рез нулевой уровень. При выделении нулевого пересечения блок 4 устранения дроблений вкл, чает блокировку приема нулевых пересечений на врел мя ь . Одновременно нулевые пересечения с выхода блока 3 выделения фронта сигнала поступают на первый счетчик 5 и второй счетчик б, на вторс и первый входы которых соответственно поступают импульсы f ц от высокоВц частотного генератора 7. Когда второй счетчик б установится в состояние, соответствующее концу блокировки c, на его втором выходе формируи ется сигнал, по которому блок 4 устранения дроблений снимает блокировку с блока 3 выделения фронта сигнала.

B моменты времени, соответствующие нулевым пересечениям ЧМ сигнала, результат измерения текущего полупериода со второго счетчика 6 переносится в первый счетчик 5, который самостоятельно прибавляет к этому значению результат измерения следующего полупериода ЧМ сигнала. В итоге результат, накапливающийся в первом счетчике 5 в каждый момент появления нулевого пересечения, отображает длительность текущего периода ЧМ сигнала числом импульсов высокочастотного генератора 7. Для выделения огибающей по длительности периода ЧМ сигнала сигнал с выхода первого счетчика 5 поступает на блок 8 выделения огибающей.

Управляемый генератор 9 формирует синхронизирующие импульсы, которыми осуществляется запуск генератора

10 сигналов с учетом начального сдвига точки отсчета, равного отношению частоты f>< высокочастотного генератора 7 к характеристической частоте соответствующей символу "1". На второй вход генератора 10 сигналов поступают импульсы с делителя 11 частоты, осуществляющего деление частоты ГВ„ высокочастотного генератора

7 на коэффициент, равный отношению характеристической частоты f к удвоенной девиации частоты 2hf (2дГ

Го - f<, где fо и fq — характеристи— ческие частоты соответственно для символов 0 и 1).

Выход генератора 10 сигналов подключен к первому входу блока 12 совпадения, второй вход которого соединен с выходом первого счетчика 5.

Блок 12 совпадения осуществляет непрерывное во времени сравнение длительности периода ЧМ сигнала с текущим значением числа в генераторе 10 сигналов. Выход блока 12 совпадения связан со вторым входом блока 13 управления, первый вход которого подключен к выходу блока 8 вьщеления огибающей.

773953

Формула изобретения

Устройство для демодуляции частотно-модулированных сигналов при низком отношении несущей частоты к частоте модуляции, содержащее последовательно соединенные полосовой фильтр, усилитель-ограничитель, блок выделения фронта сигнала, первый счетчик, первый блок выделения огибающей, блок управления и управляемый генератор, выход которого подключен к первому входу генератора сигналов, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом делителя частоты и первым входом блока совпадения, к второму входу которого подключен выход первого счетчика, второй вход которого соединен с вторым входом управляемого генератора, нходом делителя частоты, выходом высокочастотного генератора и первым входом

65 второго счетчика, выходы которого

Если эа время длительности перно;ца ЧМ сигнала блоком 12 совпадения зафиксировано равенство значений чисел, поступающих с первого счетчика

5 и генератора 10 сигналов, то блок

13 управления при наличии с блока

8 выделения огибающей сигнала энача1цего момента, соответствующего переключению от характеристической частоты f к частоте f<, уменьшает частоту импульсов управляемого генератора 9, обеспечивая подстройку синхронизирующего импульса под идеальные значащие моменты. Если за время длительности периода ЧМ сигнала блоком 12 совпадения не зафиксировано равенство значений чисел, поступающих с первого счетчика 5 генератора 10 сигналов, то блок

13 управления при наличии с блока 8 выделения огибающей сигнала значащего момента, соответствующего переключению от характеристической частоты f< к частоте f>, увеличивает частоту импульсов управляемого генератора 9. Таким образом осуществляется уменьшение неличины фазового рассогласования между идеальными значащими позициями и синхронизирующими импульсами.

Восстановление огибающей ЧМ сиг— нала осуществляется следующим образом.

Третий счетчик 14 осуществляет непрерывный но времени подсчет нулевых пересечений, поступающих на второй вход с блока 3 выделения фронтон сигнала между двумя соседними синхронизирующими импульсами.

Если третий счетчик насчитывает между двумя синхронизирующими импульсами число нулевых пересечений, которое принципиально принадлежит толь— ко характеристической частоте f то сигналом с третьего выхода третьего счетчика 14 через элемент ИЛИ 15 первый триггер 16 устанавливается в состояние, соответствующее приему значащей позиции "1".

Если третий счетчик 14 насчитывает между двумя синхронизирующими импульсами число нулевых пересечений, которое принципиально принадлежит только характеристической частоте

f,,то сигналом со второго выхода третьего счетчика 14 через элемент

ИЛИ 17 первый триггер 16 устанавливается в состояние, соответстнующее приему значащей позиции "0".

Если третий счетчик 14 насчитывает между двумя синхроимпульсами число нулевых пересечений, которое получено как при приеме характеристической частоты f,,так и частоты f<, то сигналом с первого выхода третьего счетчика 14 на элементе И 19 и элементе И 20 производится анализ состояния второго блока 18 выделения огибающей, который устанавливает состояния "0" или "1", исходя иэ условия, что допустимая величина фазоного рассогласования каждой из характеристических частот ЧМ сигнала одинакова, а некоторая асимметрия потери части информации о сигнале при различных значащих позициях, низком отношении частоты несущей к скорости модуляции и цифровой обработке ЧМ сигнала устранена за счет сдвига границы эоны, с которой сравнивается оцениваемый параметр ЧМ сигнала (длительность анализируемых полупериодов), в сторону ее некоторого увеличения.

Если вторым блоком 18 выделения огибающей зафиксирована значащая

15 позиция, соответствующая "1", то при формировании сигнала на первом выходе тре-.ьего счетчика 14 сигналом с выхода элемента И 20 первый триггер 16 устанавливается в состояние

2О "1" °

Если на нтором выходе второго блока 18 выделения огибающей зафиксирована значащая позиция, соотнетствующая "0", то при формировании сигнала на первом выходе третьего счетчика 14 сигналом с выхода элемента

И 19 первый триггер 16 устанавливается н "0".

Состояние первого триггера 16 синхроимпульсами управляемого генератора 9 переписывается через элементы И 21 и 22 во второй триггер 23.

На выходе второго триггера 23 формируется последовательность принятых единичных элементов.

Учитывая то, что данное устройство для демодуляции ЧМ сигналов исключает потерю части информации о сигнале (более половины) по сравнению с известным устройством, эффективность его

Щ применения н части повышения помехоустойчивости будет в пределах 3 дБ.

773953

Составитель Н. Пантелеева

Редактор А. Мотыль Техред Ж. Кастелевич Корректор С. Шекмар

Заказ 7534/81 Тираж 729 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г..ужгород, ул. Проектная, 4 подключены соответственно к третьему входу первого счетчика и к первому входу блока устранения дроблений, выход которого подключен к второму входу блока выделения фронта сигнала выход которого соединен с втоФ

5 рыми входами второго счетчика и блока устранения дроблений, а выход блока совпадения подключен к второму входу блока управления, о т л и ч аю щ е. е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, введены третий счетчик, элементы И, два триггера, элементы ИЛИ и второй блок выделения огибающей, выходы которого подключены к первым входам соответствующих элементов И, вторые входы и 15 выходы которых соединены соответственно с первым выходом третьего счетчика и первыми входами элемаHToB ИЛИ, к вторым входам которых. подключены второй и третий выходы третьего счетчика, при этом выходы элементов ИЛИ соединены с входами первого триггера, выходы которого подключены к первым входам соответствующих элементов И, вторые входы которых соединены с дополнительным выходом управляемого генератора и первым входом третьего счетчика, второй вход которого соединен с выходом блока выделения фронта сигнала и первым входом второго блока выделения огибающей, к второму входу которого подключен дополнительный выход первого счетчика, а выходы соответствующих элементов И соединены с входами второго триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Ф 441680, кл. Н 04 L 27/24, 1972.