Когерентный демодулятор

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсииа

Социалистичесиин

Республик >855987 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.04. 79 (21) 2746194/18-21 (5!)Щ. Кд. с присоединением заявки Ж

Н 03 К 9I)0 (ааударатванны!! каинтвт

СССР аа двлаы нзабретвннй и атнрытнй (23) Приоритет

Опубликовано 15. 08. 81 ° Бюллетень .% 30

Дата опубликования описания 25. 08. 81 (53) УДК 621.376 °.6(088.8) /

I (72) Автор изобретения

В.И.Прахов

Ташкентский электротехнический институт св (71) Заявитель (54) КОГЕРЕНТНЬП! ДЕМОДУЛЯТОР

Когерентный демодулятор относится к связи и может быть использовано в аппаратуре систем приема дискретности информации, в частности для демодуляции сигналов с комбинирован;ной частотной и фазовой модуляцией (ДЧТ-ДОФТ).

Известен автокорреляционный демодулятор сигналов ДЧТ-ДОФТ, содержащий Й демодуляторов ДОФТ и демодулятор сигналов ДЧТ 11).

Г 1

Недостатком этого демодулятора является его высокая сложность и, как следствие, низкая надежность.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является когерентный демодулятор ДОФТ, содержащий устройство формирования опорного напряжения, фазовращатель, два фазовых детектора и устройство формирования выходных сигналов $2)e

Недостатком этого демодулятора является низкая помехоустойчивость при приеме сигналов ДЧТ-ДОФТ, так

У как шнрокополосньп1 сигнал с помехами подается на вход устройства фор,мирования опорного напряжения и на входе фазовых детекторов непосредственно.

Цель изобретения — повьапение помехоустойчивости когерентного демодулятора при приеме сигналов

ДЧТ-ДОФТ.

Поставленная цель достигается тем, 10 что в когерентный демодулятор, содержащий устройство формирования опорного напряжения, выход которого соединен со входом фазовращателя, два выхода которого соединены с первыми

15 входами двух фазовых детекторов, вторые входы которых соединены со входом устройства формирования опорного напряжения, а выходы — с входами

20 устройства формирования выходных сигналов, два выхода которого соединены с выходными шинами, дополнительно введены два ключа, четыре двухка1аальных блока формирования свободных колебаний, восьмивходовой элемент ИЛИ и блок формирования управляющих им— пульсов, причем входная шина демодулятора соединена со входами ключей, выход первого ключа соединен сс входами первых каналов во всех блоках формирования свободных колебаний, вы"ход второго ключа — со входами вторых каналов в этих же блоках, выход каждого канала всех блоков формирования свободных колебаний соединен с одним из входов восьмивходового элемента ИЛИ, выход которого соединен со входом устройства формирования опорного напряжения, вход блока формирования управляющих импульсов соединен с шиной тактовых импульсов, первая пара выходов блока формирования управляющих импульсов соединена с первой парой управляющих входов блоков формирования свободнъгх колебаний, вторая пара выходов блока формирования управляющих импульсов соединена с управляющими входами ключей, третья пара выходов блока формирования управляющих импульсов соединена со второй парой управляющих входов блоков формирования свободных колебаний, при этом первые выходы .каждой пары соединены с управляю щими входами первых каналов всех блоков формирования свободных колебаний, а вторые выходы — с управляющими входами вторых каналов этих блоков.

Все двухканапьные блоки формирования свободных колебаний могут быть выполнены из двух одинакОвых каналов, каждый из которых содержит соединенные последовательно коммутируемъгй фильтр, триггер Шмидта, амплитудный детектор, первый элемент И, триггер с раздельными входами, второй элемент И, ждущий мультивибратор и дифференцирующую цепь, причем вход коммутируемого фильтра соединен со входом канала блоков формирования свободных колебаний, управляющий вход коммутируемого фильтра соединен с одним из входов первой пары управляюших входов блоков формирования свободных колебаний, второй вход первого элемента И соединен с одним .из входов второй пары управляющих входов блока формирования свободных колебаний, выход триггера Шмидта соецинен со вторым входом второго элемента И, вггход двфференцируюшей

I цепи соединен с выходом канала блоков формирования свободных колебаний, второй вход первого элемента И первого канала каждого блока формирования свободных колебаний соединен со вторым входом триггера с раздельными входами второго канала этого блока, а второй вход первого элемента И второго канала каждого блока формирования свободных колебаний соединен со вторым входом триггера с раздельными входами первого канала этого блока.

Блок формирования управляющих импульсов может быть выполнен на триггере со счетным входом, двух ждущих мультивибраторах двух элементах

ИЛИ-НЕ и двух дифференцирующих цепях, причем вход триггера соединен со входом блока формирования управляющих импульсов, первый вьгхсгд — со входом первого ждущего муг.ьтивибратора, первым входом первого элемента ИЛИ-HE u входом первои дифференцирующей цепи, а второй выход — со входом второго ждущего мультивибратора, первым входом второго элемента ИЛИ-HE и входом второй дифференцирующей цепи, выходы ждущих мультивибраторов соединены со вторыми входами соответствующих элементов ИЛИ-HE и с первой парой выходов блока формирования управляющих импульсов, выходы элементов ИЛИ-HE соединены со второй парой выходов блока формирования управляющих импульсов, а выходы дифференцирующих цепей — с третьей парой выходов этого блока, при этом выходы первых ждущего мультивибратора, элемента ИЛИ-HE и дифференпируюшей цепи соединены с первыми вьгходами каждой пары, а выходы вторых ждущего мультивибратора, элемента ИЛИ вЂ  и дифференцирующей цепи соединены со вторыми выходами этих пар.

На чертеже представлена блок-схема когерентного демодулятора.

Демодулятор содержит ключи 1 и 2, блоки 3-6 формирования свободных колебаний, блок 7 формирования управляющих импульсов, восьмивходовой элемент 8 ИЛИ, устройство 9 формирования опорного напряжения, фазовращатель 10, фазовые детекторы 11 и 12, устройство 13 формироваггня вьгходных сигналов. Каждый блок 3-6 состоит из двух каналов. Первый канал каждого блока содержит коммутируемьгйг

5 8559,Фильтр 14, триггер Шмидта 15, амплитудный детектор 16, элемент 17 И триггер 10, с раздельными входами, элемент 19 И, ждущий мультивибратор

20 и дифференцирующую цепь 21. Второй канал каждого блока содержит коммутируемый фильтр 22, триггер 23

Шмидта, амплитудный детектор 24, элемент 25 И, триггер 26 с раздельными входами, элемент 27 И, ждущий мультивибратор 28 и дифференцируюшую цепь 29. Блок 7 содержит триггер 30 со счетным входом, ждущие мультивибраторы 31 и 32, элементы

33 и 34 ИЛИ-НЕ, дифференцирующие це- 15 пи 35 и 36.

Когерентный демодулятор работа25 .ет следующим образом.

Тактовые импульсы, синхронизированные с принимаемым сигналом и следующие через интервал времеЗО ни Т (где Т вЂ” длительность посылки сигнала), поступают на триггер 30, формируя на его выходах импульсы- постоянного тока длительностью Т с периодом 2Т меандр. Поло,кительными фронтами полученных импульсов за35 пускаются ждущие мультивибраторы

31 и 32, формирующие импульсы гашения длительностью T ., следующие с периодом 2Т и взаимйо смешенные на время Т. Импульсы с выхода ждущего мультивибратора 31 осуществляют гашение колебаний в коммутируемых .фильтрах, подключенных к выходу ключа 1, а импульсы с выхода ждущего

45 мультивибратора 32 — гашение колебаний в фильтрах, подключенных к выходу ключа 2. С помощью элементов 33 и 34 ИЛИ-НЕ из импульсов на выходах триггера 30 и импульсов на выходах ждущих мультивибраторов 31 и 32 формируются импульсы длительностью

T-Т;, открывающие ключи 1 и 2, причем ключи поочередно открываются через время Т после прихода тактового импульса. С помошью дифференпирующих цепей 35 и 36 формируются короткие, импульсы, положение во времени которых соответствует отрицательным фронтам импульсов на выходах

Входы ключей 1 и 2 соединены с входной шиной демодулятора, управляющие входы ключей и 2 — с выходами элементов 33 и 34 ИЛИ-НЕ соот20 ветственно, а выходы ключей 1 и 2 соответственно с входами коммутируемых фильтров 14 и 22 всех блоков

3-6 формирования свободных колебаний. В каждом блоке 3-6 формирования свободных колебаний управляющий зход коммутируемого Фильтра 14 соединен с выходом ждущего мультивибратора

31, а управляющий вход коммутируемого фильтра 22 с выходом ждущего мультивибратора 32, выход коммутируемого фильтра 14 соединен с одним из входов элемента 8 ИЛИ через последовательно включенные триггер 15

Шмидта, амплитудный детектор 16, элемент 17 И, триггер 18, элемент

19 И, ждущий мультивибратор 20 и дифференцирующую цепь 21, выход триггера Шмидта соединен со вторым входом элемента 19 И, второй вход элемента 17 И соединен со вторым входом триггера 26 и выходом дифференцирующей цепи 35, второй вход триггера 18 соединен со вторым входом элемента 25 И и выходом дифференцирующей цепи 36, выход коммутируемого фильтра 22 соединен с одним из входов элемента Ы ИЛИ через последовательно включенные триггер .23 Шмидта, амплитудный детектор 24, элемент 25 И, триггер 26, элемент

27 И, ждущий мультивибратор 28 и дифференцирующую цепь 29, выход триггера 23 Шмидта соединен со вторым входом элемента 27 И, выход элемента 8 ИЛИ соединен с первыми вхо дами фазовых детекторов 11 и 12 и входом устройства 9 формирования

87 6 опорного напряжения, выход которого соединен со входом фазовращателя

10, выходы которого ссединены со вторыми входами фазовых детекторов

11 и 12, выходы которых соединены со входами устройства 13 формирования выходных сигналов, выходы которого соединены с выходными шинами демодулятора, шина тактовых импульсов соединена со входом триггера 30, со счетным входом, первый выход которого соединен со входом ждущего мультивибратора 31, первым входом элемента 33 ИЛИ-HE и вхо,цом дифференциру ющей цепи 35, а второй выход — со входом ждущего мультивибратора 32, первым входом элемента 34 ИЛИ-НЕ и входом дифференцирующей цепи 36, выход ждущего мультивибратор« 31 соединен со вторым входом элемента

33 ИЛИ-НЕ, а выход ждущего мультивибратора 32 — со вторым входом элемента 34 ИЛИ-HE. !

855987 триггера 30. Эти импульсы определяют начало и конец свободных колебаний в фильтрах. Входной сигнал ДЧТДОФТ поступает одновременно на ключи 1 и 2. В течение времени Т после прихода первого тактового ймпульса ключи 1 и 2 закрыты напряжения.ми с выходов элементов 33 и 34 ИЛИ НЕ. В это время на управляющие 9ходы фильтров первых, например, каналов 10 блоков 3-6 поступают импульсы с выхода ждущего мультивибратора 31, и в этих фильтрах гасятся колебания.

По прошествии времени Т открываетГ ся ключ 1, и сигнал поступает на 15 фильтры первых каналов блоков 3-6. фильтры обоих каналов в каждом блоке

;йастроены одинаково — на одну.из четырех частот сигнала. Пусть, например, частота действующего в данный 2О момент посылки сигнала соответствует частоте настройке фильтров 14 и

22 блока 3. В фильтре 14 происходит линейное нарастание амплитуды сигнала (интегрирование по огибающей). 25

Во время прихода второго тактового импульса закрывается ключ 1 и в фильтре 14 кончается процесс интегрирования и начинается этап свободнык колебаний, продолжающийся в течение 30 времени Т вЂ” до третьего тактового импульса. Колебания с выхода фильтра 14 поступают на триггер 15 Шмидта, порог срабатывания которого устанавливается равным приблизительно половине максимальной амплитуды колебаний на выходе фильтра. На выходе триггера !5 Шмидта. формируется последовательность однополярньж импульсов, начинающихся приблизитель- 40 но в середине этапа интегрирования и заканчивающихся в середине этапа гашения после окончания свободных колебаний. Амплитудный детектор 16 выделяет напряжение, соответствующее огибающей этих импульсов. которое прикладывается к одному входу элемента 17 И. Элемент !7 И играет роль ключа, а напряжение с выхоца детектора 16 открывает этот кхаоч.

Импульс, появившийся на втором входе элемента 17 И вЂ” а он появляется в конце этапа интегрирования " проходит на его выход и ставит триггер

l8 в состояние, когда напряжение на выходе этого триггера открывает ключ, выполненный на основе элемента 19.Й. Триггер 18 находится в этом состоянии до третьего тактового импульса, когда импульс с выхода дифференцирующей цепи 36, воздействуя на второй вход триггера !8, изменяет состояние триггера. В этот момент заканчивается этап свободных колебаний в фильтре !4, на управляющий вход его поступает гасящий импульс с выхода ждущего мультивибратора 36, и колебания в фильтре быстро (,за время

Т <<Т) гасятся. Таким образом, ключ вйполненный на основе элвмента 19 И, оказывается открытым точно на время

Т, соответствующее этапу свободных колебаний в фильтре 14, и импульсы с выхода триггера 15 Шмидта проходят на выход элемента 19 И. Таким образом, элемент 19 И выделяет импульсы, определяющиеся свободными колебаниями в фильтре 14. Ждущий мультивибратор

20 формирует импульсы с регулируемой длительностью, что позволяет изменять местополбжение относительно тактового импульса, т.е. фазу импульсов, формируемых с. дифференцирующей цепью

21 и соответствующих задним фронтам импульсов на выходе ждущего мультивибратора 20. Таким образом, ждущий мультивибратор 20 и дифференцирующая цепь 21 выполняют функцию регулируемого фазовращателя, который позволяет осу ществлять коррекцию фазы сигнала. Полученные на выходе дифференцирующей цепи 21 импульсы поступают через элемент 8 ИЛИ на вход устройства 9 и фаэовые детекторы !1 и 12. В следующий тактовый интервал Т последовательность импульсов появляется на одном из остальных семи выходов блоков 3-6 и также через элемент 8 ИЛИ поступает на входы устройства 9 и детекторов

ll и 12. Таким образом, на выходе элемента 8 ИЛИ формируется сигнал

ДЧТ-ДОФТ, отфильтрованный от помех, который используется как для формирования опорных колебаний, так и для подачи на сигнальные входы фазовых ретекторов.

Использование демодулятора в системах связи позволяет осуществлять фазовую демодуляцию сигнала ДЧТ-ДОФТ с высокой помехоустойчивостью, присущей когерентному способу фаэовой демодуляции дискретных сигналов, что, в свою очередь, дает возможность использовать вместо сигналов ДОФТ сигналы ДЧТ-ДОФТ и вдвое повысить таким образом пропускную способность

855987 канала связи при сохранении занию маемой полосы частот.

Формула изобретения

1. Когерентный демодулятор, сойеР жащии устройство формирования опоР ного напряжения, выход которого соединен со входом фазовращателя, два !

О выхода которого соединены с первыми входами двух фазовых детекторов, вторые входы которых соединены с r,.о. дом устройства формирования опорного напряжения а выходы — с входами

15 устройства фбрмирования выходных сигналов, два выхода которого соединены с выходными шинами, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости при при20 еме сигналов с частотной и фазовой модуляцией, в него дополнительно введены два ключа, четыре двухканальных блока формирования свободных колебаний, восьмивходовой элемент

ИЛИ и блок формирования управляющих импульсов, причем входная шина демодулятора соединена со входами ключ й, выход первого ключа соединен со входами первых каналов во всех блоках формирования свободных колебаний, выход второго ключа — со входами вторых каналов в этих же блоках, выход каждого канала всех блоков формирования свободных коле35 баний соединен с одним из входов восьмивходового элемента ИЛИ, выход которого соединен со входом устройства формирования опорного напряжения, вход блока формирования управляющих импульсов соединен с шиной тактовых импульсов, первая пара выходов блока формирования управляющих импульсов соединена с первой парой управляющих входов блока формирования свободных колебаний, вторая пара выходов блока формирования управляющих импульсов соединена с управляющими входами ключей, третья пара выходов блока формирования управляющих импульсов соединена со второй парой управляющих входов блоков формирования свободных колебаний, при этом первые выходы каждой пары соединены с управляющими входами первых каналов всех блоков формирования свободных колебаний, а вторые выходы — с управляющими входами вторых каналов этих блоков.

2. Демодулятор по и. I, о т л и— ч а ю шийся тем, что во всех двухканальных блоках формирования свободных колебаний каждый канал содержит соединенные последовательно коммутируемый фильтр, триггер Шмидта, амплитудный детектор, первый элемент И, триггер с раздельными входами, второй элемент И, ждущий мультивибратор и дифференцирующую цепь, причем вход коммутируемого фильтра соединен со входом канала блоков формирования свободных колебаний, управляющий вход коммутируемого фильтра соединен с одним из входов первой пары управляющих входов блоков формирования свободных колебаний, второй вход первого элемента И соединен с одним из входов второй пары управляющих аходов блоков формирования свободных колебаний, выход триггера Шмидта соединен со вторым входом второго элемента

И, выход дифференцирующей цепи соединен с выходом канала блоков формирования свободных колебаний, второй вход первого элемента И первого канала каждого блока формирования свободных колебаний соединен со вторым входом триггера с раздельными входами второго канала этого блока, а второй вход первого элемента И второго канала каждого блока формирования свободных колебаний соединеч со вторым входом триггера с раздельными входами первого канала этого блока.

3. Демодулятор по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что блок формирования управляюших импульсов содержит триггер со счетным входом, два ждущих мультивибратора, два элемента ИЛИ-НЕ и две дифференцирующие цепи, причем вход триггера соединен со входом блока формирования управ ляющих импульсов, первый выход — со входом первого ждущего мультивибратора, первым входом первого элемента ИЛИ-НЕ и входом первой дифференцирующей цепи, а второй выход— со входом второго ждущего мультивибратора, первым входом второго элемента ИЛИ-НЕ и входом второй дифференцирующей цепи, выходы ждущих мультивибраторов соединены со вторыми входами соответствующих элементов ИЛИ-НЕ и.с первой парой выходов блока формирования управляющих импульсов, выходы элементов ИЛИ-НЕ соединены со второй парой выходов

11 855987 блока формирования управляющих импульсов, а выходы дифференцирующих цепей — с третьей парой выходов этого блока, при этом выходы первых ждущего мультивибратора, . элемента ИЛИ-HE и, дифференцирующей цепи соединены с первыми выходами каждой пары, а выходы вторых ждущего мультивибратора, элемента ИЛИ-НЕ и дифференцирующей цепи соединены со ь горыми выходами этих пар.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 448588, кл. H 03 K 9/10, 04.06.71.

2. Заездный А.N. Фазоразностная модуляция и ее применение для.передачи дискретной информации. М., 10 "Связь", 1967, с., 33, рис. 1.99 (прототип).

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

ВНИИПИ Заказ 6964/85 Тираж 988 Подписное