Цифровой фазовый дискриминатор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (nI995264

Союз Советских

Социалистических

Республик (61)Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 1701,80 (21) 2900556/18-09 (ф )фф К 3

Н. 03 0 3/06. с присоединением заявки HP (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

t$3j УДК 621. 376. .4(088.8) Опубликовано 07.02.83. Бюллетень Но 5

Дата опубликования описания 070283

Ф

Н.Ф. Пенкин, A.È. Беляев и И.П. Помогаева ткт Р;

Всесоюзный ордена Трудового Красного Знам ни н 4щиот,.„, исследовательский институт железнодорожного ЪраксцщМЙ" (72) Авторы изобретения (73 ) Заявитель (54 ) ЦИФРОВОЙ ФАЗОВЫЙ ДИСКРИМИНАТОР

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано в системах приема дискретных сигналов с относительно фаэовой манипуляцией (ОФМ).

Известен метод приема сигналов

ОФМ, основанный на сравнении фаз посылок на несущей частоте. Дня этого на вход детектора подают входной сигнал и сигнал, задержанный в элементе памяти на время, равное длительности. элементарной посылки (1) °

Наиболее близким к предлагаемому является цифровой фазовый дискриминатор, содержащий последовательно соединенные источник входного сигнала, ограничитель-формирователь и регистр сдвига, тактовый вход которого соединен с генератором опорных импульсов, а также два фазовых детекто. ра, еигйальные входы которых объединены и подключены к выходу ограничителя-формирователя, опорные входы " к соответствующим выходам регистра сдвига, а выходы — к входам вычитающего устройства, выход которого под.ключен к фильтру нижних частот 2).

Однако такой цифровой фазовый дискриминатор может фиксировать лишь два значения фазы, кроме того, в выходном сигнале содержится ошибка дискретиза.сии, определяемая соотношением частот генератора опорных импульсов и принимаемого сигнала, что приводит при некратных частотах к колебанию уровня сигнала на выходе, . изменению фазы на угол меньший 180 т.е. к снижению помехоустойчивости.

Цель изобретения — цовыаение помехоустойчивости. указанная цель достигается тем, что в цифровой фазовый дискриминатор, содержащий последовательно соединенные источник входного сигнала, ограничитель-формирователь и регистр ,сдвига, тактовый вход которого соединен с генератором опорных импульсов, а также f3 фазовых детекторов, сигнальные входы которых объединены и подключены к выходу ограничителя-@opmtpoea" теля, а опорные входы — к соответствующим выходам регистра сдвига, и. фильтр нижних частот, введены и триггеров, и-1 фильтров нижних частот

25 и дифференцирующая цепь, при этом сигнальные входы триггеров соединены с выходами фазовых детекторов, тактовые входы - с выходом диффереицирующей цепи, вход которой подключен к

З0 дополнительному выходу регистра сдаи9952б4 га, а выходы - к входам фильтров нижних частот. .На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого цифрового фазового дискриминатора для сигнала с тремя возможными значениями фаэ 5 (скачки фазы могут происходить на 120 и 240О), на фиг. 2 — временные диаграммы сигналов в различных точках при изменении фазы на 240 (-120 ).

Цифровой фазовый дискриминатор 1О содержит ограничитель-формирователь

1, генератор 2 опорных импульсов, регистр 3 сдвига, дифференцирующую цепь 4, фаэовые детекторы 5, триггеры б, фильтры 7 нижних частот и источник 8 входного сигнала.

Цифровой фазовый дискриминатор работает следующим образом.

Принимаемый сигнал с выхода ограничителя-формирователя 1 поступает на информационный вход регистра 3 сдвига. На тактовый вход этого регистра поступают импульсы от генератора 2 опорных импульсов (частота этого генератора примерно на порядок выше частоты принимаемого сигнала). В результате в ячейках регистра сдвига записывается при положительной полуволне, принимаемого сиг нала серия единиц, а при отрицательной — серия нулей. На каждом из вы- 30 ходов регистра сдвига имеется запись принимаемого сигнала, задержанная на определенное время (но не более длительности одной элементарной посылки) по отношению к информационно- 35 му входу. Дифференцирующая цепь 4 формирует тактовые импульсы для триггеров б при переходе сигнала из 1

s 0 и из 0 в 1 на дополнительном выходе, обеспечивающем задержку по отношению к информационному выходу на четверть триода частоты принимаемого сигнала. На фазовые детекторы 5 поданы сигналы с информационного выхода регистра сдвига и соответствующих выходов, обеспечивающих задержку на время

T = — (К" — ) и T = (К+ -), 1 1

Г 3 2 Гс 3 где F — частота принимаемого сигнала;

К - целое число.

При манипуляции на 180 задержка сигнала должна осуществляться на вре1 55 мя Т (К - — ).

С

На фиг. 2 показаны временные диаграммы сигналов в1 различных точках цифрового фазового дискриминатора при манипуляции фазы на †. 120, 60 где 01 в принимаемый сигнал;

U — импульсы генератора 2 опор2 ных импульсов;

U — - сигнал на информационном

3 выходе регистра 3 сдвига, U4,U< - сигналы на выходах фазовых детекторов 5, получаемые при сравнении фаэ сигнала

О, задержанного на время

T„и Т

О - тактовые импульсы на выходе дифференцирующей схемы, задержанные на четверть периода принимаемого сигнала, О! — сигнал на выходе одного иэ триггеров б при манипуляции (на выходе второго триггера сигнал при этом отсутствует).

Между точками N и П идет переход.ной процесс, вызванный манипуляцией пунктиром на эпюре 01 показан принимаемый сигнал без манипуляции ° При отсутствии манипуляции тактовые импульсы, поступающие на триггеры б, не вызывают их переключения в единичное состояние, так как в эти моменты на их сигнальные входы поступают логические "0".

При .изменении фазы на одном из триггеров б в момент прихода тактовых импульсов будет сохраняться логическая "1" и триггер б перейдет в состояние 1.

Фильтры 7 нижних частот производят усреднение сигнала, исключая возможные короткие импульсы при действии помех.

Как видно из эпюр фиr. 2, сигнал

U>, поступающий на фазовый детектор

5, привязан своими фронтами к импульсам, что исключает ошибку, вызванную дискретизацией длины импульсов принимаемого сигнала. При отсутствии триг-геров сигналы 0 и U>, поступающие на вычитающее устройство прототипа (которое можно применить при наличии только двух фазовых детекторов) и на фильтры нижних частот, дали бы заметные флуктуации фиксируемых сигналов, так как во время переходного процесса средний уровень сигнала 0 на выходе одного из Фазовых детекторов 5 понижается и затем восстанавливается. В высокоскоростных системах, когда значительная часть такта занята переходным процессом и постоянная времени фильтров нижних частот мала, правильная фиксация сигналов затруднена.

Включение триггеров исключает сигнал иа. "неработающем" фазовом детекторе, а на "работающий" делает определенные моменты нарастания и спада сигнала, что позволяет повысить помехоустойчивость цифрового фазового дискриминатора.

Формула изобретения

Цифровой фазовый дискриминатор, содержащий последовательно соединенные источник входного сигнала, огра-= 995264

Составатель Л.Ананьева

Редактор Н.Безродная Техред б.Неце Корректор В. Прохненко

Заказ 668/43 Тираж 934 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ничитель-формирователь и регистр сдвига, тактовый вход которого соединен,с генератором опорных импульсов, а также и фазовых детекторов, сиг-нальные входы которых объединены и подключены к выходу ограничителя-формирователя, а опорные входы — к соответствующим выходам регистра сдвига, и фильтр нижних частот, о-т л и ч.а юшийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, введены и триггеров, и -1 фильтров нижних час- ® гот и дифференцирующая цепь, при этом сигнальные входы триггеров соедине6 ны с выходами фазовых детекторов тактовые входы - с выходом-дифференцирующей цепи, вход которой подклю. чен к дополнительному. выходу регистра сдвига, а выходы — к входам фильтров нижних частот.

Источники информации, принятые во внимание при эксйертизе.

1. Гуров В.С., Передача дискретной информации и телеграфии. М., "Связь", 1969, с. 312.

2. Авторское свидетельство СССР

В 543132, кл. Н 03 Р 3/06» 1975 (прототип).