Устройство для восстановления несущей частоты Советский патент 1983 года по МПК H03L7/10 H04L27/22 

Изобретение otHocirrcH к эпектросв51зи и может исяопьзоватъся в сисягемах передачи цискретных сообщений сигналами с фазовой манипуляцией.

Известно устройство цля восстано&пения кес-ущей частоты, содержащее . соеоиненные в кольцо квадратурный преобразов.атель фазоманипулированного сигнала в видеочастотный, фильтр нижних частот и управляемый генератор, цругой вхоц которого соединен с выхо цом сглаживающего фильтра, -поакшочен- ные к EJbixoay квадратурного преобразователя фазоманипупированного сигнала в видеочястотный, послецоватеггьно соединенные одфференцирующую цепь и -усилитель, последовательно соединенные амплитудный селектор положительных импульсов и первый формирователь импульсов, последовательно соединенные амплитудный селектор отрицательных импульсов, вход которого соединен с вхдом амплитудного селектора положительных импульсов, и второй формирователь импульсов 1 .

Недостатком известного устройства является низкая фазовая стабильность восстановленного колебания.

Цель изобретения - повыщение фазовой стабильности восстановленного колебания.

Поставленная цель достигается тем ITO в устройстве для восстановления несущей частоты, содержащем соединенные в кольцо квадратурный преобразователь фазоманипулированного сигнала в видеочастотный, фильтр нижних частот и управляемый генератор, другой вход которого соединен с выходом сглаживающего фильтра, подключенные к выходу квадратурного преобразователя фазоманипулированного сигнала в видеочастотный, последовательно соединенны дифференцирующую цепь и усилитель, последовательно соединенные амплитудный селектор положительных импульсов и первый формирователь импульсов, последвательно соединенные амплитудный с лектор отрицательных импульсов, вход которого соединен с входом амплитудного Селектора положительных импульсов, и второй формирователь импульсов, к выходам первого и второго формирователей импульсов подключен интегратор, выход которого подключен к входу сглаживающего фильтра, между выходом квааратурного преобразователя фазоманипупированного сигнала в випеочас:тогный и входами обоих амплитудных сепекторов

импульсов включены последовательно дополнительный фильтр нижних- частот, дрполнитепьный усилитель и сумматор, другой вход которого подключен к выхо5 ЦУ усилителя.

. На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства для восстановления несущей частоты аля случая входного сигнала с однократной

0 ;фааовой манипуляцией..Устройство содержит соединенные .в кольцо квадратурный преобразователь 1 фазоманипулированного сигнала в вид&очастотиый фильтр 2 нижних частот (ФНЧ),

5 управляемый генератор 3, цругой вход которого соединен с выходом сглаживаю щего фильтра4, подключенные к выходу квадратурного преобразователя 1 фазоманипулированного сигнала в виде0 очастогк - f:, последовательно соединенные дифференцирующую цепь 5, усилитель 6, cyiviMaTop 7, ко второму входу которого через дополнительный ФНЧ 8 и дополнительный усилитель 9 подключен вход

5 дифференцирующей цепи 5, выход сумматора 7 подключен через последовательно соединенные амплитудный селектор 10 положительных импульсов и первый формирователь 11 импульсов и через поQ следовательно соединенные амплитудный селектор 12 отрицательных импульсов

И второй формирователь 13 импульсов к соответствующим входам интегратора 14, выход которого соединен с входом рглаживающего фильтра 4.

Кроме того, квадратурный преобразователь 1 фазоманипулированного сигнала в видеочастотный, например, соцержиг синхронный 15 и фазовый 16 детекторы, узел 17 оптимальной поэлементной обработки и решающий узел 18, соединенные с шиной 19 тактовых импульсов, перемножитель 20, фазовращатель 21 на п/2, линию 22 задержки на дгштельность элемента сигнала, и интегратор 14 реверсивный счетчик 23 и преобразователь 24 код - аналог.

Устройство работает следующим образом.

Основой схемы устройства является схема фазовой автоподстройки частоты ФАПЧ, состоящая из элементов 2,3,16 и 21, которая и обладает всеми основными свойствами обычной системы ФАПЧ, Перемножитель 20 обеспечивает снятие манипуляции с выходного сигнала фазового детектора 16, повторяющего закон бинарной манипуляции входного сигнаяа. Для снятия манипуляции на второй вход перемножитепя 20 поступает отгенериро ванное напряжение манипуляции, вырабатываемое цепью синхронного цетектора 15, узпа 17 оптимальной обработки элементов вхоцного сигнапа (согпасован- ный фипьтр или интегратор со сбросом) и решающего узпа 18. Поскольку цпя оптимальной обработки нужно знание моментов комутации фазы вхоцного сигнапа, на управляющие вхоаы узлов 17 и 18 подаются внешние тактовые импупьсы с шины 19 тактовых импульсов. Линия 22 зацержки на длительность Т элемента вхоаного сигнала необходима для обеспечения синфазирова НИН законов. манипуляции на входах пер мнржителя 20, так как в цепи регенерации (узпы 17 и 18) имеет место зацержка сигнала на время Т, необходимое цпя оптимальной обработки. Для .дальнейшего пояснения работы устройства рассмотрим работу всего yctw ройства в режиме биений, для чего предложим, что связи между ФНЧ 2 и 4 и , управляемым генератором 3 разорваны. Тогда на выходе синхронного детектора 1 вырабатывается напряжение биений с частотой, равной разности частот между входным сигналом и напряжением генер& тора 3, с манипуляцией знака, соответ ствующей входной информации. При этом на выходе узла 17 оптимальной обработ ки максимизируется отношение сигналшум в тактовых точках. На выходе узла 18 формируется прямоугольное напр жение, повторяпющее закон манипуляции входного сигнала с задержкой на . мя Т.. Это напряжение в перемножитепе 20 используется для коммутации напряжения биений с выхода фазового детектора 16. Результат перемножения (независимо от того, манипупируется входное напряжение устройства по фазе или нет) напоминает синусоиду, фаза которой комму- тируется на П каждую половину периода разностной частоты. Это напряжение имеет один очень крутой фронт, знак наклона которого определяется знаком тэазностной частоты. Эти крутые фронты используются цля расширения полосы захвата слецутощим образом; дифференцирующая цепь 5 вырабатывает импульсы, полярность кото рых определяется знаком частотной расстройЮ. Если импульсы пропустить чере амплитудный селектор 10 и 12 импульсов соответствующей полярности, а затем подать на интегратор 14, то на вы-, хоце последнего образуется управпяюишй сигнал, величина которого нарастает с увеличением числа импульсов одного знака (с выхода одного амплитудного селектора). Этот управляю.игай сигнал проходит через сглаживающий фильтр 4 и подстраивает генератор 3, т. е. уменьшает разностную частоту. Этот меха-. низм подстройки действует при таких больших частотных расстройках, когпа обычный механизм захвата С1гстем ФАГ1Ч еше не эффективен. После достижения сущхоонизма в сиотеме иэ-за расхождения собственных частот входного сигнала и управляемого генератора 3 возможно нарушение идеальных фазовых соотношений, при которых фазовые ссхвиги между напряжениями на входах фазового детектора 16 равны + П/2. При этом :в напряжении на выходе перемножителя 2О появляется постоянная составляющая, которая через дополнительный ФНЧ 8 и усилитель 9 возцейст вует на сумматор 7, что эквивалентно смещению порогов срабатывания амплитудных селекторов 10 и 12. При этом в установившемся режиме через амплитудные селекторы проходят только выбрею сы шума. При смещении порогов средние частоты выбросов шума, проходящих через амплитудные селекторы 10 и 12, становятся неодинаковыми, что приводит к появлению дополнительного корректирующего нЕшряжения на выходе интегратора 14, т. е. к корреттировке фазового сдвига в режиме синхронизма. Одна из возможных реализаций интегратора 14 (дискретный интегратор) показана на чертеже. Интгератор выполнен в виде совокупности реверсивного счетчика 23 .и преобразователя 24 код - . Формирователи 11 и 13 импульсов нормируют импульсы, подаваемые на счётчик 23, по амплитуде и длительности. Счетчик осуществляет су шрование числа импульсов, а преобразователь 24 конвертирует это число в форму управляющего напряжения. Реаш1зация квадратурного преобразователя 1 фазомашшупированного сигнала в внцеочастотный может отличаться от показанной на чертеже, что определяется кратностью входного фазоман1шут1р6ван- нОго сигнала, целесообразностью снятия машшуляшп на радио игп видеосигнале, а также требованиями к работе устройства при определенных отношениях сигнал-шум. Попожитепьиый эффект от использования преапагаемого изобретения состоит в том, что в установившемся режиме через амппитуаные сепекторы проходят выбросы шума, которые привоцит в конеч- , ном счете к появпеник) цопотпштепьного управляющего сигнала- на вьГхоае цифр, вого интегратора и повыщенюо фазовой стабильности восстановлениого колёба- кия.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ НЕСУЩЕЙ ЧАСТОТЫ, соцержашее соециненные в кольцо квацратурвый преобразоватепь фазоманипу1гарова кого сигнала в видеочастотный, фильтр нинших частот и управляемый, генератор, другой вхоц которого соецинен с выхоцом сглаживающего фильтра, поцключе ные к выхоцу квадратурного преобразователя фаэоманипулированного сигнала в вицеочастотный, поспецоватепьно соеаннаш1Ые дифференцирующую цепь и уели- тель, послецовательно соециненные амплитуаный селектор положительных нмпупьсоь Н порвый формирователь нктульсов, по спеаовательно соепиненные амплвтуцный селектор отрицательных импуттьсов, вхоц которого соеоннен с вхоцом амппитуо ного селектора положнтельнь вмпульоов, и второй, формирователь иклпульсов. отличающееся тем, что, с целью повышения фазовой стабильноств восстановленного колебания, к выходам первого и второго формирователей и пульсов подключен тстегратор, выхоа которого подключен к входу сглаживаю щего фильтра, между выходом квадратурного преобразователя фазомаюшулироввяного Сигнала в видеочастотный и входа§ ми обоих амплитудных селекторов нмпуяь (Л сов включены последовательно дополн тельный фильтр нижних частот, Дслоп нительный усилитель и сумматор, другой вход которого подключен к выходу теля. Од со 4;