Демодулятор фазоманипулированных сигналов Советский патент 1983 года по МПК H04L27/233 

01 00

о

00

2, Демодулятор ПОП.1, отличающийся тем, что решающий блок содержит инвертор, генератор импульсов, последовательно соединенные первый дифференцирующий элемент, первый счетчик, первый дешифратор и второй счетчик и последовательно соединенные второй- дифференцирующий элемент, третий счетчик, второй дешифратор , четвертый счетчик и вычитающий узел, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом второго счетчика и с входом инвертора, вход и выход которого являются выходами решающего блока, V входами которого являются входы первого и второго дифференцирующих элементов, а выход генератора импульсов подключен к вторым входам первого и третьего счетчиков.

3. Демодулятор поп.1, отличающийся тем, что кюкдый блок совпадения содержит два инвертора, элемент. ИЛИ и два элемента И, выходы которых псэдключены к входш элемента ИЛИ, выход которого являет ся выходом блока совпгщения, входами которого являются входы инверторов, выходы которых подключены к входам первого элемента И, а входы второго элемента И подключены соответственно к входам первого и второго инверторов

Изобретение относится к технике электросвязи и может использоваться в системах передачи данных с высококАчественными каналг ми связи. Известно устройство для приема фа зоманипулированных сигналов (ФМ сиг- налов, содержащее преобразователь .частоты, фильтр, фазовращатель, фазо вый детектор и пороговый блок l . Недостаток устройства - частичное подавление влияния эффекта обратная работа. Наиболее близким по.технической сущности к предлагаемому является де модулятор, фазоманипулированных сигн лов, содержащий фазовый детектор, пе вый вход которого соединен с входом умножителя частоты, и последовательно соединенные дифференцирующий блок и первый триггер 2j . Однако известный демодулятор имее низкую достоверность. Цель изобретения - повышение достоверности. Для достижения поставленной цели, в демодулятор фазоманипулированных сигналов, содержащий фазовый детекто первый вход которого соединен с входом умножителя частоты, и последова тельно соединенные дифференцирующий блок и первый триггер, введены два усилителя-формирователя, элемент ИЛИ два элемента И, второй и третий триг геры и два блока совпадения, выходы которых подключены к входам введенно го решакяцег о блока, выходы которого соединены с первыми входами первого и второго элементов И, выходы которы подключена к входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым вхо дом фазового детектора, первый вход которого соединен с входом первого усилителя-Формирователя, выход которого подключен к первым входам первого и второго блоков совпадения, вторые входы которых соединены соответственно с выходами второго и третьего триггеров, входы которых соединены соответственно с. вторыми входами первого и второго элементов И и с выходами первогоТриггера, а выход умножителя частоты через второй усилительформирователь подключен к входу дифференцирующего блока. При этом решающий блок содержит инвертор, генератор импульсов, последовательно соединенные первый дифференцирующий элемент, первый счетчик, первый дешифратор и второй счетчик, и последовательно соединенные второй дифференцирующий элемент, третий счетчик, второй дешифратор, четвертый счетчик и вычитающий узел, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом второго счетчика и с входом инвертора, вход и выход которого являются выходами решающего блока, входами которого являются входы первого и второго диффе15енцирующих элементов, а выход генератора импульсов подключен к вторым входаг первого и третьего счетчиков. Кроме того, каждый блок совпадения содержит два инвертора, элемент ИЛИ и два элемента И, выходы которых подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого является выходом блока совпадения, входами которого являются входы инверторов, выходы которых подключены к входам первого элемента И, а входы второго элемента И подключены соответственно к-входам первого и второго инверторов. На фиг.1 представлена структурлая электрическая схема демодулятора; м фиг,2 - решающий блок, (вариант)/ на фиг.З - блок совпадения (вариант). Демодулятор фазоманипулированных сигналов (фиг.1) содержит умножитель 1 частоты, первый усилитель-формиро ватель 2, дифференцирующий блок 3, первый- триггер 4, фазовый детектор 5, элемент ИЛИ 6, первый и второй эл менты И 7 и 8 соответственно, второй и третий триггеры 9 и 10 соответственно, первый и второй блоки 11 и 12 совпадения соответственно, решающий блок 13 и второй усилитель-формирователь 14. При этом решающий блок (фиг.2 состоит из первого дифференцирующего элемента 15, генератора 16 импульсов, второго дифференцирую щего элемента 17, первого и второго счетчиков 18 и 19 соответственно, первого и второго дешифраторов 20 и 21 соответственно, третьего счетчика 22, вычитающего узла 23, четвертого счетчика 24 и инвертора 25. Причем каждый блок совпадения (фиг.З состоит из элемента ИЛИ 26, первого и второго элементов И 27 и 28 соответственно, первого и второго инверторов 29 и 30 соответственно. Демодулятор работает следую1чим образом. Пусть в канал связи передается произвольная последовательность нулей и единиц. На вход демодулятора в этом .случае с выхода канала связи поступает фазомодулированный сигнал На выходе умножителя 1 формируется сигнал с удвоенной частотой. Второй усилитель-формирователь 14 преобразу ет колоколообразные импульсы, посту пающие с выхода умножителя 1 частоты, в трапецеидальные. Дифференцирующий блок 3 выделяет фронты этих импульсов, которые далее поступают на вход первого триггера 4, на неин вертирукядем и инвертирующем выходах которого получаются два противоположных напряжеН11я . Один из этих сиг налов является копией нуля, т.е. со падает по фазе с нулевой посылкой, второй - копией единицы, причем фазы этих сигналов постоянны,, без манипуляции фазы. Теперь необходимо onp делить, какой из этих сигналов является копией нуля, а какой - копие единицы. Если это будет осуществлен то сигнал, являющийся копией единиц можно использовать в качестве опорного. При этом явление обратная ра бота не Наблюдается. Если разделить частоты сигналов выходов первого триггера 4 на два с помощью второго и третьего тригге ров 9 и 10, переключающихся при измеиении входного сигнала из положения О в положение 1, получают соответствующие сигналы на выходах второго и третьего триггеров 9 и 10 соответственно. Полученные сигналы подаются на входы первого и второго блоков 11 и 13 совпадения, на другие входы КОТО1Ж1Х поступает сигнал с выхода первого усилителя-формирователя 2, который преобразует сигнал с входа демодулятора в последовательность прямоугольных импульсов. Соответствующий блок совпадения вьадает На выход единицу, если сигналы на его вхсШах, совпадают, т.е. присутствуют либо два нул9, либо две единицы. Рассмотрим сигналы, формируемые на выходе блока совпадения, при условии, что в длительность элементарной посылки укладывается целое число периодов фазомодулированнрго (ФМ) колебания. Когда отсутствует манипуляция фазы входного сигнала, на выходе обоих блоков 11 и 12 совпадения имеются импульсы со скважностью, равной двум и длительностью, равной длительности периода ФМ колебания. При наличии манипуляции фазы в моменты манипуляции на выходе одного из блоков совпадения появляются импульсы, длительность котоЕ ах меньше длительности импульсов при отсутствии манипуляции фазы в 2 раза. На выходе второго блока 12 совпадения в это же время длительность импульсов увеличивается в 2 раза. Это справедливо только для случая, когда на длительности элементарной посьшки укладывается целое числопериодов ФМ колебания. В противном случае на выходах обоих блоков совпадения появляются сигналы как укороченные, так и удлиненные в два раза по сравнению с обычными (их длительность определяется ФМ колебанием) . При подаче на входы блоков совпадения преобразованного входного сигнала и сигнала, полученного после деления на два частоты сигнала, являкяцегося копией единицы, на их выходах формируются импульсы, максимальная длительность которых не превышает длительности периода ФМ сигнала. Если сравнить входной сигнал с сигналом, который получен из копии нуля после деления ее частоты на два, то максимальная длительность импульсов на выходе обоих блоков совпадения равна удвоенной длительности пе- риода ФМ колебания. Таким образом, измеряя длительности импульсов на .выходах обоих блоков совпадения, можно определить, какой из сигналов является копией нуля, а какой - копией единицы. Именно эти функции и выполняет решающий блок 13. Первый и второй дифференцирующие блоки 15 и 17 (фиг.2) выделяют фронты импульсов, поступаю-. щих на их входы. Эти импульсы устанавливают первый и второй счетчики 18 и 22 в нулевые состояния. На другие входы этих счетчиков подаются импульсы с выхода генератора 16 импульсов. Таким образом, первый и третий 18и 22 счетчики подсчитывают число импульсов,.приходящихся на длительность измеряемого интервала, т.вч осуществляется аналого-цифровое преобразование времяткод. Первый и второй дешифраторы 20 и 21 выполнены таким образом, что на их выходе появляется импульс в том случае, как только код, считываекий с соответствующего счетчика повышает заданную величину, соответствукадую длительности периода ФМ колебания. Таким образом регистрируется факт того, что длительность временных интервалов в соответствующем канале превышает длительность периода ФМ колебаний. Второй и четвертый счетчики 19и 24 подсчитывают количество импульсов с выходов первого и второго дешифраггоров 20 и 21, что соответствует количеству удлиненных импульсов появившихся на выходе того или иного блока совпадения. Далее на второй вход фазового детектора 5 подают колебание, которое управляет выдачей с обоих блоков срвпадения наименьшего количестваим пульсов. Длительность каждого из эти импульсов превышает длительность периода ФМ колебания, что соответствует копии единицы. При этом вычитающий узел 23 сравнивает коды,, поступающие с второго и четвертого счетчиков 19 и 24 и определяет больший из них. Если большим окажется код, поступивший с второго счетчика 19, то это означает, что в этом канале появилось больше импульсов, длина которых (по времени) превышает длительность, периода несущей. В этом случае вычитающий узел 23 выдает на второй выход решающего блока 13 нуль через инвертор 25, который закрывает первый элемент И 7, и си.гнал с неинвертирующего выхода через элег мент ИЛИ 6 не поступает на вход фазового детектора 5. На первом выхо.де рыдающего блока 13 в этом случае появляется единица, которая открывает второй элемент И 8, и сигнал с инвертирующего выхода первого триг гера 4 поступает на второй вход фазо вого детектора 5. Таким образом осуществляется коммутация опорных сигналов. Предположим, что в первоначал ный времени на первом выходе решаюцего блока 13 сформирован уровень логической единицы. Тогда на первом выходе формируется О. Это осуществляется вследствие того, что в начсше приема на выходе вычитающе го узла 2 может появиться любой из сигналов (нуль или единица). Поэтому опорные кол€ бания в произвольном порядке скомь утированы. При этом на выходе демодулятора наблюдается явление обратная работа, так как подключена копия нуля к второму входу фазового детектора 5.. После первого же скачкс фазы принимаемого сигнала на выходе второго блока совпадения 12 появляется удлиненный итушульс. После его измерения в четвертом счетчике 24 записывается единица. Па выходе второго блока 12 совпадения в это время появляется .укороченный импульс, второй счетчик 19 остается в нулевом состоянии. Вычитающий узел 23, выдававший до этого нуль, выдает единицу и сигналы на выходах решающего блока 13 изменяются;на первом выходе будет нуль, а навтором - единица. Вместо сигнала, который приводит к явлению обратной работы, на второй вход фазового детектора 5 подается другой сигнал.Сигнал на выходе демодулятора перестает инвертироваться. Далее осуществляется выдача информации потребителю. Для нормального функционирования демодулятора необходимо, чтобы перед йередачей информации в кангш связи передавались сигнал типа точки, чередующейся последовательности нулей и единиц, так как удлинение и укорочение импульсов на выходах первого и второго блоков 11 и 12 совпадения наблюдается в моменты манипуляции фазы входного колебания, и чем больше этих моментов, тем точнее происходит выбор опорного колебания, это условие удовлетворяется путем синхронизации. Входные сигналы в каждом блоке совпадения подаются одновременно (фиг.З) на входы обоих инверторов 29 и 30 и на оба входа второго элемента И 28. Сигналы с вьЬсодов первого и второго инверторов 29 и 30 через первый элемент И 27 подаются на первый вход элемента ИЛИ 26, на второй вход которого подается сигнал с выхода второго элемента И 28. Объеди, ненные сигналы с выхода элемента ИЛИ 26 передаются на выход соответствующего блока совпадения и дешее поступают на решакмдий блок 13. Таким образом, при использовании предлагаемого демодулятора повышается достоверность обработки ФМ сигналов за счет повышения точности преобразования ФМ сигналов в резу.льтате их цифровой обработки.

23

« ц11 J

(.J