Демодулятор частотно-манипулированных сигналов Советский патент 1985 года по МПК H04L27/14 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемниках частотно-манипулированных сигналов. Известен частотный детектор, содер жащий первый и второй сумматоры, первые входы которых подключены к источнику входного сигнала через линию задержки, а вторые - через фазовращатели, выходы обоих сумматоров соединены через регулируницие усилители и амплитудные детекторы с входами блока вычитания и третьего сумматора, выход которого соединен с управляющими входами регулируемых усилителей Щ Однако в известном детекторе необх дима предварительная настройка. Наиболее близким по техническому решению к предложенному является демодулятор частотно-нанипулированных сигналов, содержащий линию задержки и последовательно соединенные первые сумматор, амплитудный детектор и компаратор, последовательно соединенные первый фазовращатель, второй сумматор и второй амплитудный детектор, вькод которого соединен с другим входом пер вого компаратора, причем вход линии задержки и первый вход первого сумматора объединены и являются входом демодулятора zj . Однако известный демодулятор харак теризуется незначительным диапазоном рабочих частот. Цель изобретения - расщирение диапазона рабочих частот. Поставленная цель достигается тем что в демодулятор частотно-манипулированных сигналов, содержащий линию задержки и последовательно соединенные первые сумматор, амплитудный детектор и компаратор, последовательно соединенные первый фазовращатель, вто рой сумматор и второй амплитудный детектор, выход которого соединен с другим входом первого компаратора, причем вход линии задержки и первый вход первого сумматора объединены и являются входом демодулятора, введены второй и третий фазовращатели,третий. и четвертый сумматоры и третий и чет вертый амплитудные детекторы, второй компаратор, два формирователя коротких импульсов, элемент ИЛИ, два регистра и щифратор, причем входы всех фазовращателей объединены и соединены с входом линии задержки, выход ко торой соединен с объединенными вторым входами первого и второго сумматоров, первыми входами третьего и четвертого .сумматоров, вторые входы третьего и Четвертого сумматоров соединены с вьпсодами второго и третьего фазовращаталей соответственно, выходы третьего и четвертого сумматоров через третий и четвертый амплитудные детекторы соединены с соответствующими входами второго компаратора, выход первого компаратора соединен с одним входом первого регистра и через первый формирователь коротких импульсов с первым входом элемента ИЛИ, выход второго компаратора соединен с одним входом второго регистра и через второй формирователь коротких импульсов с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с другими входами регистров, выходы которых соединены с соответствующими входами щифратора, выход которого является выходом устройства. На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема предложенного демодулятора; на фиг. 2 - детекторные характеристики, на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие работу. Демодулятор частотно-манипулиро- ванных сигналов содержит первый-четвертьй сумматоры 1-4, линию задержки 5, первый-третий фазовращатели 6-8, первьш 9, второй 10 амплитудные детекторы, первый компаратор 11, третий 12, четвертый 13 амплитудные детекторы, второй компаратор 14, первый регистр 15, первый формирователь 16 коротких импульсов, элемент ИЛИ 17, второй регистр 18, второй формирователь 19 коротких импульсов, шифратор 20. Демодулятор работает следующим образом. Сигнал от источника входного сигнала поступает на четьфе широкополосных частотных детектора. Первый частотный детектор образован сумматором 1, линией задержки 5 и амплитудным детектором 9. Его детекторная характеристика приведена на фиг. 2 а (кривая 1). Второй частотный детектор образован сумматором 2, линией задержки 5, фазовращателем 6, амплитудным детектором 10. Фазовращатель 6 вносит в сигнал, поступающий на один из входов сумматора 2, фазовый сдвиг в 180 , благодаря чему детекторная характеристика этого частотного детектора сдвинута на ISO относительно детекторной характеристики первого частотного детектора (фиг. 2а, кривая 2). 1 Третий частотный детектор образован сумматором 3, линией задержки 5, фазовращателем 7, амплитудным детектором 12. Фазовращатель 7 вносит в сиг- рех

нал, поступающий на один из входов сумматора 3, фазовый сдвиг в 90 , поэто- ю му детекторная характеристика этого частотного детектора сдвинута на 90 относительно детекторной характеристики первого частотного детектора (фиг. 2а, кривая 3).15

Четвертый частотньй детектор образ-ован сумматором 4, линией задержки 5, фазовращателем 8, амплитудным детектором 13. Фазовращатель 8 вносит в сигнал, поступающий на один из входов 20 сумматора 4, фазовый сдвиг в 270, поэтому детекторная характеристика этого частотного детектора сдвинута на 270 относительно детекторной характеристики первого частотного де- 25 тектора (фиг. 2а, кривая 4).

Напряжение с выходов амплитудных детекторов 9 и tO поступает на входы компаратора 11 и на его выходе принимает значение , если напряжение на выходе амплитудного детектора 9 больше напряжения на выходе амплитудного детектора 10, и значение О в противном случае (фиг. 26). Аналогично работает компаратор 14, на входы которого поступает напряжение с выходов амплитудных детекторов 12 и 13 (фиг. 2в). Из фиг. 26,в видно, что весь рабочий диапазон частот устройства может быть разбит на четьфе пери одически повторякмцихся зоны, соответствующих различным комбинациям на выходах компаратора 11 и 14. На фиг. 2 эти зоны условно обозначены цифрами 1-4, так, например, комбинация 1 на выходе компар атора 11 и 1 на выходе компаратора 14 соответствует первой зоне (фиг. 2). Таким образом. любому значению частоты входного сигнала соответствует вполне определенная условная зона частотной характери стики, так, например, частотам ij и i, (фиг. 2а) входного частотно-манипу лированного сигнала соответствуют зоны 1 и 4 соответственно. Рассмотрим процесс детектирования частотно-манипулированных сигналов. 11

в течение времени Тл задержки си нала.линией задержки 5, так как в течение этого времени на входы соответствующих сумматоров воздействуют две различные частоты i, и l биения между которыми и приводят к возникновению переходного-процесса. Переходный процесс на выходах амплитудных детекторов при этом совпадает с зависимостью их выходного напряжения от частоты, при плавном изменении частоты входного сигнала, например, от , до i (фиг. 2а). На -. фиг. Зе, ж приведены эпюры напряжений на выходах компараторов 11 и 14 соответственно, из которых видно, что при изменении частоты входного сигнала с более низкой ( f| ) на бо1лее высокую (2)3 течение времени ;переходного процесса Т номера зон, oпpeдeляe я tx напряжением на выходе 864 Пусть на вход устройства поступает частотно-манипулированный сигнал с частотами манипуляции i, и 2(фиг.2а) и законом манипуляции, приведенным на фиг. .За. Манипуляция частоты входного сигнала приводит к возникновению пере ходного процесса на выходе всех четычастотных детекторов (фиг. Зб-д) компараторов 11 и 14, чередуются в порядке возрастания: 1-2-3-4 (в общем случае, если за время переходного процесса укладывается большее число зон, то эта последовательность имеет вид 1-2-3-4-1-2-3,..). В случае изменения частоты входного сигнала с более высокой i, на более низкую , эта последовательность имеет обратный порядок: 4-3-2-1 (в общем случае ...4-3-2-1-4-3-2...). В дальнейшем при демодуляции частотно-манипулированных сигналов изменение номера зоны во время переходного процесса используется для регистрации факта изменения частоты входного сигнала (для нормальной работы устройства его параметры должны быть выбраны таким образом, чтобы разность частот i, и 12 превышала ширину одной зоны) , а порядок чередования зон позволяет определить знак изменения частоты. Осуществляется это следующим образом. Формирователи 16 и 19 по перепадам выходного напря/кения компараторов 11 и 14 (как по положительному так и по отрицательному фронту) формируют ко. роткие импульсы (фиг. Зз, и соответ- ственно). Элемент ИЛИ 17 осуществляет суммирование этих импульсов (фиг. Зк), каждый из которых соответствует переходу от предьщущей зоны к последующей. Эти импульсы используются в качестве тактирующих (сдвигающих для записи очередного состояния в регистры 15 и 18. Таким образом, напряжение на выходе первого разряда реги стров 15 и 18 соответствует новому состоянию компараторов 11 и 14 (зоне, соответствующей приходу последнего тактирующего импульса), а во втором разряде регистров 15 и 18 записано предвдущее состояние компараторов 11 и 14. Сравнение кода предьщущей зоны с последующей осуществляется шифратором 20, на входы которого с выходов регистров 15 и 18 поступают коды, соответствующие двум соседним -зонам. При этом, если коды следующих друг за другом соседних зон соответ186 ствуют ряду ... 1-2-3-4-1-2..., то на выходе шифратора 1, в случае обратного чередования О (фиг. 3л). Выходное напряжение шифратора 20 является выходным напряжением устройства, соответствует закону манипуляции частоты входного сигнала (фиг.За). Предложенный демодулятор частотноманипулированных сигналов по сравнению с базовым объектом позволяет осущё ;твлять детектирование частотноманипулированных сигналов в широком диапазоне рабочих частот без необходимости какой-либо его предварительной настройки на частоту входного сигнала, и исключает возможность негативного детектирования. При использовании его в различных радиотехнических устройствах, повьппается надежность их работы и существенно упрощается управление.

ДЕМОДУЛЯТОР ЧАСТОТНО-МАНИПУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ, содержащий линию задержки и последовательно соединенньш первые сз мматор, амплитудный детектор и компаратор, последовательно соединентле первый фазовращатель, второй сумматор и второй амплитудный детектор, выход которого соединен с .другим входом первого компаратора,причем вход лииии задержки и первый вход первого сумматора объединены и являются входом демодулятора, о т л ичающийся тем, что, с целью расширения диапазона рабочих частот, :введены второй и третий фазовращатели, третий и четвертый сумматоры и третий и четвертый амплитудные детекторы, второй компаратор, два формирователя коротких импульсов, элемент ИЛИ, два регистра и шифратор, причем входы всех фазовращателей объединены и соединены с входом линии задержки, выход которой соединен с объединенньп«1 вторыми входами первого и второго сумматоров, первыми входами третьего и четвертого сумматоров, вторые входы третьего и четвертого сумматоров соединены с выходами второго и третьего фазовращателей соответственно, выходы третьего и четвертого сумматоров через третий и четвертый амплитудные детекторы соединены с соответствукмцими входами второго компаратора, выход первого компаратора соединен с одним входом первого регистра и через первый формирователь коротких импульсов с первым входом элемента ИЛИ, выход второго компаратора соединен с одним входом второго регистра и через второй формирователь коротких импульсов с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с другими входами регистров, выходы которых соединены с соответствующими входами шифратора, выход которого является выходом уст- . ройства.

Л

v

в)

/

V

LI

i

Т Т

Фиг. 3