Устройство для передачи и приема фазоманипулированного сигнала Советский патент 1985 года по МПК H04L5/12 

Изобретение относится к области передачи и приема информации и может найти применение для повышения помехоустойчивости и надежности при передаче различных комбинаций дискретньпс разнополярньк сигналов методом фазовой манипуляции.

Известно устройство для передачи и приема фазоманипулированных сигналов, содержащее на передающей стороне генератор несущей частоты,подключенный к первому входу фазово го манипулятора, а второй вход которого соединен с выходом блока кодирования, а на приемной, стороне после:ДовательнЬ соединенные полосовой фильтр, фазовый демодулятор и блок декодирования, причем выход полосового фильтра, через формирователь опорного сигнала связан с вторым входом фазового демодулятора, а формирователь опорного сигнала выполнен в виде последовательно соединенных блока удвоения частоты узкополосного фильтра и блока деления частоты на два lj .. .

Недостаток такого устройства заключается .в его низкой помехоустойчивости из-за явления обратной рабогы.Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для передачи и приема фазоманипулированного сигнала, содержащее на передающей стороне последовательно соединенные генератор несущей частоты и фазовьЕ манипулятор, к второму входу которого подключен выход блока кодирования, а на приемной стороне последовательно соединенные полосовой фильтр, фазовый демодулятор и блок декодирования, причем выход полосового фильтра через формирователь опор ного сигнала подключен к второму входу фазового демодулятора 2}.

Недостаток известного устройства заключается в его низкой помехоустойчивости.

Цель изобретения - повьшюние помехоустойчивости.

Цель достигается тем, что в устройстве для передачи и приема фазоманипулированного сигнала, содержащем на передающей стороне последовательно соединенные генератор несущей частоты и фазовый манипулятор, к второму входу которого подключен выход блока кодирования, а на приемной стороне последовательно соединенные полосовой фильтр, фазовый демодулятор и блок декодирования, причем выход полосового фильтра через формирователь опорного сигнала подключен к втрому входу фазового демодулятора, на передающей стороне введены последовательно соединенные первый формирователь импульсов, второй формирователь импульсов и элемент запрета, второй вход которого соединен с выходом фазового манипулятора, первый и второй входы которого соединены .соответственно с входом первого формирователя импульсов и с вторым входом второго формирователя импульсов, а на приемной стороне формирователь опорного сигнала выполнен в виде реле времени и последовательно соединенных выпрямителя, узкополосного коммутируемого фильтра, формирователя импульсов, триггера , к второму входу которого подключен выход реле времени, полосового фильтра, вход которого соединен с входом реле времени, и фазосдвиганядего блока, при этомвыход фазового.демодулятора подключен к зшравляющему входу узкополосного коммутируемого фильра, вход вентиля, выход фазосдвигающего блока и управляющий вход узкополосно4о коммутируемого фильтра являются соответственно сигнальньм входом,выходом и управляющим входом формирователя опорного сигнала.

На фиг. 1 изображена структурноэлектрическая схема устройства; на фиг. 2 - эпюры напряжений, поясняющие его работу.

Устройство содержит на передакицей стороне блок 1 кодирования, фазовый манипулятор 2, генератор 3 несущей частоты, элемент 4 запрета, первый 5 и второй 6 формирователи.импульсов, а на приемной, стороне - полосовой фильтр 7, фазовый демодулятор 8, блок 9 декодирования и формирователь 10 опорного сигнала, состоящий из выпрямителя 11, узкополосного коммутируемого фильтра 12, формирователя 13 импульсов, триггера 14, полосового фильтра 15, фазосдвигающего блока 16 и реле 17 времени.

Устройство работает следующим образом.

Сообщение,подлежащее передаче, подают на вход блока 1 кодирования, где оно преобразуется в последова31

тельность кодирующих прямоугольных импульсов одинаковой длительности и амплитуды по следующему принципу: сигналу 1 соответствует импульс положительной полярности, сигналу О - импульс отрицательной полярности, а расстояние между любыми кодирующими импульсами принимается равным ,5 Тцрр .(фиг. 2в) . Эти импульсы поступают на вход фазового манипулятора 2, на другой вход которого подают непрерывный, синусоидальньй сигнал несущей частоты, задаваемьш генератором 3 /несущей частоты (фиг. 2а). Если кодирующий импульс имеет положительную полярность, фаза сигнала на выходе фазового манипулятора 2 соответствует фазе сигнала на его входе, если полярность кодирующего сигнала отрицательна, сигнал на выходе фазового манипулятора 2 находится в противофазе с сигналом, поступающим с выхода генератора 3 несущей частоты. Проманипулированньй таким образом синусоидальньй сигнал с выхода фазового манипулятора 2 может пройти в канал связи через элемент 4 запрета тольков течение времени, когда на первом входе этого элемента, отсутствует запрещаклций сигнал с выхода второго формирователя 6 импульсов,

Для реализации формирования э-тих запрещающих сигналов в качестве второго формирователя 6 импульсов можно применить, например, триггер, который устанавливается в состояние нуль отрицательными узкйми-импуль-сами с выхода первого формирователя 5 импульсов, а в состояние единица - положительными узкими импульсами с выхода этого же блока, причем прохождение отрицательных импульсов на первый вход этого триггера разрешаетсятолько при отсутствии кодирующих импульсов на выходе блока 1 кодирования, а прохождение положительных импульсов на второй вход - только при н.аличии кодирующего импульса любой полярности. Вьгход этого триггера соединен с первым входом элемента 4 запрета, что обеспечивает прохождение фазоманипулированных сигналов .через этот элемент в канал связи только тогда, когда триггер находится в состоянии единица. Если в качестве первого формирователя 5 импульсов использовать

468134

усилитель-ограничитель с дифференцирующей цепочкой на выходе, то как следует, из фиг. 26 импульсы на еыходе первого формирователя 5 импульсов 5 будут появляться только в моменты, когда фаза сигнала несущей частоты принимает значения нуль и 1. Таким образом, принятые принципы манипуляции и посъшки манипулированJO ,ных высокочастотных сигналов в канал связи обеспечивают при передаче единищ, наличие на выходе передатчика высокочастотного пакета с начальной фазой , Q°f а при передаче нуля - наличие на выходе передатчика высокочастотного .пакета колебаний с начальной фазой Чпео 180°(фиг, 2г),

Узкополосный манипулированный сигнал из канала связи поступает н вход приемника совместно с широкополосной нормальной помехой, ПоэтоI му этот сигнал пропускают через лосовой фильтр 7 с целью получения

5 необходимого соотношения сигнал ;помеха перед детектированием,

Для определения вида принятого сигнала (единица или нуль), его в фазовом демодуляторе 8 сравнивают по фазе с опорным напряжением, причем для исключения влияний медленных флюктуации фазы в передатчике и в канале связи и недопущения явления обратной работы опорное напря- жение формирователь 10 опорного сигнала формирует заново из каждой принятой посылки фазоманипулиррванного высокочастотного сигнала. Это происходит следующим образом,

0 Принятьй сигнал выпрямляется в выпрямителе 11 (фиг, 2,д), после чего выпрямленный сигнал поступает . на узкополосный коммутируемый фильтр 12, настроенный на вторую

5 гармонику несущей частоты.

Так как посыпки манипулированных сигналов имеют Начальную фазу, ран-, ную либо нулю, либо , т.о как следует из фиг, 2,е начальная фаза

0 сигнала при выделении его из любой выпрямленной фазоманипулированной посылки равна -90 , Поэтому, преобразуя при помощи формирователя 13 импульсов положительные полуволны

5 сигнала в прямоугольные импульсы положительной полярности (фиг,2,ж), получаем в течение времени любой фазоманипулированной посыпки фиксированную последовательность прямоугольных импульсов с одинаковой длительностью и одинаковой начальной фазой. Так как момент возникновения первого импульса зкестко связан по времени с началом принятой посылки, то расширяя длительность каждого нечетного импульса в два раза (фиг.2,з выделяем при помощи полосового фильтра 15 из последовательности рас ширенных импульсов первую гармонику этой -последовательности. Для выполнения операции расширения длительности нечет ных прямоуголь ных импульсов (фиг. 2,ж) в два раза формирователь 13 импульсов соединен с первым входом симметричного триггера 14, который перед началом приема каждой- фазоманипулированпой посыл ки находится в состоянии нуль. Если же этот триггер после окончани фазоманипулированной посыпки при первой подаче на него напряжения питания случайно окажется в COCTJOHНШ1 единица, то сигнал с прямого выхода этого триггера поступит на вход реле 17 времени и по истечении выдержки этого реле, которая для отстройки от нормальной длительности импульсов на выходе триггера 14 принимается равной (0,7-0,8)Тн5(, , попадет на второй вход этого триггера и установит его в состояние нуль. Так как по первому входу триггер 14 управляется передними фронтами последовательности импульсов с выхода формирователя 13 импул сов, то калодьй ш-шульс на выходе триггера 14 будет присутствовать в течение времени от начала каждого нечетного импульса до начала каждого четного импульса этой последовательности. Таким образом, обеспечивается необходимое увеличение длительности каждого нечетного импульса на выходе формирователя 13 импул сов в два . После прохождения сигнала (фиг.2,и)-через фазосдвигающий блок 16, изменяющий фазу этого сигнала наДс| -45, получаем (фиг.2,к) синхронное опорное напряжение синфазное с фазоманипулированной посьш кой единица и находящееся в проти вофазе с фазоманипулированной посыггкой нуль. Поскольку низкочастотная составляющая сигнала на выходе фазог вого демодулятора 8 пропорциональна косинусу угла между синхронными напряжениями на его входах, то в течение длительности посылки на его выходе появится прямоугольный импульс положительной полярности, если, передавался сигнал единица, и отрицательно- полярности, если передавался сигнал нуль (фиг. 2,л). Эти импульсы преобразуют в задацное сооб щения в блоке 9 декодирования. Так для обеспечения необходимой помехоустойчивости при формировании опорного напряжения частотн&я характеристика узкополосного коммутируемого, фильтра 12 должна иметь полосу пропускания в 8 - 1.0 раз меньшую, чем полоса пропускания полосового фильтра 7, то для исключения появления излишних импульсов на выходе формирователя 13 импульсов и сбоя работы приемного устройства узкополосньй фильтр выполнен коммутируемым, причем гашение кoлeб aний в нем производится подаСчей на управляющий вход этого фильтра сигнала, вьфабатываемого задним фронтом любого импульса на выходе фазового демодулятора 8. Таким образом, использование того, что при жестком задании начальной фазы любой фазоманипулированной посылки на передающем конце и выработке опорного напряжения заново из каждой фазоманипулированной посыпки на приемном конце устраняется явление обратной работы, а также применение для реализации этих принципов элементов вычислительной техники и коммутируемого фильтра в тракте формирования опорного сигнала позволяет практически реализовать передачу и прием информации наиболее помехоустойчивым методом фазовой манипуляции. Технико-экономический эффект изобретения состоит в повьшении помехоустойчивости устройства для передачи и приема фазоманипулированного сигнала.

Фиг. /

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ФАЗОМАНИПУЛИРОВАННОГО СИГНАЛА, содержащее на передающей стороне последовательно соединенные генератор несущей частоты и фазовый манипулятор, к второму входу которого подключен выход блока кодирования; -а на приемной ст,ороне пЪследовательно соединенные полосовой фильтр, фазовый демодулятор и блок декодирования, причем выход полосового фильтра через формирователь опорного сигнала подключен к второму входу фазового демодулятора, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, на передающей стороне введены последовательно соединенные первый, формирователь им пульсов, второй формирователь импульсов и элемент запрета, второй вход которого соединен с выходом фазового манипулятора, первый и; второй вхрды которого соединены соответственно с входом первого формирователя импульсов и с вторым входом второго формирователя импульсов, а на .приемной стороне формирователь опорного сигнала выполнен в виде реле времени и последовательно соединенных выпрямителя, узкополосного коммутируемого фильтра, формирователя импульсов, (Л триггера, к второму входу которого подключен выход реле времени, полосог с вого фильтра, вход которого соединен с входом реле времени, и фазосдвигающего блока, при этом выход фазового демодулятора подключен к управляющему входу узкополосного коммутируемого фильтра, вход вентиля, выход сдвигающегр блока .и управляющий вход а узкополосного коммутируемого фильтра 00 являются соответственно сигнальным входом, вькодом и управляющим входом :о формирователя опорного сигнала.