Приемник частотно-манипулированных сигналов Советский патент 1985 года по МПК H04L27/156 

го блока подключен к первым входам пятого фазового детектора, первого ключа и через первый фазовращательк первому входу седьмого фазового детектора, а разностный выход второ го суммирующе-вычитающего блока сое динен с вторым входом второго фазового детектора, первым входом второ го ключа и через второй фазовращатель - с первым входом шестого фазового детектора, причем вторые вхо ды пятого, шестого и седьмого фазовых детекторов объединены и подключены к выходу удвоителя частоты, вторые входы первого и второго ключей соединены с выходами второго и первого пороговых блоков соответственно, выходы второго и шестого фильтров нижних частот подключе1ны к входам сумматора, выход которого соединен с входом второго управляемого генератора, выход которого подключен к первому входу третьего смесителя и через третий фазовращатель - к первому входу второго смесителя, второй вход которого соединен с выходом первого управляемого генератора, входом первого делителя частоты на два и через четвертый фазовращатель - с вторым входом третьего смесителя, при зтом выходы первого и второго ключей объединены с входом второго делителя частоты на два, а выходы первоЬо и второго делителей частоты на два подключены соответственно к первому :И второму входам первого смесителя.,

I

Изобретение относится к области радиосвязи и может использоваться в аппаратуре приема даскретной информации , передаваемой с помощью частотной манипуляции.

Известен приемник частотно-манипулированньтх сигналов, содержащий

.последовательно соединенные полосовой фильтр, ограничитель, частотный дискриминатор, фильтр нижних частот

.и блок принятия решений fl1Недостаток устройства - низкая достоверность приема вследствие использования неоптимального некогерентного детектора.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является приемник частотно-манипулированных сигналов, содержащий последовательно соединенные удвоитель частоты, первый фазовый детектор, первый 4ильтр нижних частот и первый управляемый генератор, последовательно соединенные второй фазовый детектор и второй фильтр нижних частот, второй управляемый генератор,, первый суммирующе-вычитакщий блок, последовательно соединенные первый смеситель, третий фильтр нижних частот и формирователь парафазного сигнала, а также демодулятор квац ратурных сигналов, состоящий из последовательно соединенных третьего фазового детектора, четвертого фильтра нижних частот и первого решающего блока, последовательно соединенных четвертого фазового детектора, пятого фильтра нижних частот и

второго решающего блока, и сумматора по модулю два, к входам которого подключены выходы первого и второго решающих блоков, а выход сумматора по модулю два является выходом приемника, при этом вход удвоителя частоты и первые входы третьего и четвертого фазовых детекторов объединены и являются входом приемника, прямой и инверсный выходы форьмроватепя парафазиого сигнала соединены соответственно с вторыми входами первого и второго решающих блоков, выход первого управляемого генератора подключен к второму входу первого фазового детектора, выход удвоителя частоты соединен с первым вхбдом второго фазового детектора, суммирующий и разностный выходы первого суммирующе-вычитающего блока подключены к вторым входам третьего и четвертого фазо- .

вых-детекторов соответственно, а первьй и второй входы первого смесителя соединены соответственно с первым и вторым входами первого сум мирующе-вычитающего блока 2 J. Недостаток данного устройства обусловлен .невозможностью приема сигнала, у которого нестабильность частоты соизмерима или больше разности символьных частот. В этих условиях резко снижается достоверност приема сигналов. Цель изобретения - повышение достоверности приема, Для достижения поставленной цели в приемник частотно-манипулированных сигналов, содержащий последовательно соединенные удвоитепь ча стоты, первый фазовый детектор, первый фильтр нижних частот и первый управляемый генератор, последовательно соединенные второй фазовый детектор и второй фильтр нижних частот, второй управляемый генератор первый суммирукице-вычитающий блок, последовательно соединенные первый смеситель, третий (|ильтр нижних частот и формирователь парафазного сигнала, а также демодулятор квадратурных сигнапов, состоящий из последовательно соединенных третьего фазового детектора, четвертого (}иль тра нижних частот и первого решающего блока, последовательно соединенных четвертого фазового детектор пятого фильтра нижних частот и второго решающего блока, и сумматора по модулю два, к входам которого подключены выходы первого и второго решающих блоков, а выход сумматора по модулю два является выходом приемника, при этом вход удвоителя частоты и первые входы третьего и чет вертого фазовых детекторов объединены и являются входом приемника, / прямой и инверсный выходы формирова теля парафазного сигнала соединены соответственно с вторыми входами первого и второго решающих блоков, выходы первого-управляемого генератора подключен квторому входу первого фазового детектора, выход у воителя частоты соединен с первым входом второго фазового детектора, суммирукнций и разностный выходы первого суммирующе-вычитающего блока подключены к вторым входам третьего и четвертого фазовых детекторов соответственно, а первый и второй входы первого смесителя соеди0141нены соответственно с первым и вторым входами первого суммирующе-вычнтающего блока, введены последовательно соединенные пятый фазовый детектор и шестой 4ильтр.нижних частот, последовательно соединенные шестой фазовый детектор, седьмой фильтр нижних частот и первый пороговый блок, последовательно соединенные седьмой фазовый детектор, восьмой (фильтр нижних частот и второй пороговый блок, четьфе фазовращателя, ключа, два делителя частоты на два, сумматор, второй и третий смесители и второй суммирующевычитающий блок, входы которого соединены соответственно с выходаьи второго и третьего смесителей, суммирующий выход второго суммирующевычитающего блока подключен к первым входам пятого фазового детектора, первого ключа и через первый фазовращатель - к первому входу седьмого фазового детектора, а разностный выход второго суммирующевычитающего блока соединен с вторым входом второго фазового детектора, первым входом второго ключа и через второй фазовращатель - с ilepвь м входом шестого фазового детектора, причем вторые входы пятого, шестого и седьмого фазовых детекторов объединены и подключены к выходу удвоителя частоты, вторые входы первого и второго ключей соедннены с выходами второго и первого пороговых блоков соответственно, выходы второго и шестого фильтров нижних частот подключены к входам сумматора, выход которого соединен с входом второго управляемого генератора, выход которого подключен к первому входу третьего смесителя и через третнй фазовращатель - к первому входу втор.ого смесителя, второй вход которого соединен с. выходом первого управляемого генератора, входом первого делителя частоты на два и через четвертый фазовращатель - с вторым входом третьего смесителя, при этом выходы первого и второго ключей объединены с входом второго делителя частоты на два, а выходы первого и второго делителей частоты на два подключены соответственно к первому и второму входам первого смесителя. Введение новых блоков и связей позволило осуществить режим автомагического слежения за частотами дискретных составляющих сигнала и з тактовой частотой, что позволяет с высокой достоверностью принимать а стотно-манипулированные сигналы даже при низкой стабильности частоты генератора передачи. На чертеже приведена функциональ ная схема предлагаемого приемника частотно-манипулированных сигналов. Приемник частотно-манипулированных сигналов содержит последователь но соединенные удвоитель 1 частоты, первый фазовый детектор 2, первый фильтр 3 нижних частот и первый управляемьй генератор 4, последовательно coeiBJiHeHHbie второй фазовый детектоц 5 и второй фильтр 6 нижних частот, второй управляем 1й генератор 7, первый сумьмрующе-вычитающий блок 8, последовательно соединенные первый смеситель 9, третий льтр 10 нижних частот и фОр1 1рователь 11 парафазного сигнала, а та же демодулятор 12 квадратурных сигналов, состоящий из последовательно соединенных третьего фазового детек тора 13, четвертого фильтра 14 нижних частот и первого решакж(его блока 15, последовательно соединеншах четвертого фазового детектора 16, пятого фильтра 17 нижних частот и второго решающего блока 18, и сумматора 19 по модулю два, к входам которого подключешл выходы первого и второго решающих блоков 15 и 18, а выход сумматора 19 по модулю два является выходом приёмника, при этом вход удвсжтеля частоты и перовы входы третьего и четвертого фаяовых детекторов 13 и 16 объединены и являютсявходом приемника, прямой и инверсный выходы формирователя It парафазного сигнала соединены соотг ветственио с вторыки входами первого и второго решающих блоков 15 и 18, выход первого управляемого гене ратора 4 подключен к второму входу первого фазового детектора 2, выход удвоителя 1 частоты соединен с первым входом второго фазового детекто 5, суммирующий и разностный выходы первого суммирукяце-вычитающего блок 8 подключены к вторым входам третье го и четвертого фазовых детекторов соответствейно, а первый и второй входы первого смесителя 9 соединены соответственно с первыми вторым вх 1 дами первого суммируюп1е вычитающего блока 8, а также содержит последовательно соединенные /пятый фазовый детектор 20 и шестой фильтр 21 нижних шестой фазовый детектор 22, седьмой фильтр 23 нижних частот и первый пороговый блок 24, последовательно соединенные седьмой фазовый детектор 25, восьмой фильтр 26 нижних частот и второй пороговый блок 27, четыре фазовращателя 28-31, два ключа 32 и 33, два делителя 34 и 35 частоты на два,сумматор 36, второй и третий смесители 37 и 38 и второй суммирующе-вычитающий блок 39, входы которого соединены соответственно с выходами второго и третьего смесителей 37 и 38, сумьирующий выход второго суммирующе-вычитающего блока 39 подключен к первым входам пятого фазового детектора 20, первого ключа 32 и через первый фазоврлщатель 28 - к первому входу седьмого фазового детектора 25, а разностный выход второго суммирующе-вычитающего блока 39 соединен с вторым входом второго фазового детектора 5, первым входом второго ключа 33 и через второй фазовращатель 29 - с первым входом шестого фазового детектора 22, причем вторые входы пято- , го, шестого и седьмого фазовых детекторов 20, 22 и 25 объединены и подключены к выходу удвситёля 1 частоты, вторые входы первого и второго ключей 32 и 33 соединены с выходами второго и первого пороговых блоков 27 и 24 соответственно, выходы второго и шестого фильтров 6 и 2} ниЛних частот подключены к входамсумматора 36,- выход которого соединен с входом второго управляемого генератора 7, выход которого подключен к первому входу третьего смесителя 38 и через третий фазовращатель 30 - к первому входу второго смесителя 37, второй вход которого соединен с выходом первого управляемого генератора 4, входом первого делителя 34 частоты на два и через четвертый фазовращатель 31 - с вторым входом третьего смесителя 38, 1ФИ этом выходы первого и второго ключей 32 и 33 объединены с входом второго делителя 35 частоты на два, а выходы первого и второго делителей 34 и 35 частоты на два подключены соответственно

к первому и второму входам первого смесителя 9.

Принцип работы лриемника частотно-манипулированных сигналов заключается в следующем.

Принимаемьй радиосигнал с символьными частотами f и f поступает на вход удвоителя 1 частоты. В энергетическом спектре принимаемого сигнала, имеющего индекс маНИ.ПУЛЯЦИИ D(),5, где fl тактовая частота, символьные частоты подавлены. После удвоения частоты индекс манипуляции равен единице, В энергетическом спектре такого сигнала имеются дискретные составляющие 21 н 2Г . Первый управляемый генератор 4 совместно с первым фазовым детектором 2 и первым фильтром 3 нижних частот, образующими кольцо фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ ), осуществляет синхронную фильтрацию одной из составляющих 2Гд или 2f. Второй управляемый генератор 7 осуществляет слежение за разностной частотой . Если первый управляемый, генератор 4 осуществляет слежение за одной из символьных частот, то с помощью ключей 32 и 33 осуществляется подача на вход второго делителя 35 частоты на два сигнала с другой символьной частотой.Первый и второй делители 34 и 35 частоты на два приводят частоты отфильтрованных сигналов к масштабу входного сигнала. Первый суммирующе-вычитающий блок 8 и демодулятор 12 осуществляют формирование опорных сигналов и когерентную демодуляцию принимаемого сигнала. При этом тактовая синхронизация осуществляется с помощью первого смесителя 9, третьего фильтра 10 нижних частот и формирователя 11 парафазного сигнала.

Слежение за символьными частотаьи с помощью второго управляемого генератора 7 осуществляется следующим образом.

1сли первый управляемый генерато 4 отслеживает частоту 2Г(, , то на выходах второго суммирующе-вычитающего блока 39 формируются сигналы с частотами и ., . В этом случае слежение за частотой осществляется с помощью пятого фазового детектора 20, шестого фильтра 21

649018

нижних частот, сумматора 36, второго управляемого генератора 7, второго и третьего смесителей 37 и 38, третьего и четвертого фазовращате5 лей 30 и 31. В режиме захвата на выходе второго порогового блока 27 будет потенциал, открывающий первый ключ 32, а на выходе первого порогового блока 24 такого потенциала to не будет и второй ключ 33 закрыт. Поэтому на входе второго делителя 35 частоты на два присутствует сигнал с частотой 2f .

.-Если первый управляемый генератор осуществляет слежение за частотой 2f , то на выходах второго суммирующе-выштающего блока 39 присут ствуют сигналы с частотами 2f -f,-

2(j 2fo и 2f.,+f. В этом случае, в следяпих за частотой участвуют второй фазовый детектор 5 , второй фильтр 6 нижних частот. При этом второй ключ 33 открыт, а первый

5 ключ 32 закрыт и на входе второго делителя 35 частоты на два присутствует сигнал с частотой 2f . Фазовращатели 28-31, осуществляющие сдвиг сигналов по фазе на 90°,необходимы для вхождения системы в синхронизм и поддержания нормальной работы. Таким образом, с помощью упомянутых цепей слежения за сигнальными частотами осуществляется автоматическое подключение от5 4 1льтрованных сигналов с частотами f и (или наоборот f и f, ) на входы первого суммирующе-вычитающего блока 8.

0При приеме сигнала с низкой стабильностью символьных частот в устройстве-прототипе необходимо расширять полосы захвата слежении цепей. Это вызвано тем, что начапь5 нал установка символьных частот может находиться в пределах f ± «Л и f ± сЛ, где f- абсолютная неста бильность символьных частот. Если величина о сравнима или больше величины f , то и полосы захвата следящих цепей также должны быть срав.нимы или больше f. В случае же выполнения условия , полосы захвата перекрываются и возможен

аахват обеих следящих цепей за одну из составляющих энергетическо.го спектра, что ведет к срыву сеан|са связи. К срывам связи может привести и перезахвагт одной из следящих цепей в процессе работы другой составляющей спектра эа счет большой девиаций символьных частот.

Прием описанного сигнала предложенным приемником осуществляется эа счет автоматического слежения за одной из дискретных составляющих энергетического спектра и за тактовой частотой. При этом также автоматически формируется другая отфильтрованная дискретная составляющая. В случав перезахваKPfftu 9ЛП

16490110

та первого управляемого генератора 4 другой дискретной составляющей в процессе работы производится автоматическое переключение на S форьшрование первой составляющей, т.е. на -входах первого суммирующе-вычитающего блока 8 всегда присутствуют обесоставляющие. Это исключает возможность срыва связи и позволяет получить выигрыш в достоверности приема, особенно заметный при низкой стабильности символьных частот. деноддлятор