Демодулятор широтно-импульсного модулированного сигнала Советский патент 1986 года по МПК H03K7/08 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах связи с широтно-импульсной модуляцией, а также в системах сбора и обработки информации при магнитной записи данных. Цель изобретения - повышение точности демодуляции широтно-импульсного сигнала при наличии паразитной частотной модуляции путем прямого подсчета .отношения длительности импульса к периоду повторения сигнала в каждом периоде. На фиг.1 приведена функциональная схема демодулятора широтно-импульсного модулированного сигнала; на фиг.2 - временные диаграммы его работы. Демодулятор содержит генератор 1 стандартных сигналов, элементы 2 и 3 совпадений, инверторы 4 и 5, триггеры б и 7, формирователь 8 коротких импульсов, счетчики 9 и 10, регистр 11, сумматоры 12, полусумматоры 13, при этом входная шина соединена с первыми входами элементов 2 и 3 совпадений и входом инвертора 5, выход которого соединен с R-входами триггеров 6 и 7, S-входы которых соединены соответственно с выходами элементов 2 и 3 совпадений, вторые входы которых второго непосредственно, а третьего через инвертор 4 соединены с выходом генератора 1 стандартных сигналов и счетным входом счетчика 10, вход параллельной записи которого соединены с входом параллельной записи счетчика 9 и выходом формирователя 8 коротких импульсов, вход которого соединен с входом параллельной записи регистра 11 и выходом триггера 6, S-вход которого соединен со счетным входом счетчика 9, информационные входы счетчиков 9 и 10 соединены с шинами единичного кода, выход триггера 7 соединен с третьим входом элемента 2 совпадений, информационные входы регистра 11 соединены с объединенным входом и выходом переноса всех сумматоров 12, первые входы первого из которых соединены с первыми входами N полусумматоров 13 всех К-1 группп и прямыми выходами счетчика 10, а вторые входы этого сумматора соединены с инверсными выходами счетчика 9, причем выходы суммы каждого сумматора 12 соединены с вторыми входами каждого последуюшего сумматора 12, выходы переноса каждого сумматора 12, кроме последнего, соединены с вторыми входами N полусуматоров 13 соответствуюшей группы, выходы 1S1 полусумматоров 13 каждой группы соединены с первыми входами последующего сумматора 12, а выходы регистра 11 соединены с выходными шинами. Генератор 1 стандратных сигналов может быть выполнен на инверторах с положительной обратной связью и кварцевой стабилизацией, формирователь 8 коротких импульсов в виде одновибратора, длительность импульса которого должна быть больше длительности импульса на выходе генератора 1 стандартных импульсов, но меньше периода их повторения, остальные элементы - стандартные логические микросхемы с требуемым быстродействием. Демодулятор работает следуюш.им образом. Стандартные импульсы Ui с генератора 1 стандратных сигналов поступают на вход элемента 2 совпадений, а на вход элемента 3 совпадений через инвертор 4. При совпадении нулевых импульсов Ui генератора 1 стандартных сигналов с единичным уровнем входного сигнала U2, на выходе элемента 3 совпадения появляются единичные импульсы из, первый из которых перебрасывает в единичное состояние триггер 7. Сигнал U с выхода триггера 7 разрешает прохождение сигналов через элемент 2 совпадений. При совпадении едичного входного сигнала U2 с единичными импульсами Ui генератора 1 стандартных сигналов на выходе элемента 2 совпадения появляются единичные импульсы Us, перебрасыввающие триггер 6 в единичное состояние. При появлении на выходе триггера 6 единичного сигнала Ue, одновибратор 8 формирует единичный импульс Ug, поступающий на С-входы параллельной записи счетчиков 9 и 10. На информационные D-входы счетчиков 9 и 10 заведен код единицы D| 00...01. По единичному импульсу и на С-входах счетчиков 9 и 10 записывается код единицы. Во время действия этого импульса счет импульсов Us и Ui, имеющихся на счетных входах «-|-1 счетчиков 9 и 10, в этих счетчиках не производится. Запись в счетчики 9 и 10 кода единицы, а не обнуление, необходима с целью исключения пропадания для счета первого счетного импульса нормальной длительности в периоде повторения Т импульсов входного сигнала. После прекращения единичного импульса и счетчик 9 по положительному фронту считает импульсы U.,, количество которых соответствует длительности т единичного импульса U2 входного сигнала, а счетчик 10 по положительному фронту считает импульсы Ui с генератора 1 стандратных сигналов, количество которых соответствует периоду Т входного сигнала Ua. Разрядность счетчиков 9 и 10 должна на единицу превышать максимальную разрядность кодов т и Т, записанных в эти счетчики. Коды с выходов счетчиков 9 и 10 поступают на узел деления двух чисел, производящей непрерывное деление кода т из счетчика 9 на код Т из счетчика 10. Вследствие конечного времени выполнения этой операции, обусловленного внутренней задержкой сигнала в узле деления, период повторения счетных импульсов с генератора стандартных сигналов должен превышать полное время выполнения операции деления. Инверсный код, соответствуюший частному от деления двух чисел, к концу операции

деления находится на выходах переноса сумматоров 12| - 12к. На выходе первого сумматора 12 находится целая часть кода, а на выходах остальных сумматоров 122- 12к - дробная часть кода.

По положительному фронту сигнала Ue на выходе триггера 6, поступающего на С вход параллельной записи регистра 11, соответствующему совпадению первого счетного импульса нормальной длительности на счетных входах счетчиков 9 и 10 с началом следующего за измеряемым периода входного сигнала Ug, значение кода частного от деления двух чисел т и Т, поступающего на информационные входы DI-DK регистра 11, записывается в регистр 11 и находится там в течение следующего за измеряемым периода повторения входного сигнала. Выходы регистра 11 являются выходами демодулятора. Разрядность регистра и выхлопного кода определяется числом К сумматоров в демодуляторе.

Узел деления двух кодов построен на комбинационных логических элементах, обладает высоким быстродействием, позволяющим производить операцию деления за один период повторения счетных импульсов, и работает следующи.м образом.

На входы А первого сумматора 2 поступает со счетчика 10 прямой код числа Т. На входы В сумматора 12| со счетчика 9 поступает инверсный код числа т. Сумматор 12i суммирует оба кода. Результат суммирования находится на выходах суммы S и на выходе переноса R сумматора 12i. Сигнал с выхода переноса Р дополнительно поступает на вход переноса С сумматора 12|, суммируясь с кодами на его А и В входах. Суммарный результат с выхода суммы S сумматора 12 поступает на В входы следующего сумматора 122, причем в этом коде осуществляется циклический сдвиг на один разряд в сторону старших разрядов. На входы А сумматора 122 поступает код числа Т с полусумматоров 13i - 13л первой группы. Код числа Т присутствует на выходах полусуматорОБ 13i - в прямом или инверсном виде, в зависимости от того, нулевое или единичное значение имеет сигнал на выходе переноса Р сумматора 2.

Сумматоры 122-12к работают аналогично сумматору 2.

Увеличивая число сумматоров и групп полусумматоров, можно достичь какой угодно высокой точности деления двух чисел при минимально.м времени осуществления операции деления, в пределах одного периода счетных импульсов. Малое время осуществления операции деления позволяет увеличить частоту счетных импульсов и за счет этого, при соответствующем увеличении числа сум.маторов повысить точность де.модуляции. Повышению точности также способствует перезапись результата только после

того, как в узле деления переходные процессы закончились.

Высокая точность достигается за счет использования при демодуляции непосредственно длительности измеряемого периода

входного сигнала, а.не длительности предществующего измеряемому периоду входного сигнала, как это сделано в известных устройствах. Кроме того, предлагаемое устройство проще известных, так как целиком собрано на стандартных элементах современной цифровой техники и не содержит аналоговых или настраиваемых элементов.

Формула изобретения

Демодулятор щиротно-импульсного модулированного сигнала, содержащий первый счетчик, счетный вход которого соединен с выходом первого элемента совпадений, первый вход которого соединен с входной nniной, а второй - с выходом первого три гера, второй счетчик, второй элемент совпадений и соединенные последовательно второй триггер и формирователь коротки.ч импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности демодуляции, в него

дополнительно введены генератор стандартных сигналов, два инвертора, К сумматоров, К-1 групп из N полусумматоров каждая и регистр, причем выход генератора стандартных сигналов соединен с третьим входом первого элемента совпадений, счетным входом второго счетчика и входом первого инвертора, выход которого соединен с перв1 1м входом второго элемента совпадений, второй вход которого соединен с входной шиной и входом второго инвертора, а выход - с S-входом первого триггера, R-вход которого соединен с выходом второго инвертора R-входом второго триггера, S-вход которого соединен со счетным входом первого счетчика, вход параллельной записи которого соединен с входом паралле.льной згипюи второго счетчика и выходом формирователя коротких импульсов, вход которого соединен с входом параллельной записи регистра, выходы которого соединены с выходными ц инами, а входы - соответственно с объединенными входом и выходом переноса всех

К сумматоров, первые входы первого из которых соединены соответственно с первыми входами N полусумматоров всех К-1 групп и прямыми выходами второго счетчика, а вторые входы этого сумматора соединен с инверсными выходами первого счетчика, при

этом выходы суммы каждого сумматора соединены с вторыми входами пос,1едующег() сумматора, выходы переноса каждого сумматора, кроме последнего, соединены с вторыми входами N полусумматоров соответствующей группы, выходы N полусумматоров каждой группы соединены с первыми входами последующего сумматора, а информационные входы обоих счетчиков подключены к щинам единичного кода.

7 Tnnnnnnnnnnrnrinn г

zt I. ,.

jf.

П П П n

Uifl

n r

П n

I

Фиг. 2

n n n n

i

n n n n

.

t

Изобретение может быть использовано в системах связи с широтно-импульсной модуляцией, а также в системах сбора и обработки информации при магнитной записи данных. Цель изобретения - повышение точности демодуляции широтно-импульсного сигнала при наличии паразитной частотной модуляции. Демодулятор содержит элементы 2, 3 совпадения, триггеры 6 и 7, формирователь 8 коротких импульсов, счетчики 9 и 10. Введение генератора 1 стандартных сигналов, инверторов 4 и 5, регистра 11, сумматора 12 и полусумматоров 13 с образованим новых связей между элементами устройства позволяет использовать при демодуляции непосредственно длительность измеряемого периода входного сигнала, а не длительность предшествующего измеряемому периоду входного сигнала. Кроме того, устройство значительно проще, так как целиком собрано на стандартных элементах современной цифровой техники и не содер(О жит аналоговых и;1и настраиваемых элементов. 2 ил. (Л ю О5 ел ;о 00 00