Устройство синхронного радиоприема частотно-манипулированных сигналов Советский патент 1987 года по МПК H04L27/14 

1П

Изобретение относится к технике радиосвязи и может использоваться в станциях цифровой радиорелейной связи с частотной манипуляцией для синхрон- ного радиоприема частотно-манипулиро- вянных сигналов.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема предложенного устройства; на фиг.2 - эпюры напряжений, поясняющие его работу; на фиг.3 - вариант выполнения блока защиты от дроблений; на фиг.4 - эпюры напряжений, поясняющие его работу.

Устройство синхронного радиоприема частотно-манипулированных сигналов содержит гетеродин 1, квадратурный делитель 2, первый 3 и второй 4 смесители, первый 5 и второй 6 фильтры нижних частот, первый 7 и второй 8 усилители-ограничители,, первый 9 и второй 10 фазовращатели на 90°, первый 11 и второй 12 элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элемент НЕ 13, мажоритарньш блок 14, блок 15 защиты от дроблений, генератор 16, блок 17 тактовой синхронизации, формирователь 18 выходного сигнала.

Блок 15 защиты от дроблений содержит (фиг.З) элемент ИСКЛЮЧАКХДЕЕ ИЛИ 19, счетчик 20 и триггер 21, I Устройство работает следующим об- J5a3OM.

Частотно-манипулированный сигнал Со входа устройства одновременно подается на первый 9 и второй 4 смесители На эти же первьй 3 и второй 4 смесители через квадратурньй делитель 2 сиг- налы в квадратуре (со сдвигом на 90°) подаются от гетеродина 1. Частота гетеродина 1 устанавливается равной средней частоте спектра принимаемого сигнала. В результате преобразования на выходах первого 3 и второго 4 смесителей образуются сигналы, поднесу- щие частоты которых равны девиации частоты, а взаимньй сдвиг фаз равен 90. При изменении знака передаваемой цифровой информации происходит взаим- вое инвертирование сигналов в квадратурных каналах при сохранении их квадратуры, т.е. взаимный фазовый сдвиг становится равным 270. Первый 5 и второй 6 фильтры нижних частот обеспечивают частотную избирательность и формирование огибаюпртх по квадратурным каналам. Аналоговые сигналы с пер

10

15

0

25

73

,

о

0

5

5

0

5

162

вого 5 и второго 6 фильтров нижних частот первым 7 и вторым 8 усилителя- мн-ограничите.лями усиливаются и ограничиваются и таким образом преобразуются в цифровую форму (импульсную форму). Для пояснения работы цифровой части устройства на фиг.2 представлены временные диаграммы сигналов (где t - тактовый интервал; и - напряжение; t - время, рассмотрен случай для индекса модуляции, равного 2) в случае, когда одновременно с полезным сигналом на вход устройства воздействует моночастотный мешающий сигнал с ампли- тудей, равной 0,8 от амплитуды полезного сигнала. Рассматривается вариант, когда на передаче отрицательньй информационный сигнал в момент t переходит в положительный, а в момент 2т- обратно в отрицательный. С выхода 7 усилителя-ограничителя сигнал (фиг.2а) подается на первый вход первого элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ 11 и на первый фазовращатель 9 на 90°. Задержанный по фазе на 90°сигнал (фиг,2в) подается на первый вход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12. С выхода второго усилит€ ля-ограничителя 8 сигнал (фиг.26) подается на второй вход второго элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ 12 и на второй фазовращатель 10 на 90. Задержанный по фазе на 90 сигнал (фиг.2г) подается на второй вход первого элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ 11. Первый элемент ИСКЛЮЧАЩЕЕ .ИЛИ 11 при одинаковых по знаку сигналах на выходе дает О, а при разных сигналах по знаку на выходе 1. Таким образом, в результате взаимодействия сигналов (фиг.2а и 2г) на выходе первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11 появится сигнал (фиг.2д), а в результате взаимодействия сигналов (фиг.26 и 2в) на выходе второго элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ 12 появится сигнал (фиг.2е), который инвертируется элементом НЕ 13, -в сигнал (фиг.2ж), который подается на второй вход мажоритарного блока 14, на третий вход которого подается сигнал (фиг.2д) с выхода первого элемента ИСЮТЮЧАЩЕЕ КШИ 11 . Сигнал с выхода мажоритарного блока 14 подается на его же первый вход и на блок 15 защиты от дроблений. При наличии на двух или на трех входах мажоритарного блока 14 единиц на его выходе будет единица, а во всех остальных случаях будет нуль. В данном случае мажоритарный блок 14 исключает дробления, возникающие в квадратурных каналах неодновременно, и на его выходе появится сигнал (фиг.2з), которьй подается на блок 15 защиты от дроблений. Блок 15 защиты от дроблений исключает дробления, возникающие одновременно в обоих квадратурных каналах, если они

сигнал (фиг.4г), в котором отсутствуют искажения типа дроблений. Этот сигнал подается на информационный вход формирователя 18 выходного сигнала и на блок 17 тактовой синхронизации, который, используя сигнал генератора 16, фазирует тактовую частоту (фиг.2к) по принятому информационному сигналу

фронт последовательности тактовых импульсов совпадает во времени со средним значением посьшки информационного сигнала. Сигнал тактовой частоты (фиг.2к) подается на вход синхронизации формирователя 13 выходного сигнала. Формирователь 18 восстанавливает фазу и длительность поступающего на него информационного сигнала (фиг.2и), фронты и длительность которого флюктуируют. В результате на выходе формирователя 18 (выходе устройства) выходного сигнала будет сигнал (фиг.2л).

30

по длительности меньше времени запол- Q (фиг,2и), таким образом, что передний нения счетчика 20 (фиг.З). Сигнал (фиг.4а) подается на вход элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ 19 (вход блока 15), на второй вход которого подается сигнал (фиг.4б) с выхода триггера 21 (вы- jg ход блока 15), в результате на выходе элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ 19 появится сигнал (фиг.Ав), который подается на управляющий вход счетчика 20 (реверсивного), на счетный вход которого jo подаются импульсы (квантования) с генератора 16. Частота следования этих импульсов в п раз больше тактовой частоты информационного сигнала (фиг.2л) . Так например, если , то коэффици- 25 ент счета счетчика 20 можно выбрать равным 8 (осуществляется задержка на четверть тактового интервала), элемент ИСКЛЮЧАКЩЕЕ ИЛИ 19 при каждой смене полярности информационного сигнала (фиг.2з) положительным импульсом (фиг.4в) разрешает счет счетчику 20, которьй анализирует и принимает реще- нйе о истинности этой смены полярности. Критерием истинности принимается время заполнения счетчика 20 (в данном примере оно принято 1/4 тактового интервала). Если за время заполнения счетчика 20 происходит еще одна смена, то она полагается ошибочной, счетчик 20 сбрасывается в исходное положение и отсчет начинается заново, если же за время заполнения счетчика 20 смена полярности не происходит, TU по окончании счета счетчик 20 на выходе переноса вьщает короткий импульс (фиг.4б), который перебрасывает триггер 21 (работающий в счетном режиме) и таким образом изменяет полярность на его выходе. В результате на выходе триггера 21 всегда будет сигнал (фиг.2и и фиг.4г), идентичный сигналу (фиг.4а) на входе элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ ШШ 19, но с задержкой во време ни на 1 /4 тактового интервала и без искажений типа дроблений, если они по длительности меньше 1/4 тактового интервала. В результате на выходе блока 15 защиты от дроблений будет

35

40

45

50

55

I

В качестве первого и второго фазо- фращателей на 90 9,10 могут применяться регистры сдвига, тогда сигналы с первого 7 и второго 8 усилителей- ограничителей подаются на их информационные входы. На их входы синхронизации подается сигнал от генератора 16. На их выходах первых разрядов образуются сигналы (фиг.2а и 26), идентичные сигналам на входе, но с задержкой во времени на переменную величину от О до 1/п тактового интервала, так как принимаемый информационный сигнал и сигнал генератора 16 некогерентны (п - множитель, показывающий во сколько раз частота сигнала генератора 16 больше тактовой частоты информационного сигнала). Число разрядов выбирается так, чтобы обеспечить сдвиг фазы сигнала на 90 , а именно 0,25п - 1 (так например при число разрядов будет равно 9). Таким образом, сигналы с выхода первого разряда и с выхода (0,25п + 1) разряда всегда будут отличаться по фазе на 90. С выхода первого разряда сигнал (фиг.2а) подается на первый вход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11, а с выхода разряда сдвига на 90 сигнал (фиг.2в) подается на первьй вход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ШШ 12. Аналогично с выхода первого разряда сигнал (фиг.2б) подается на второй вход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12, а с выхода разряда сдвига на 90° сиг

7316

сигнал (фиг.4г), в котором отсутствуют искажения типа дроблений. Этот сигнал подается на информационный вход формирователя 18 выходного сигнала и на блок 17 тактовой синхронизации, который, используя сигнал генератора 16, фазирует тактовую частоту (фиг.2к) по принятому информационному сигналу

фронт последовательности тактовых импульсов совпадает во времени со средним значением посьшки информационного сигнала. Сигнал тактовой частоты (фиг.2к) подается на вход синхронизации формирователя 13 выходного сигнала. Формирователь 18 восстанавливает фазу и длительность поступающего на него информационного сигнала (фиг.2и), фронты и длительность которого флюктуируют. В результате на выходе формирователя 18 (выходе устройства) выходного сигнала будет сигнал (фиг.2л).

(фиг,2и), таким образом, что передний

(фиг,2и), таким образом, что передний

I

В качестве первого и второго фазо- фращателей на 90 9,10 могут применяться регистры сдвига, тогда сигналы с первого 7 и второго 8 усилителей- ограничителей подаются на их информационные входы. На их входы синхронизации подается сигнал от генератора 16. На их выходах первых разрядов образуются сигналы (фиг.2а и 26), идентичные сигналам на входе, но с задержкой во времени на переменную величину от О до 1/п тактового интервала, так как принимаемый информационный сигнал и сигнал генератора 16 некогерентны (п - множитель, показывающий во сколько раз частота сигнала генератора 16 больше тактовой частоты информационного сигнала). Число разрядов выбирается так, чтобы обеспечить сдвиг фазы сигнала на 90 , а именно 0,25п - 1 (так например при число разрядов будет равно 9). Таким образом, сигналы с выхода первого разряда и с выхода (0,25п + 1) разряда всегда будут отличаться по фазе на 90. С выхода первого разряда сигнал фиг.2а) подается на первый вход перого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11, а выхода разряда сдвига на 90 сигнал (фиг.2в) подается на первьй вход втоого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ШШ 12. Анаогично с выхода первого разряда сигал (фиг.2б) подается на второй вход торого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12, с выхода разряда сдвига на 90° сиг513

нал (фиг.2г) подается на второй вход первого элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ 11.

Формула изобретения

Устройство синхронного радиоприема

частотно-манипулированных сигналов, содержащее два фазовращателя на 90°, формирователь выходного сигнала, два элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ, элемент FiE k гетеродин, выход которого подключен к входу квадратурного делителя, первый выход которого подключен к второму входу первого смесителя, первый вход и выход которого соединены соот- эетственно с первым входом второго смесителя,, к второму входу которого подключен второй выход квадратурного делителя, и со входом первого фильтра нижних частот, выход которого подклю- чек ко входу первого усилителя-ограничителя, а выход второго смесителя через второй фильтр нижних частот подключен к входу второго усилителя- ограничителя, отличаю щееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, введены генератор и последовательно соединенные мажоритарньй

(pus. 2

166

блок, блок защиты от дроблений и блок тактовой синхронизации, второй вход и выход которого соединены соответ- стве-нно с выходом генератора и с первым входом формирователя выходного сигнала, к второму входу которого подключен выход блока защиты от дроблений, первьй и второй входы которого соединены соответственно с первым входом мажоритарного блока, к второму входу которого подключен выход элемента НЕ, и с выходом генератора, который соединен с управляющими входами первого и второго .фазовращателей на 90, сигнальные входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго усилителей-ограничителей, при этом выходы первого фазовращателя на 90° подключены к первому входу первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с третьим входом мажоритарного блока,.и к первому входу второго элемента ИСКШЬ ЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с входом элемента НЕ, выходы второго фазовращателя на 90° соединены с вторыми входами первого и второго элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.

2Т

Jr

и а

6

г

фиг.З

и

M-

Фиг.

Изобретение м.б. использовано в станциях цифровой радиорелейной связи. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости. Устр-во содержит гетеродин 1, квадратурный делитель 2, смесители 3 и 4, фильтры 5 и 6 нижних частот, усилители-ограничители 7 и 8, фазовращатели на 90 9 и 10, зл-ты ИСКЛ10ЧАЩЕЕ ИЖ 11 и 12, зл-т НЕ 13, мажоритарный блок 14, блок 15 защиты от дроблений, генератор 16, блок 17 тактовой синхронизации, формирователь 18 выходного сигнала. Блок 15 содержит эл-т ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, счетчик и триггер. 4 ил. ОС to САЗ а: