Способ демодуляции биполярного фазоманипулированного сигнала Советский патент 1987 года по МПК H03M5/12 

Изобретение относится к автоматике и технике связи и может быть использовано в системах передачи информации, работающих с применением биполярных двухуровневых фазоманипулиро- ванных кодов без возвращения к нулю, например манчестерского кода,

Цель изобретения - повышение быстродействия и помехоустойчивости.

На фиг.1 представлена последовательность операций, осуществляемая сигналом при реализации способа; на фиг. 2 - функциональная схема устройства, реализующего данный способ; на фиг. 3 - характеристика амплитудного Модулятора.

Способ демодуляции биполярного фа- зоманипулированного сигнала включает в себе следующие операции: амплитудную модуляцию входного биполярного фазоманипулированного сигнала (фиг.1а) меандровым сигналом (см. п.8) для смещения постоянного уровня (фиг.1б); интегрирование полученного биполярного информационного сигнала (фиг.1в); сравнение по амплитуде проинтегрированного информационного сигнала с сигналами заданного уровня положительной и отрицательной полярности (фиг.IB); формирование импульсов первой последовательности на интервалах времени, где проинтегрированный сигнал по амплитуде превьшает сигнал заданного уровня положительной полярности (фиг.1г); формирование импульсов второй последовательности на интервалах времени, где проинтегрированный сигнал по амплитуде превьшает сигнал заданного уровня отрицательной полярности (фиг.1д); формирование импульсов третьей последовательности в моменты перехода биполярного информационного сигнала от отрицательной полярности к положительной (фиг.1е); формирование импульсов четвертой последовательности в моменты перехода биполярного информационного сигнала от положительной полярности к отрицательной (фиг.1ж); формирование положительных фронтов меандрового сигнала в моменты совпадения импульсов первой,четвертой или второй, третьей последовательностей (фиг.1з); формирование высокого и низкого уровней выходного биполярного сигнала в моменты совпадений импульсов соответственно

первой, четвертой и второй, третьей последовательностей (фиг.1и).

Устройство для реализации спосо- ба содержит амплитудный модулятор 1, интегратор 2, детектор 3 переходов уровня, первый и второй компараторы А и 5 уровня, первый, второй и третий элементы 6-8И, триггер 9, элемент 10 ИЛИ, буферный элемент 11 и элемент 12 задержки. На фиг,2 обозначены вход 13, информационный и тактовый выходы 1 и 15. Пунктиром показано возможное подключение входа

детектора 3.

Амплитудный модулятор 1 имеет передаточную характеристику, приведенную на фиг.З. Эта характеристика симметрична относительно начала координат. Характеристика, обозначенная индексом А, соответствует отсутствию, а индексом В - наличию импульса на модулирующем входе. Характеристика содержит область передачи (показана пунктиром) и области ограничения сигнала. Ширина области ограничения должна быть равной минимальному размаху (двойной амплитуде) входного сигнала. Уровни ограничения УдИ связаны с коэффициентом глубины модуляции следующим соотношением:

, и

К

MOft

и,

Амплитудный модулятор I можно реа- лизовать, например, на дифференциальном переключателе тока, в котором эмиттеры транзисторов соединены между собой не непосредственно, а через резистор, а сумматорный ток эмиттеров управляется модулирующим сигналом .

В этом случае характеристика модулятора в области передачи сигнала близка к линейной, а уровни ограниче- ния пропорциональны значениям суммарного тока эмиттеров.

Устройство, реализующее способ демодуляции биполярного фазоманипулированного сигнала, работает следующим образом.

Пусть на вход 13 поступает сигнал, соответствующий цифровой последовательности 11001, модулированной кодом Манчестер (фиг.1а), В этом коде информационным единицам соответствует чередование полярности сигнала, а информационным нулям - чередования + полярности.

с переходами в центре каждого разрядного интервала длительностью Т.

В исходном состоянии сигналы на выходах всех элементов устройства кроме триггера 9i находятся в нулевом состоянии, а коэффициент передачи амплитудного модулятора I максимален.

Биполярный фазоманипулированный сигнал передается на выход амплитудного модулятора I с минимальным ослаблением амплитуды (фиг.16), соответствующим характеристике фиг.За. Этот сигнал, воздействуя на вход ин- тёгратора 2, увеличивает значение сигнала на его выходе при единичном и уменьшает при нулевом значении разряда.

В момент времени t, (фиг.IB) выходной сигнал интегратора 2 достигает значения порогового уровня компаратора 4 или 5. Это вызьшает срабатывание компаратора 4 положительно- го уровня (фиг.1г) при единичном,или компаратора 5 отрицательного уровня (фиг.1д) при нулевом значении разряда входного сигнала.

В момент времени t поступления центрального перехода входного сигнала на выходе детектора 3 переходов уровня формируется кратковременный импульс (фиг.1е или ж). Это приводит к совпадению сигналов (фиг.1 г,ж) и срабатыванию элемента 6 И при единичном или совпадению сигналов (фиг. 1д,е) и срабатыванию элемента 7 И при нулевом значении разряда. Срабатывание элементов 6 или 7 переводит триггер 9 в состояние, соответствующее информационному значению разряда (фиг.1и), а триггер, образованный элементом 10 ИЛИ и элементом 8 И - в единичное состояние (фиг.Is). Выход- ной сигнал элемента 10 ИЛИ, воздействуя на модулирующий вход амплитудного модулятора 1, изменяет его характеристику (фиг.Зв) и снижает амплитуду сигнала на его выходе (фиг.16), возбуждает вход элемента 12 задержки и через буферный элемент 11 поступает на тактовый выход 15 (фиг.1з) В момент времени t сигнал, задержанный элементом 12 задержки, воздейст- вуя на вход элемента 8И, возвращает триггер, образованный элементом 8 И и элементом 10 ИЛИ, и сигнал на выходе 15 в исходное состояние (фиг.

1з). Это в свою очередь возвращает амплитудный модулятор I к исходной характеристике (фиг.ЗА). На этом процессы отработки первого разряда входного сигнала заканчиваются.При значении задержки элемента 12, равном половине периода Т частоты передачи информации, момент tj возвращения демодулятора в исходное состояние совпадает с моментом окончания первого и начала второго разрядов входного сигнала.

При выборе постоянной времени инТ

тёгратора, равной Т i коzi к

эффициента глубины модуляции, равны

U К-1..

К --- , и пороговых уровней,

К-1

равными и„ -и. -Г-- и, где

п,

2К

К 2,3,4...; и - нормированная амплитуда биполярного фазоманипули- рованного сигнала на выходе амплитудного модулятора 1 при нулевом значении модулирующего сигнала (например,

при Т

и

21пЗ

«оА

1«

и.

-:г- для ) , обеспечиваются

возврат к нулю выходного сигнала интегратора 2 (фиг.1в) в момент tj начала второго разряда входного сигнала, полная повторяемость рассмотренных процессов при демодуляции всех последующих разрядов, максимальные параметрические запасы устойчивости процесса демодуляции и максимальная помехоустойчивость, не зависящая от моментов поступления импульсных помех .

Формула изобретения

1. Способ демодуляции биполярного фазоманипулированного сигнала, заключающийся в том, что биполярный информационный сигнал интегрируют, сравнивают по амплитуде проинтегрироваиный информационный сигнал с сигналами заданного уровня положительной и отрицательной полярностей на иитервалах времени, где проинтегрироваиный информационный сигнал превышает по амплитуде сигнал заданного уровня положительной или отрицательной полярности, формируют импульсы соответственно первой и второй последовательностей, в моменты перехода биполярного информационного сигнала от отрица10

тельной полярности к положительной И обратно формируют иьятульсы соответственно третьей и четвертой последовательностей, отличающий- с я тем, что, с целью повьшения быстродействия и помехоустойчивости демодуляции, в моменты совпадений импульсов первой, четвертой или второй, третьей последовательностей формируют положительные фронты маандрового сиг иапс, путем амплиту.цной модуляции получеип1гтм меандровым сигналом входного биполярного фазоманипулированного сигнала формируют биполярный информа- 15 цнонный сигнал, в моменты совпадения первой, четвертой или BTOPOII, третьей последовательностей формир тот соответственно высокий или низкий уровни выходного б1 нарио)Ч1 ла.

2. Способ поп,), отличающийся тем, что, при интегрировании биполярного информационного сигнала постоянную времени интегрирования выбирают равной

при амп21пК

литудной модуляции входного биполярного фазоманипулированного сигнала коэффициент глубины модуляции выбираК-1равным --- , уровни сигналов поют

К

и,, где ,3,4,..., Т„ пеложительной и отрицательной полярностей выбирают равными по модулю К-1 2К

риод следования разрядов входного биполярного фазоманипулированного сигнала, Uj - амплитуда биполярного ин- сигна- 20 формационмого сигнала на интервале,где меандровый сигнал имеет низкийуровень,

/

t,

3

фиэЛ

2. Способ поп,), отличающийся тем, что, при интегрировании биполярного информационного сигнала постоянную времени интегрирова

ния выбирают равной

при амп21пК

литудной модуляции входного биполярного фазоманипулированного сигнала коэффициент глубины модуляции выбираК-1равным --- , уровни сигналов поют

К

и,, где ,3,4,..., Т„ пеной и отрицательной полярносрают равными по модулю

О

О

пл

JZl

Редактор Н.Горват

Составитель О.Ревинский Техред А.Кравчук

Заказ 3593/57Тираж 901Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

фиг 2

.

фалЗ

Корректор Е.Рошко

Изобретение относится к автоматике и технике связи. Его использование в системах передачи информации, работающих с применением, например, манчестерского кода, позволяет повысить быстродействие и помехоустойчивость демодуляции. Способ заключается в том, что биполярный информационный сигнал интегрируют, проинтегрированный сигнал сравнивают по амплитуде с сигналами заданного уровня положительной и отрицательной полярностей, на интервалах времени, где проинтегрированный сигнал превышает по амплитуде сигналы заданного уровня, формируют импульсы первой и второй последовательностей, в моменты смены полярностей биполярного инфор- мационного сигнала формируют импульсы третьей и четвертой последовательностей. Благодаря тому, что в моменты совпадения импульсов первой,четвертой или второй, третьей последовательностей формируют положительные фронты меандрового сигнала, которым модулируют по амплитуде входной сигнал перед интегрированием, а также формируют уровни выходного сигнала, обеспечивается максимальная параметрическая устойчивость процесса демодуляции. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. с S (Л &0 со о 3d