Устройство для приема сигналов с комбинированной частотной и фазовой манипуляцией Советский патент 1987 года по МПК H04L27/32 

Изобретение относится к радиосвязи и может быть использовано в системах передачи дискретной информации

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости при изменении несущей частоты.

На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема предложенного устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма.

Устройство для приема сигналов с комбинированной частотой и фазовой манипуляцией содержит полосовой фильтр 1, первый,второй и третий перемножитель 2, 3 и 4,первый и второй фильтры 5 и 6, нижних частот, опорный генератор 7, частотный дискриминатор 8, первый и второй фильгде индексы 1 и 2 для частот и фаз соответствуют символам,передаваемым в частотном и фазойом подканалах; и е -амплитуда сигнала;

1

частота соот 9етствующая символу

f, f

1 Чр 4Т

-f - 1 j-lcp 40

ср

частота соответствующая символу Т - длительность элементарных посылок (символьных интервалов),

fi-ft , . -jсредняя (несущая) частота сигнала (фиг.2 ,Цж) ,45 - О,- манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции, причем Ц) const при пТ t 50

(п+1)Т и может изменяться скачком при , т.е. на границах между элементарными посылками (К 1,2, 55 п 1,2,...) ;

N - количество элементар-. ных посыдок, из которых составлен сигнал;

тры 9 и 10 частот манипуляции,первый и второй формирователи 11 и 12 выходногоссигнала, формирователь 13 управляющего сигнала,гетеродин 14, смеситель 15, удвоитель 16 частоты, первый и второй блоки 17 и 18, фазовой автоподстройки частоты, первый и второй делители 19 и 20 частоты, четвертый перемножитель 21, фильтр 22 разностной частоты, фильтр 23 суммарной частоты, третий и четвертый делители 24 и 25 частот.

Устройство работает следующим образом.

Принимаемый радиосигнал с комбинированной частотной и фазовой манипуляцией (ЧМ)-ФМ „) аналитически описывается выражением (фиг. 2в).

20

MjCt) - ФМ„

5

0

5 0

5

M,(t)

( последовательность информационных символов (модулирующий код), в .соответствии с которыми манипулируется частота сигнала (фиг. 2а);

M2(t)

f+1,-1}- последовательность ин- ормационных символов (модулирующий код), в

соответствии с которыми манипулируется фаза сигнала (фиг. 26).

Указанный сигнал поступает на второй вход смесителя 15, на первый вход которого подается напряжение гетеродина 14

Ur-(t) Upcos 2Tfj.t

С помощью смесителя 13,гетеродина 14 и полосового фильтра 1 спектр принимаемого сигнала переносится на промежуточную частоту „р- ..- f г.

. 3 . 13 Частотная демодуляция принимаемого сигнала. осуществляется обычным способом в частотном дискриминаторе 8 и фильтре 9 частот манипуляции. Результат частотной демодуляции поступает на формирователь 12 выходного сигнала M(t),Ko- торый поступает к получателю информации (фиг. 2ж) ..

Для фазовой демодуляции принимаемый , сигнал подводится к первому входу перемножителя 3 и удвоителя 16 частоты.

Удвоитель 16 частоты, блоки. 17 и 18 фазовой автоподстройки частоты, перемножитель 21, делители 19, 20, 24 и 25 частоты, фильтр 22 разностной частоты и фильтр 23 суммарной частоты образуют систему символьной синхронизации ,необходимую когерентной дбмбдуляции Символьная синхро- низация основана на том,что в энергетическом спектре АМ..-ФМ., сигнала.

п п

с индексом манипуляции D 1 присут- ствуют дискретные составляющие на символьных частотах. Сигнал с индексом манипуляции D 1 формируется из принимаемого 4мц-ФМц сигнала

с помощью удвоителя 16 частоты. С помощью блоков 17 и 18 фазовой автоподстройки частоты осуществляется фильтрация дискретных составляющих, а .делители 19 и 20 частоты предназначены для приведения в соответствие частот сигналов синхронизации и принимаемого сигнала.

На выходе делителей 19 и 20 частоты образуются гармонические напряжения Соответственно (фиг. 2 г.е)

{

2 (fj, fii) t/2 +,J;

U4.COS 2)1 (,,-, ji)-t/2

2 iT (f,, - Ц ) t72

. U4cosl 211 (f ,, )-t/2 +aj;

где Uj. .

.Так как f. чт f ii f , то сигнал Ug(t) можно записать в виде

Ug(t)

--1 +

Таким образом, в сигнале U 9(t) разностной частоты, образующемся на выходе перемножителя 3, отсутствует

U,(t)

u(t)

и, COS

4

2/rf ,

-fi

t;

.

которые поступают на входы жителя 21. На вькоде перем 21 образуется напряжение

UgCt) (f а.- f .i)

) ni(t) Ujcos 27 t + Ujcos 2/f(fi, + f) t

где Ua - K,

2 - 2

К - коэффициент передачи перемножителя .

Фильтром 23 суммарной частоты вьще- ляется напряжение

Us(t) Ujcos 27 (f + fj.) t.

На выходе делителей 24 и 25 частоты образуются следующие напряжения соответственно

Ue(t)

UjCos

21 (.; t

U.jCos

ITi

r, f 9

t;

u,(t)

и COS

/fi

2(

+ f,

- t

.s

,

где

;ilf J fi-j-f

7-1

2 +,J;

девиация частоты.

Напряжение U(t) поступает на второй вход перемножителя 3, на выходе которого образуется сигнал эазност- ной частоты

)MjCi),11

1

55

частотная манипуляция.Сигнал Ug(t) с фазовой манипуляцией (ФМ.) выделяется фильтром 5 нижних частот и поступает на первый вход перемножителя 4, на второй вход которого подается- напряжение U(t). На выходе перемножителя 4 образуются напряжения разностной и суммарной частот

U9(t) UjCos + i/ +

+ UjCOSL l,

где и.

1 .зФильтром 10 частот манипуляции выделяется напряжение .разностной частоты

(t) (t),

которое является аналогом модулирующего кода M(t). Результат фазовой демодуляции поступает на формирователь 12 выходного сигнала, который поступает к получателю информации (фиг. 2з).

Для обеспечения симметричности частот f Hf 2 относительно частоты fp опорного генератора 7 используется система фазовой автоподстройки частоты, состоящая из опорного ратора 7, перемножителя 2,; фильтра 6 нижних частот и формирователя 13 управляющего сигнала. Последовательно соединенные перемножитель 2 и фильтр 6 нижних частот образуют фазовый детектор.

Напряжение опорного генератора 7

U.,(t) Uocos ( t +

o

и напряжение U(t) делителя 25 частоты поступают на выход перемножителя 2 (фазового детектора) и сравниваются по фазе.Если указанные напряжения отличаются друг .от друга по . фазе, то на выходе фазового детектора (фильтра 6 нижних частот) вьщеля- ется управляющее напряжение. Причем амплитуда и полярность этого напряжения зависит от степени и направления отклонения промежуточной частоты fpp от частоты fjj опорного генератора 7. Управляющее напряжение через формирователь 13 управляющего сигнала воздействует на гетеродин 14, изменяя его частоту так, чтобы сохранялась симметричность частоты бпорнрго генератора 7 относительно

).

частот f и

И

пр

Формула изоб. ретения

Устройство для приема сигналов с комбинированной частотной и фазовой манипуляцией, содержащее опорный генератор, гетеродин, первый перемножитель, полосовой фильтр, выход которого соединен с первым входом второго

635236

перемножителя и с входом частотного дискриминатора,выход которого через первый фильтр частот манипуляции соединен с входом первого формирователя выходного си гнала, при этом выход второго перемножителя через последо- вательно соединенные первый фильтр нижних частот,третий перемножитель и второй фильтр частот манипуляции подключен к входу второго формирователя выходного сигнала, отличающееся тем,что, с целью повышения помехоустойчивости при изменении несущей частоты принимаемого сиг10

20

25

30

35

50

15

нала, введены четьфе делителя частоты.

два блока фазовой автоподстройки.частоты, удвоитель частоты, фильтр разностной частоты, фильтр суммарной частоты, смеситель, четвертый пере- множитель,формирователь управляющего сигнала и второй фильтр нижних частот, выход которого через последовательно соединенные формирователь управляющего сигнала и гетеродин соединен с первым входом смесителя, выход которого подключен к входу полосового фильтра, выход которого соединен с входом удвоителя частоты,выход которого подключен к входам первого и второго блоков фазовой автоподстройки частоты, выходы которьпс соединены с входами соответственно первого и второго делителей частоты, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам четвертого перемножителя,выход которого соединен с входом фильтра суммарной частоты и с входом фильтра Q разностной частоты, выход которого соединен с входом третьего делителя частоты, выход которого подключен к второму входу третьего перемножителя, при этом выход фильтра суммарной частоты через четвертый делитель частоты подключен к второму входу второго перемножителя и к первому входу первого перемножителя,второй вход которого подключен к выходу опорно-- го генератора, а выход первого, перемножителя соединен с входом второго фильтра .нижних частот, второй вход смесителя является входом устройства, первым и вторым выходами которого являйтся выходы соответственно первого и. второго формирователей выходного сигнала.

45

+ j

zit

+ J

-7

Т

i-r

t

-r

t; I

-7

.-« 7

iJc(t) /; 0

h

« 7

/2 I fjO I

A. . . лъ I .X. I

Изобретение относится к радио-. связи и обеспечивает повышение помехоустойчивости при изменении несущей частоты. содержит полрсовой фильтр. 1, пер.емножители 2,3,4,21, фильтры 5,6 нижних частот,опорный генератор 7, частотный дискриминатор 8, фильтры 9, to частот манипуляции, формирователи 11, 12 выходного сигнала, формирователь 13 управляющего сигнала,гетеродин 14, .смеситель 15, удвоитель 16 частоты,блоки 17, 1Ё фазовой АПЧ, делители 19,20,24, 25 частоты, фильтр 22 разностной частоты и фильтр 23 сумм арной частоты. С помощью смесителя 15, гетеродина 14 и полосового фильтра 1 спектр принимаемого сигнала переносится на промежуточную частоту. В частотном дискриминаторе 8 и фильтре 9 осуществляется демодуляция принимаемого сигнала. Ее результат через формирователь 12поступает к получателю информации. Для фазовой демодуляции принимаемый сигнал поступает в систему символьной синхронизации, образованную блоками 16-25, и на перемножитель 3. В выходном сигнале перемножителя 3 отсутствует частотная манипуляция. Результат фазовой демодуляции через формирователь 12 поступает к получателю информации. Блоки 7,2,6, 13образуют систему фазовой АПЧ.2 ил. с (Л оо 05 ел to САЭ

Фи8:-2

Составитель 0.Геллер

Редактор Н.Швьщкая Техред и.Попович Корректор М.Пожо

Заказ 6384/56 Тираж 636Подписное

ВЧИИПИ 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