Приемник сигналов трехкратной фазовой манипуляции Советский патент 1988 года по МПК H04L27/22 

tzi

tc

4

со «i

N)

J7

Изобретение относится к технике электросвязи и может Сыть использовано в системах радиосвязи, радиотелеметрии и передачи данных и являет- ся усовершенствованием известного приемника по авт. св. 1 1283995.

Цель изобретения - повышение достоверности приема.

На чертеже представлена структур- ная электрическая схема предложенного приемш-1ка.

Приемник сигналов трехкратной фазовой манипуляции содержит шесть фазовых детекторов 1 - 6, логический блок 7, дешифратор 8, опорный генератор. 9, фазовращатели 10, фильтр 11, сумматор 12, перемножители 13, 14, восемь ждущих мультивибраторов 15, обнаружитель 16 информационного сиг- нала, блок 17 сравнения мощностей, состоявший из первого полосового фильтра 18, первого выпрямителя 19, поро гового блока 20, второго полосового фильтра 21, второго выпрямителя 22 и делителя 23 напряжения, три элемента И 24.

Приемник работает следующим обра- зом.

Фазовые детектор 5 и 6 с соответствующим фазовращателем 10, опорный генератор 9, фильтр П, перемножители 14 и 13, сумматор 12 и дешифратор 8 образуют цепочку формирования когерентной несущей.На вход приемника поступает ФМ сигнал вида

A,(t) - Аосов (wt +

- 1

где АО, W - амплитуда и несущая частота сигнала; ( случайная начальная фаза -д5

сигнала; i - случайный информационный

параметр сигнала, который в зависимости от позиционного сигнала может принимать приведенные в табл. I JQ значения.

Причем смена значений i происходит в моменты времени кратные длительности двоичного символа Т..

На второй вход фазовых детекторов 1-6 G выхода опорного генератора 9 поступают колебания через фааовращате- ли 10 вида:

и, (t)- Ар сое(lit+ Т/8 1/);

Ui(t)- Адсов(a)t+ 3/8i+ f);

U(t)- АО сое(wt 3/8ff+l);

U(t)- Aecos(wt+ ТГ/8 +4r)

Uj-(t)- ((ft- 1Г/2

Ui (t)- ( Cf),

где vf - начальная фаза опорных колебаний.

На выходах фазовых детекторов 1-6 формируются напряжения:

Z, - А k/2 со8(/Г-();

А k/2 cos( 3jLp (/);

АЧ/2 cosCi M + if/B+ t/);

1i 1

A k/2 cos (i ir+3/8 ir+ay);

A, k/2 cos (iCir + { /2+fll/);

Z - A k/2 cos() (.1)

0

д5

Q

где 44 )

k - коэффициент переда.чи фазовых детекторов 1-6.

На выходе фазовых детекторов 1-4 образуются восемь различных комбинаций сигналов в зависимости от того, какое значение имеет информационный параметр сигнала. Поступая на входы логического блока 7, данные комбинации преобразуются в сигнал на одном из его выходов, который является информационным,

С выхода логического блока 7 ннфор мационный сигнал поступает на дешифратор 8. Дешифратор 8 представляет собой цифроаналоговый преобразователь, который формирует на своих выходах сигналы вида

S, - сов ( - I); S 1- sin ( - и )

I

С выхода фазового детектора 5 и дешифратора 8 на входы перемножителя 13 поступают соответственно сигналы

t/,

Zj и S, . Ha выходе перемножителя 13 в этом случае формируется сигнал

Аналогично на выходе перемножителя 1А формируется сигнал

и,4 А k/2 cos(

+ dif) sin( ()

После суммирования сигналов U и и на выходе сумматора 12 образуется сигнал

и

fl

Ад k/2 sin лс/

Напряжение U,., , поступая через фильтр 11 на опорный генератор 9, подстраивает фазу опорных колебаний на величину u(j н обеспечивает колебание когерентной несущий.

Из выражения (2) видно, что управляющие напряжение на выходе сумматора 12 пропорционально фазовому сдвигу между частотами сигнала и гетеродина и ие зависит от информационного парамера i, поэтому цепочка формирования когерентной несущей оказывается инвариантной к позиционности ФМ„ сигналов. Кроме того, структура дешифратора 8 также не зависит от параметра i, так как рассчитана на все возможные его комбинации.

Таким образом, пр 1емник оказывается инвариантным в отношении сигналов вида 2-, 4-, 8-ФМ(.

Рассмотрим алгоритм автоматического определения позиционности ФМц сигналов .

Для этого воспользуемся выражением (1), принимая 41/ О (режим синхронизма) , а сомножитель А k/2 1 . Тогда с учетом логики работы логического блока 7 можно составить табл. 2,

Из сравнения данных табл. 2 и I видно; при поступлении на вход приемника сигнала 8-ФМц появление 1 . возможно на всех вькодах логического

2А| 34

блока 7; Р случае сигнала Д-ФМ 1 образуются на соответствующих четырех выходах логического блока 7; при сиг,- налах 2-ФМ.. I появляются на соответ- 5

ствуюшмх двух выходах логического

блока 7.

Сигналы с выходов логического блока 7 Через соответствующие ждущие

10 мультивибраторы 15 поступают на входы обнаружителя 16 информационного сигнала. При поступлении на вход ждущего мультивибратора 15 1 напряжение на его выходе остается неизменным в те15 чение времени t (50- 100)Т. Это Позволяет одновременно наблюдать, на каких именно выходах блока 7 появлялись 1.

Алгоритм работы обнаружителя 16

20 информационного сигнала представлен в табл. 3.

Такой алгоритм обнаружителя информационного сигнала позволяет опреде25 лять позиционность ФМ сигналов на основе описанного выше признака. Появление 1 ка одном из трех выходов обнарз жителя 16 однозначно связано с позиционностью сигнала. Причем ин30 формация о позиционности передается на выходы элементов И 24, если на . вторые входы этих элементов с выхода блока 17 поступает разрешающее напряжение, которое свидетельствует о воздействии на вход приемника одного из лидов ФМ сигналов. Это напряже- ние формируется следующим образом. Второй полосовой фильтр 21 настроен на частоту f, которая соответст „ вует средней частоте спектра принимаемого сигнала. Первый полосовой фильтр 18 настроен на частоту fg + 4f, причем выбор величины иf обусловлен со- -отношением

35

2 ЛР„ df 0,25 dFc

где 4F - щирина спектра принимаемого сигнала.

Полосы пропускания фильтров первого 21 и второго 18 полосовых фильтров выбираются из условия

4Рпф 2iFn,,f6 0,1 flFp,

причем уровень сигнала на выходе первого полосового фильтра 18 будет несколько меньще, чем на выходе второго полосового фильтра 21. При определен5U

ном выборе их параметров эта разгшца может составить, например, 5%. Данное соотношение сохранится и на выходах первого 19 и второго 22 вьтря чи- телей. Если коэффициент передачи делителя 23 напряжения выбрать равным 0,8, то Нбшряжение на сигнальном входе порогового блока 20 окажется на 15% больше. Чем на его опорном вхо- ди. При этом на выходе порогового блока 2р образуется напряжение логической 1, которое поступает на вторые входы элементов И 24 и разрешает прохождение информации о позиционности сигнала.

Рассмотрим работу приемника-, когда на его вход поступает не КЛ сигнал, а сигнал, в спектре которого имеется несущая частота, например частотно- модулированный, при этом в спектре частотно-модулированного сигнала присутствует мощная составляющая несущей частоты, на практике она может составлять 50-80% от мощности сигнала, по- этому уровень сигнала на выходе первого полосового фильтра 18 будет много больше, чем на выходе второго полосового фильтра 21. Наличие на выходе

346

второго полосового фильтра 21 делител 23 напряжения с коэффициентом передачи 0,8 существенно не изменит это Соотношение. В результате напряжение на сигнальном входе порогового блока 20 будет больше, чем на опорном входе и, следовательно, на выходе порогового блока 20 формируется напряжение, соответствующее уровню логического О. Это значит, что ложная информация о воздействии на вход приемника одного из ФМ„ сигналов, которая образуется на выходе обнаружителя 1 &, не пройдет на выходы элементов И 24.

Формула изобретения Приемник сигналов трехкратной фазовой манипуляции по авт. св. № 1283995, отличающийся Тем, что, с целью повьш1ения достоверности приема, введены три элемента И и блок сравнения мощностей, выход которого подключен к первым входам элементов И, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами об- ндрузкителя информационного сигнала, а вход блока сравнения мощностей соединен с входом приемника. Таблица 1

I 1

1 1

О

.