Демодулятор сигналов однократной относительной фазовой телеграфии Советский патент 1989 года по МПК H04L27/22 

СО N9 « 00 СП

Р1зобретение относится к технике связи и может испсгльзоваться для приема сигналов относительной фазовой телеграфии.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости .

На чертеже изображена структурная электрическая схема предлагаемого демодулятора.

Демодулятор содержит фильтр 1, смеситель 2, широкополосный фильтр 3 первьй и второй блоки 4 и 5 задержки, первый фазовьп детектор 6, пер- вь|й фильтр 7 нижних частот, первый триггер Ымитта 8, первый, второй и третий умножители 9-11 частоты на два, второй и третий фазовые, детекторы 12 и 13, второй и третий фильтры 14 и 15 нижних частот, генератор 16, управляемьп напряжением, фазовращатель 17 на /Г/2, второй триггер 18 Шмитта и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ- НЕ 19.

Демодулятор работает следующим об разом.

Информационный сигнал с однократной относительной фазовой манипуляцией поступает на фильтр 1, который служит для согласования демодулятора с энергетическими характеристиками сигнала. Пусть на выходе фильтра 1 сигнал описывается выражением

Uc(t) АС )ct 4- l/(t), (1)

который проходит через два последовательно соединенных блока 4 и 5, каж-| дый из которых имеет время задержки 1/2. Сигнал на выходе блока 5 описывается выражением

U(t) АЗ cos(u).-4nt-T) + -н i/ (t-T),

(А)

где Cf(t-T) - информационный парамет

предьдущего символа. Сигналы U,(t) и и jCt) поступают два входа фазового детектора 6, с выхода которого сигнал подается в. фильтр 7. Сигнал на выходе фильтра описывается выражением

U4(t) A,cosCl/(t-T)-tfCt) - (Ыс-Ыг)Т.(5)

После элементарных преобразовани с учетом того, что (t-T) - - Cf(t)) О получаем

U(t) А (t-T) - M (t) жсоз(и)с-Ч)Т1.(6)

Введем обозначения

IA)C

u)r иги+ Т Т„ + ДТ;

nu

(7)

Изобретение относится к технике связи. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости. Демодулятор содержит фильтр 1, смеситель 2, широкополосный фильтр 3, блоки задержки 4 и 5, фазовый детектор 6, фильтр 7 нижних частот и триггер Шмитта 8. Цель достигается введением следящей системы, состоящей умножителей 9 и 11 частоты на два, фазового детектора 12, фильтра 14 нижних частот, г-ра 16, управляемого напряжением, и фазовращателя 17 на φ/2. Эта следящая система компенсирует изменение частоты сигнала и изменение времени задержки путем изменения частоты гетеродина. Для устранения обратной работы в схему демодулятора введены умножитель 10 частоты на два, фазовый детектор 13, фильтр 15 нижних частот, триггер Шмитта 18 и эл-т ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ 19. 1 ил.

где Ар - амплитуда;

Шс - несущая частота; tf(t) - информационный параметр символа информацией, принимающий значение О или рад на промежутке времени Т, где Т - длительность единичного символа информации.

Сигнал (Tj.() (1 подается на сиг-; напьный вход смесителя 2, не гетеродинный вход которого поступает сигнал с генератора 16:

Ur(t) АГ coscJct

(2)

Широкополосньй фильтр 3 служит для вьщеления разностной частоты, причем его полоса выбирается шире полосы , фильтра 1. На выходе широкополосного фипьтра 3 вьделяется сигнал

U,(t) А,. cos())t-f t|(t)b (3)

где , WTM и Т„ идеальные величины, для которых справедливо равенство

( ,

(8)

где п - целое папожительное число; ЛТ - абсолютная нестабильность линии задержки;

абсолютная нестабильность несущей частоты сигнала; ДЫр- величина отстройки частоты

гетеродина от идеальной частоты.

Величины ЛТ, Л Ы и йы могут быть как положительными, так и отрицательными. Подставляя (7) в (6), учитывая (8) и то, что (uu c-dWp)At имеет . второй порядок малости, выражение (6) можно записать

U(t) A4-cos tf(t-T) - l/(t)« «cos +ли)сЛТм - ЛЫгТ . (9)

51492485

Сигнал U.(t) (9) предстапляет гобой информационную функцию манипули- рованного информационного пходного сигнала. Амплитуда и знак U(t) (9) зависят от величины и знака второго сомножителя, т.е. от фазы

,T +UU} TU +uu)r T

(10)

В зависимости от значения с проде- модулированной сигнал изменяется следующим образом: при if О cosCf ll амплитуда U(t) (9) максимальна, т.е. демодулятор имеет максимальную поме-

хоустойчивость: при ц- , лежащем в пре- ff-jf

делах 0 :cosi :l помехоустойчивость уменьшается за счет уменьшения амплитуды сигнала U4.(t) (9);

It при V t - cos Ц о J (.t} О т.е.

демодулятор не вьщапяет информацию;

при {t , лежащем в пределах - V С cos( О демодулятор переходит в режим обратной работы; при (1 к cos i -1 } амплитуда U(t) (9) максимальна, но демодулятор находится в режиме обратной работы.

Из сказанного следует, что для получения максимальной помехоустойчивости необходимо создать следующую систему, которая компенсировала бы изменение частоты сигнала U),; и изменение времени задержки 4Т, т.е. поддерживала 1() О путем изменения частоты гетеродина ui rСистема, следящая за изменением несущей частоты сигнала /ЗЫ и времен задержки 4Т, состоит из двух умножителей 9 и 11 частоты на два, вращателя 17 на , фазового детектора 12, фильтра 14 и генератора 16.

Для доказательства достижения цели изобретения достаточно рассмотреть работу следящей системы в уста- .новившемся режиме, найти зависимость

autf. F(K, Ли1 ,Т)

(10а)

где К - параметр следящей системы, и подставляя (10а) в (9) проанали- зироват-ь выражение

U(t) A4-cos 4 (t-T) -if(t)-cos КцйТ -ЛСОсТи - К(К,Й(0.Т)Т„ . (11)

0

0

Используя ньг11ажение для (3) находим сигнал на ныходе умножителя 9 частоты:

Uj(t) Л, (tJc-Wr)t + 2c/(t).

Учитывая, что 2t/(t) -j так как

О

Lf(t) - получаем

UjCt) Ajcos 2()t. (12)

Сигнал на вьсчоде фазовращателя 17 liaHoii

,.-ч

UT(t) A,r2(u)-u),)t - . (13)

Сигнач на выходе умножителя 1 1 частоты с учетом выражения для U3(t) (4) равен

UgCt) A.())(t-T) -- + 2((1-1).

25

Учитывая, что C/(t-T) имеем

2сКг-Т) так как

30

llg(t) (u))(t-T). (14)

Используя вьфажения (13) и (14) : после элементарных преобразований получаем сигнал ija выходе фильтра 14, в который подается сигнал с фазового детектора 12:

и

А (Wc-u))Tj

40

Учитывая условия (7) и (8) и то, что величина имеет второй порядок

малости, получаем

и А . (За)сТ„ 45

-dW, Т) .

(15)

Учитывая вьражение (10) и периодический харак ер U g (15) напряжение на выходе фильтра 14 можно записать

и.

AJ-

2ffnJ,

(16)

где п О, 11,12,....

Сигнал Ug (16) подается на управляющий вход генератора 16, С целью упрощения выкладок, не

нарушая общего характера рассуждений, примем, что перестройка генера- тора 16 в установившемся режиме линейно зависит от управляющего tiniipH- ения и. (16), т.о.

О

/ЗЫг K.-U g

(17)

рад

где К --- крутизна перестройки гепе- В

ратора.

Подставляя (16) в (17) получаем

Ла)г K-Ag-з1п 2 + 2ffnj.(18)

Выражение (18) представляет собой зависимость частоты отстройки генератора от разности фаз ( между сигналами U,(t) (3) (на входе блока 4) и из(с) (4) (на выходе блока 5). Причем эта зависимость неоднозначна, т.е. одной частоте отстройки гете- родина соответствует множество значений разности фаз ( ,

Для устранения обратной работы в схему демодулятора введены умножитель 10 частоты на два, фазовый де- тектор 13, фильтр 15, триггер Шмит- та 18 и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛ11-НЕ 19

Формула изобретения

Демодулятор сигналов однократной

относительной фазовой телеграфии, содержащий фильтр, вход которого является входом демодулятора, смесител выходом подключенный к широкополосному фильтру, первый блок задержки и последовательно соединенные второй блок задержки, первый фазовый детектор, первый фильтр нижних частот и первый триггер Шмитта, о т л и 0

5 п

5

0

ч а ю щ и и с Я тем, что, с целью порьпиения помехоустойчивости, введены три умножителя частоты на два, второй и третий фазовые детекторы, второй и третий фильтры нижних частот, генератор, управляемый напряжением, фазовращатель на 1Г/2, второй триггер Шмитта и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ, причем выход фильтра соединен с первым входом смесителя, вто- poii вход которого соединен с выходом широкополосного фильтра через последовательно соединенные первый умножитель частоты на два, фазовращатель на if/2, второй фазовый детектор, второй фильтр нижних частот и генератор управляемый напряжением, выход широкополосного фильтра соединен также с вторым входом первого фазового детектора и через последовательно соединенные первый блок задержки и второй умножитель частоты на два с первым входом третьего фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом первого умножителя частоты на два, а второй вход второго фазового детектора соединен с выходом первого блока задержки через последовательно соединенные второй блок задержки и третий умножитель частоты на два, выход третьего фазового детектора соединен через последовательно соединенные третий фильтр нижних частот и второй триггер Шмитта с первым входам Элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ- НЕ, второй вход которого соединен с выходом первого триггера Шк(тта, выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ является выходом устройства,