Устройство для приема сигналов с частотно-фазовой модуляцией Советский патент 1989 года по МПК H03K9/10 

В)1од о44 СО СО 05 00

31499А68

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах передачи и приема цифровой информации с частотно -фазовым представлением информации.

Целью изобретения является повьппе- ние качества и надежности синхронизации путем регенерации опорного сигнала для когерентной демодуляции прини- п маемых сигналов в фазовом подканале. На чертеже представлена функциональная схема устройства для приема . сигналов с .частотно-фазовой модуляцией.

15

35

Устройство содержит частотный демодулятор t, интегратор 2, аналогово- цифровой преобразователь 3, ключ 4, генератор 5 частот, элемент 6 задержки, смеситель 7, элемент 8 задержки, 20 еремножитель 9, фильтр 10, подстраиаемый генератор 11, генератор 12 часот, ключ 13, фазорасщепитель 14, азовый демодулятор 15, интегратор 16, налого-цифровой преобразователь 17, 25 при этом вход частотного демодулятора 1 соединен с входной шиной и вхоом элемента 6 задержки, а выход через соединенные последовательно ин- тегратор 2 и аналого-цифровой преоб- ЗО разователь 3-е первой выходной ной устройства и управляющими входами лючей 4 и 13, причем п входов клю а 13 соединены с соответствующими п выходами генератора 12 частот, а выход - с первым входом фазового демодулятора 15, второй вход которого соединен с выходом элемента 6 задержки и сигнальным входом смесителя 7, гетеродинный вход которого соединен . с выходом ключа 4, а выход через соединенные последовательно элемент 8 задержки, перемножитель 9, фильтр 10, подстраиваекый генератор 11 подключен к входам генераторов 5 и 12 частот и сигнальному входу фазорасщепителя 14, выход которого соединен с вторым входом перемножителя 9, а управляющий вход - с второй выходной шиной устройства и выходом аналого-цифрового преобразователя 17, вход которого ключен к выходу интегратора 16, вход которого соединен с выходом фазового демодулятора 15, am выходов генератора 5 частот подключены к соответствующим m входам ключа 4,

Устройство работает следующим образом.

45

п

5

35

05 ЗО . 0

5

Принимаемый информационный сигнал S,(t) поступает на вход частотного демодулятора 1 и элемента 6 задержки. На выходе частотного демодулятора 1 по результатам приема элемента инфор - мационного сигнала за тактовый интервал времени Т формируется напряжение (t), которое интегрируется интегратором 2, выходное напряжение которого т

UHi(t)i Su,(t)dt,

где -С

t i

пострянная времени интегратора.

Это напряжение поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 3, который преобразует его в код D, соответствующий значению мгновенной частоты соgпринятого элемента информационного сигнала. Этот код поступает на управляющие входы ключей 13 и 4, которые производят подключение только одного из п и m соответственно входных сигналов, поступающих на их сигнальные входы, на свой выход. Кроме того, с выхода аналого-цифрового преобразователя 3 в виде двоичного кода Dj выдается на первый выход (выход частотного подканала) устрой(йтва последовательность бинарных импульсов, отражающая значение мгновенной средней частоты Ulcj принимаемого информационного сигнала S,(t).

Элемент 6 задержки производит задержку информационного сигнала S,(t) на время t , равное длительности Т обработки одного элемента информационного сигнала S (t) в частном канале до момента выдачи решения о значении мгновенной частоты данного элемента информационного сигнала S,(t) в виде двоичного кода D „ с выхода аналого-цифрового преобразоваля 3.

Задержанный на время t информаци- онньй сигнал S(t) поступает на сигнальный вход смесителя 7, на гетеродинный вход которого поступает через ключ 4 выходной сигнал Sj(t) генератора 5 частот. Значение центральной частоты Wpy сигнала S j-Ct) равно разности значений мгновенной частоты принимаемого информационного сигнала Si(t) и опорной частоты , используемой для когерентной настройки подстраиваемого генератора 11 частот. Таким образом, на выходе смесителя 7 формируется сигнал S(t) Acosf и; ont+fll t)+ nocTOHHHofi

несущей частотой Шоп Данный сигнал поступает на вход элемента 8 задержки.

Элемент 8 задержки производит задержку сигнала S4(t) на время t, равное длительности Т, обработки одного элемента информационного сигнала S,(t) в фазовом канале до момента выдачи решения о значении фазы (j . данного

Col

СоС

элемента.информационного сигнала S (t) в виде двоичного кода В „ с выхода

аналого-цифрового преобразователя 17. Задержанный сигнал S(t) поступает на первый вход перемножителя 9, на g второй вход которого поступает фазо- модулированный сигнал S 7(t)AsinCcJ,nt+ +(ll/(t)J с выхода фазорасщепителя 14. Причем законом модуляции фазорасщепителя 14 является решение о значении фазы 1/ очередного элемента информационного сигнала S(t), поступающее в виде двоичного кода В с выхода второго аналого-цифрового преобразо20

со своего 1-го выхода генератора 12 частот поступает только на один отдельный свой из п сигнальных входов ключа 13, который под действием кода D, содержащего информацию о мгновенной частоте принятого элемента информационного сигнала S(t), производит коммутацию только одного отдельного из п входных сигналов (t), соответствующего данной мгновенной частоте СА){.;, на свой выход. Опорный сигнал Sjj(t), несущая частота о/, которого равна мгновенной частоте w. принятого элемента информационного сигнала S (t), с выхода ключа 13 поступает на второй вход фазового демодулятора 15, на первый вход которого поступает задержанный на время t данный элемент информационного сигнала ). На выходе фазового демодулятора 15 по резул ьтатам приема элемента информационного сигнала

вателя 17 на управляющий вход фазо--. 25 i() за тактовый интервал Т времени

формируется напряжение ), которое интегрируется интегратором 16, выходное

расщепителя 14. Затем производится сравнение начальных фаз выходного фа- зомодулированного ) и задержанного S(t) сигналов.

С выхода перемножителя 9 сигнал

Sj(t)|-{cos 2u;pnt+24((t) + 4,+sin i/J

поступает на вход фильтра 10, который вьщеляет из спектра сигнала Sg(t) отслеживаемую низкочастотную составляющую sin ifo с заданной полосой JII частот. Сигнал с выхода фильтра 10 поступает на вход подстраиваемого генератора 11 частот, который форми- . |рует на своем выходе сигнал S 9(t) Acosu,t, который поступает на вход генератора 5 частот, сигнальный вход фазорасщепителя 14 и на вход генератора 12 частот.

Генератор 12 частот преобразует сигнал Sg(t) в множество опорных сигналов Scj(t). Создание сетки необхо- диСых для когерентного приема в фазовом канале опорных частот методом подстройки по одной из передаваемых . частот становится возможным при условии сохранения когерентности принимаемых информационных сигналов S ,(t) после прохождения канала передачи информации, что выполняется для большинства практически важны-х каналов (в передающем устройстве обеспечена когерентность частот передаваемых информационных сигналов SiCt). Каждый

и

30

И2

напряжение которого

(t)ib,/t)dt.

где

35

40

- постоянная времени интегратора.

Это напряжение поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 17. который преобразует его в код В, соответствующий значению фази принятого элемента информационного сигнала ), Этот код в виде последовательности бинарных импульсов, отражающей значение фазы L/,принимаемого информационного сигнала ), поступает на второй выход (выход фазового подканала) устройства. Дальнейшая работа устройства происходит аналогично циклу приема одного элемента информационного сигнала b(t).

Б спектре информационного сигнала обычно не содержатся дискретные составляющие с разрешенным значением мгновенной частоты. Поэтому на приемной стороне необходимо осуществить нелинейную обработку принятых инфор- мационных сигналов для восстановления их несущих, так как при проведении линейных преобразований обогащение спектра не происходит.

В известных устройствах применяет ся прямой нелинейное преобразование,, что значительно снижает качество ра-.

50

55

из п опорных сигналов S.. (t)

g

со своего 1-го выхода генератора 12 частот поступает только на один отдельный свой из п сигнальных входов ключа 13, который под действием кода D, содержащего информацию о мгновенной частоте принятого элемента информационного сигнала S(t), производит коммутацию только одного отдельного из п входных сигналов (t), соответствующего данной мгновенной частоте СА){.;, на свой выход. Опорный сигнал Sjj(t), несущая частота о/, которого равна мгновенной частоте w. принятого элемента информационного сигнала S (t), с выхода ключа 13 поступает на второй вход фазового демодулятора 15, на первый вход которого поступает задержанный на время t данный элемент информационного сигнала ). На выходе фазового демодулятора 15 по резул ьтатам приема элемента информационного сигнала

формируется напряжение ), которое интегрируется интегратором 16, выходное

и

0

И2

напряжение которого

(t)ib,/t)dt.

где

5

0

- постоянная времени интегратора.

Это напряжение поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 17. который преобразует его в код В, соответствующий значению фази принятого элемента информационного сигнала ), Этот код в виде последовательности бинарных импульсов, отражающей значение фазы L/,принимаемого информационного сигнала ), поступает на второй выход (выход фазового подканала) устройства. Дальнейшая работа устройства происходит аналогично циклу приема одного элемента информационного сигнала b(t).

Б спектре информационного сигнала обычно не содержатся дискретные составляющие с разрешенным значением мгновенной частоты. Поэтому на приемной стороне необходимо осуществить нелинейную обработку принятых инфор- . мационных сигналов для восстановления их несущих, так как при проведении линейных преобразований обогащение спектра не происходит.

В известных устройствах применяет ся прямой нелинейное преобразование,, что значительно снижает качество ра-.

0

5

7149946

боты устройства. В предлагаемом устройстве осуществляются косвенное преобразов.аняе и перемножения поступающего на вход информационного сигнала и сигнала, поступающего с выхо- да инерционной обратной- связи, что значительно повьпиает качество и надежность функционирования устройства.

Таким образом, введение в устрой- , ство для приема сигналов с частотно- фазовой модуляцией второго элемента задержки, перемножителя, фильтра, подстраиваемого генератора и фазорас- щепителя с их связями позволяет реге- нерировать опорный сигнал для когерентной демодуляции принимаемых информационных сигналов в фазовом подканале, что обеспечивает повышение качества

8

первого и второго ключей, п входов первого ключа соединены с п выходами первого генератора частот, а выход - с первым входом фазового демодулятора, второй вход которого соединен с выходом первого элемента задержки и сигнальным входом смесителя, гетеродинный вход которого соединен с выходом второго ключа, m входов которого соединены с m выходами второго гене-, ратора частот, вход которого соединен с входом .первого генератора частот, а выход фазового демодулятора через соединенные последовательно второй интегратор и второй аналого-цифровой преобразователь соединен с второй выходной шиной, отли-чающееся тем, что, с целью повышения качества

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах передачи и приема цифровой информации с частотно- фазовым представлением информации. Устройство содержит частотный демодулятор 1, элемент 6 задержки, интеграторы 12, 16, аналого-цифровой преобразователи 3, 17, ключи 4, 13, генераторы 5, 12 частот, фазовый демодулятор 15, смеситель 7. Введение в устройство элемента 8 задержки, перемножителя 9, фильтра 10, подстраиваемого генератора 11 частот и фазорасщепителя 14 позволяет регенерировать опорный сигнал для когерентной демодуляции принимаемых информационных сигналов в фазовом подканале, что обеспечивает повышение качества и надежности синхронизации устройства при приеме сигналов с частотно-фазовой модуляцией. 1 ил.

и надежности синхрон1$зации устройства 2о и надежности синхронизации, в него

при приеме сигналов вой модуляцией.

с частотно-фазо-

дополнительно введены второй элемен задержки, перемножитель, фазорасще- питель, фильтр и подстраиваемый ген ратор -частот, при этом выход смесит

Ф

ормула изобр етения

Устройство для приема сигналов с частотно-фазовой модуляцией, содержащее частотный демодулятор, -вход кото- рого соединен с входной шиной и входом первого элемента задержки, а выход через соединенные последовательно первый интегратор и первый аналого- цифровой преобразователь - с первой выходной шиной и управляющими входами

ополнительно введены второй элемент задержки, перемножитель, фазорасще- питель, фильтр и подстраиваемый генератор -частот, при этом выход смесителя подключен через соединенные последовательно второй элемент задержки, перемножитель, фильтр и подстраиваемый генератор к входу первого генератора частот и сигнальному входу фазорасщепителя, управля ощий вход которого соединен с второй выходной шиной, а выход - с вторым входом перемножителя.