Линия связи с частотной модуляцией Советский патент 1989 года по МПК H04B7/165 

Изобретение относится к системам передачи и приема в одном частотном канале двух сигналов с частотной модуляцией и может быть использовано в линиях радиолинейной связи.

Цель изобретения - уменьшение полосы частот канала связи и искажений передаваемых информадаонных сигналов. На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема передающей стороны; на фиг. 2 - структурная электрическая схема приемной стороны.

Линия связи с частотной модуляцией содержит на передающей стороне первый сумматор 1, передатчик 2, передающую антенну 3, первый модулятор 4, второй модулятор 5, два канала формирования сигнала, каждый из которых состоит из второго сумматора 6 и первого и второго квадратурных блоков, содержапшх каждый усилитель 7, третий сумматор 8, дискретизатор

9 и перемножитель 10,а также опорный генератор 11 и синтезатор 12, на приемной стороне - приемник 13, два канала обработки сигнала, каждый из которых содержит синхронный детектор 14, фильтр 15 нижких частот, первый гребенчатый фильтр 16, второй гребенчатый фильтр 17, частотный дискриминатор 18, первый квадратурный блок 19,и второй квадратурный блок 20, а также сумматор 21, узкополосный фильтр 22, Синтезатор 23, приемную антенну 24, причем каждый квадратурный блок включает перемножитель 25, интегратор 26 и блок 27 памяти.

Устройство работает следующим образом.

На передаче и на приеме синтезаторы 12 и 23 формируют синхронные опорные и управляющие напряжения. На первьш и второй входы каждого из каналов формирования сигнала (фиг. 1)

ел

ел

со

О5

31515

поступают напряжения x(t) и ) для первого канала и Y (t) и ) для второго канала. Формирование передаваемых сигналов в обоих каналах осуществляется одинаково.,7

На входах усилителей 7 первого канала формирования сигнала присутствуют напряжения X,(t) и X,j,(t) . К ним в третьем сумматоре 8 добавляется пилот-сигнал Sn(t)(sin , форми- на шестом выходе синтезатора 12, на вход которого поступают колебания опорного генератора 11. Частота fj, мождет быть выбрана равной час тоте опорного генератора 1.1, но она должна быть меньше в несколько раз верхней частоты f спектра передаваемых сигналов. Уровень пилот-сигнала oL выбирается ниже уровня информаци- онных сигналов. Пилот-сигнал осуществляет синхронизацию синтезатора 23.

С выходов сумматоров 8 напряжения поступают на первые входы дискрети- заторов 9, на вторые входы которых с пятого выхода синтезатора 12 подаются стробирующие импульсы с частотой Котел ьникова 2fg. На выходе дискрети- заторов 9 в первом и втором квадратурных блоках формируются напряжения:

Х,(с)Х;(с + Sn(cJ;

xi(t)x,(t + з(ц).

(1)

где - момент поступления ctto- бирующего импульса на второй вход дискретизатора 9, Т 1/2 в.

В течение времени Т на входах пе- ремножителя 10 в первом и втором квадратурных блоках действуют напряжения Х , (t) и X(t). На вторые входы перемножителей 10 поступают синхронные гармонические колебания:

и, (c)sin 2 ;r(t-tn)();

(2 U(t)cos 2 ;r(t-tJ/T cos().

В результате перемножения и сумми- рования сигналов во втором сумматоре 6 на выходе первого канала формирования сигнала формируется напряжение

V(t)Y| (t)sin 27t/T -ь (t)cos 2 Jt/T,

(A)

где Y.,(t)Y;(cJ+S(t), ,2.

В соотношениях (3) и (4) точкой обозначена производная функции по времени. Напряжение V,(t) поступает на вход перв.ого модулятора 4, а напряжение V(t) - на вход второго модулятора 5. На вторые входы модуляторов 4 и 5 соответственно с первого и второго выходов синтезатора 12 поступают напряжения:

(5)

UgCt) sin U(;(t) cos ,

где , k - целое число.

В модуляторах 4 и 5 осуществляется фазовая модуляция колебаний (4) напряжениями V (с) и ) с индексами модуля1р1и т, и га. На выходах первого и второго модуляторов 4 и 5 соответственно формируются напряжения:

Y,(t)A,sin tOot+m,V,(t); (6) Y2(t)A,cos a)ot+m2V(c) , (7)

которые, складываясь в первом сумматоре 1, поступают на передатчик 2 и излучаются в эфир передающей антен ной 3.

На приемной стороне сигнал с приемной антенны 24 через приемник 13 поступает на синхронный детектор 14. Этот сигнал имеет вид

W(t)A, C+m,V, (t)+g +

+A,jCos cJot+miVi.(t) (8 + ng(t)sintOo (t)i;osQjt,

где A, и A,2. амплитуды принимаемого

сигнала; LP - его фаза;

ng(t) ип (с) - квадратурные составляющие шума, действующие на входе приемника 13. На первые входы синхронных детекторов 14 с первого и второго выходов синтезатора 23 поступают колебания:

Изобретение относится к технике связи. Цель изобретения - уменьшение полосы частот канала связи и искажений передаваемых информационных сигналов. Линия связи содержит передающую и приемную стороны. На передающей стороне в двух каналах осуществляется формирование передаваемых сигналов, которые затем модулируются, складываются, поступают на передатчик и излучаются в эфир передающей антенной. На приемной стороне сигнал поступает в два канала обработки, где вырабатываются выходные сигналы. Цель достигается за счет учета флуктуационных составляющих, обуславливающих искажения сигналов на выходах приемной стороны. 2 ил.

V,(t) я 2 sin co.,t;

Vj.(t) 2 uos COot.

(У)

V, (t)xj(t) sin 27t/T+X2(t)cos2 t/T, 55

(3)

Аналогично формируется напряжение на вькоде второго канала формированияВ результате перемножения сигнасигналалов (8) и (9) в синхронных детектоV,(t) я 2 sin co.,t;

Vj.(t) 2 uos COot.

(У)

В результате перемножения сигна

pax 14 и фильтрашш фильтрами 15 нижних частот в первом и втором каналах обработки сигнала вьщеляются напряжения :

I с

W,(c)A,,V,(t) ,V2(c) +

-t- n(c);

Wj(t)A,sin|m,V, (ti -bA2cos m2V2(t)-b +п(с),

где ri5(t) и гГ(с) - прошедшие через

фильтры 15 компоненты шума.

Разделение сигналов X ;(t) и Y;(t) обеспечивается следующими предпосылками. Учитывая (2) и (3), запишем

V; (t)B sin (27с/Т+С| ;).(11)

Используя разложение

00

cos(X sinq)Io(X)+25l I (X)cos 2k(/;

(12)

sin(X sLn(o)2 21 I (X)sin(2k+1)c; ,

где L(X) - функция Бесселя k-го порядка, запишем

оо

cos(m;V;)I(miB;)+2g:i(m;B;)x ,

i(cos(4 h kt/T+2k(4 ;)); (13)

sin(miV;)2Z:i.(m,B;)sin r(2k+

1)(27t/T+(;).

Соотношения (13) показывают, что

функция cos(in;V|) содержит четные гармоники частоты 27/Т, а функция sin(m;V;) - нечетные. Поэтому зти функции ортогональны и могут быть разделены с помощью гребенчатых фильтров, Гребенчатые фильтры 16 выделяют гармоники с частотами (2k+1)/T, а на их выходах вьделяется составляющая сигнала

V5,(t)

m,V,.

s

i

(14)

/ lUqV t) n

Vg (t) A, sin m,V, (t)-«Ti ,

в первом и втором каналах обработки

сигнала соответственно. Здесь ni и |

Пр - составляющие шума, прошедшие

через гребенчатые фильтры 16. Аналогично на выходах гребенчатых фильтро 17 вьщеляются составляюш 1е:

(t)

(t)

AI cos ra,V, (t)+n myV(t)+n

к

5

(15)

(c) +

/.(i n,

10)

(t)-b

ерез

компо

Y;(t) осылем

10

15

20

(11)

- II

где Пд и Пр - составляющие шума, прошедшие через фильтры 17.

Сигналы (14) и (15) поступают на входы частотного дискриминатора 18, на выходе которого формируется сигнал

Z (t) Z,(t)/m,Z,(t)V, (t)

+ f(t)/A%,,(Н)

где Z,(t)Ve(t)+V5.(t); Z,(t) ., - V,,Vc, ;

f (t) - флуктуационная составляющая, обусловленная действием шума на входе приемника 13.

На выходе частотного дискриминатора 18 второго канала обработки сигнал имеет вид

2k(/;

(12) Z(c) V4(t)+ f (t).(17)

Сигналы z

z(t)

30

40

д

(с) и Z (.t) поступают на входы первого 19 и второго 20 квадратурных блоков, на другие входы которых с третьего и четвертого выходов синтезатора 23 поступают колебания u;(c)sin 27t/T и U2(c) cos 2 e t/T. После перемножения в перемножителе 25 сигнал поступает на интегратор 26, а затем на блок 27 памяти, на выходе которого вырабатываются напряжения, пропорциональные сигналам х{ (t) + (t) и K ,(t) +

) f где X; (t) задаются соотно- шениями (1), а и с флуктуацион- ные составляющие, обуславливающие искажения сигналов Xg(t) на выходах устройства приема, фиг. 2.

Формула изобретения

,д

Линия связи с частотной модуляцией, содержащая на передающей стороне

50 первый сумматор, передатчик, передающую антенну и первый и второй модуляторы, выходы которых соединены соответственно с первым и вторьм входами первого су ф атора, вход передатчика

eg подключен к выходу первого сумматора, а выход связан с передающей антенной, на приемной стороне приемную антенну, приемник, и первый и второй каналы обработки сигнала, информационные

)зхолы которых соединены с выходом приемника, вход которого связан с прие.мной антенной, отличающаяся Тем, что, с целью уменьшения полосы частот канала связи и искажений передаваемых информационных сигналов, введены на передающей стороне опорный генератор, синтезатор и два канала формирования сигнала, каждый из которых содержит второй сумматор и первый и второй квадратурные блоки, состоящие каждый из усилителя, третьего сумматора, дискреи перемножителя, первый вход 15 через фильтр нижних частот с первыми

тизатора

которого соединен с выходом дискре- тизатора, первый вход которого под ключен к выходу третьего сумматора, первый вход которого соединен с выходом усилителя, входы усилителей пер- 20 вого и второго квадратурных блоков являются первым и вторым входами каждого из каналов формирования сигнала, выходы перемножителей первого и второго квадратурных блоков соеди- 25 нены соответственно с первым и вторым входами второго сумматора, первый выход синтезатора соединен с первым входом первог о модулятора, второй вход которого подключен к выходу ВТО- 30 рого сумматора первого канала форми- Р чания сигнала, второй выход синтезатора соединен с первым входом второго модулятора, второй вход которого подключен к выходу второго сумматора второго канала формирования сигнала, вторые входы перемножителей первого квадратурного блока обоих каналов формирования сигнала подключены к третьему выходу синтезатора, вторые 40 входы перемножителей второго квадратурного блока обоих каналов формирования сигнала подключены к четвертому выходу синтезатора, пятый выход которого подключен к вторым входам диск- j ретизаторов всех квадратурных блоков, шестой выход синтезатора соединен с вторь ш входами третьих сумматоров

35

входами первого и второго гребенчатых фильтров, выход частотного дискриминатора подключен к первым входам первого и второго квадратурных блоков, первый вход частотного дискриминатора первого канала обработки сигнала соединен с выходом первого гребенчато го фильтра этого же канала, а второй вход подключен к выходу второго гребенчатого фильтра второго канала обработки сигнала, первый и второй выходы синтезатора соединены с первыми входами синхронных детекторов соответственно первого и второго каналов обработки сигнала, третий выход синтезатора подключен к вторым входам всех гребенчатых фильтров и вторым входам первых квадратурных блоков обоих каналов обработки сигнала, четвертый выход синтезатора соединен с вторыми входами вторых квадратурных блоков обоих каналов обработки сигнала, пятый выход синтезатора подключен к третьим входам всех гребенчатых фильтров и третьим входам всех квадратурных блоков обоих каналов обработки сигнала, вход синтезатора соединен с выходом узкополосного фильтра, вход которого подключен к выходу сумматора, второй вход синхронного детектора является информациок.- ным входом канала обработки сигнала .

всех квадратурных блоков, выход опорного генератора подключен к входу синтезатора, на приемной стороне - сумматор, узкополосньй фильтр, синтезатор, причем каждьй канал обработки сит нала содержит синхронный детектор, фильтр нижних частот, первый и второй г ребенчатые фильтры, частотный дискриминатор, первый и второй квадратурные- блоки, выходы которых соединены с соответствующими входами сумматора, в каждом канале обработки сигнала выход синхронного детектора соединен

0 5 0 0 j

5

входами первого и второго гребенчатых фильтров, выход частотного дискриминатора подключен к первым входам первого и второго квадратурных блоков, первый вход частотного дискриминатора первого канала обработки сигнала соединен с выходом первого гребенчатого фильтра этого же канала, а второй вход подключен к выходу второго гребенчатого фильтра второго канала обработки сигнала, первый и второй выходы синтезатора соединены с первыми входами синхронных детекторов соответственно первого и второго каналов обработки сигнала, третий выход синтезатора подключен к вторым входам всех гребенчатых фильтров и вторым входам первых квадратурных блоков обоих каналов обработки сигнала, четвертый выход синтезатора соединен с вторыми входами вторых квадратурных блоков обоих каналов обработки сигнала, пятый выход синтезатора подключен к третьим входам всех гребенчатых фильтров и третьим входам всех квадратурных блоков обоих каналов обработки сигнала, вход синтезатора соединен с выходом узкополосного фильтра, вход которого подключен к выходу сумматора, второй вход синхронного детектора является информациок.- ным входом канала обработки сигнала .

вж.2

фиг.

Вых. /

Bin.2

Вм.2