Устройство демодуляции фазоманипулированных сигналов Советский патент 1990 года по МПК H04L27/22 

ел

Ј

О О

to

00

Изобретение относится к радиосвязи. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем демодуляции сигналов, как с комбинированной АМ и фазовой манипуляцией (ФМ), так и сигналов с линейной ЧМ. Устройство содержит смеситель 1, управляемый г-р 2, усилитель 3 промежуточной частоты, амплитудный ограничитель 4, удвоители 5,8 частоты, узкополосный фильтр 6, г-р 7 опорного напряжения, фазовые детекторы 9,12, фильтр 10 нижних частот, фазовращатель 11, перемножитель 13, полосовой фильтр 14, синхронный детектор 15. Для достижения цели введены удвоитель 16 частоты, полосовые фильтры 17,19,23, делитель 18 частоты на два, частотный детектор 20, линия 21 задержки и перемножитель 22. Если на вход устройства поступает сигнал с комбинированной АМ, линейной ЧМ и ФМ, то в работе участвуют детектор 15, детектор 20 и детектор 12. Если на вход устройства поступает только сигнал с АМ или только сигнал с линейной ЧМ или только сигнал с ФМ, то полезное напряжение выделяется на выходе детектора 15 или детектора 20 или детектора 12. 1 ил.

N

т

Изобретение относится к радиосвязи и может быть использовано в системах передачи сигналов с комбинированной амплитудной модуляцией, линейной час- тотной модуляцией и фазовой манипуляцией.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем демодуляции сигналов как с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией, так и сигналов с линейной частотной модуляцией.

На чертеже изображена структурная электрическая схема предложенного устройства.

Устройство демодуляции фазоманипу- лированных сигналов содержит смеситель, J, управляемый генератор 2, усилитель 3 промежуточной частоты, ам- плитудный ограничитель 4, первый уд- ,воитель 5 частоты, узкополосный фильтр 6, генератор 7 опорного напряжения, второй, удвоитель 8 -частоты, первый фазовый детектор 9, фильтр 10 нижних час тот, фазовращатель 1 I ,второй фазовый детектор 12, первый перемножителъ J3, первый полосовой фильтр J4, синхронный детектор J5, третий, удвоитель J6 частоты, второй полосовой фильтр 17, делитель J8 частоты на два, третий полосовой фильтр 19, частотный детектор 20, линию 21 задержки, второй перемножитель 22 и четвертый полосовой фильтр 23.-

Устр ойство работает следующим образом.

Принимаемый сигнал с комбинированной амплитудной модуляцией (AM) , линейной частотной модуляцией (ЛЧМ) и фазовой манипуляцией (ФМ)

Uc(t) (O + + JTrt2 ) +ifc, 0 i t Ј Tc

де Uc, uc,

TC амплитуда, начальная частота, длительность и начальная фаза сигна- 50 ла; m(t) - модулирующая функция

амплитудной модуляции} р - скорость изменения частоты внутри импульса $5 Л f j - девиация частоты-; /k(t)s6. манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой маниLn

пуляции в соответствии с модулирующей функцией, причем ifk(t) - const при К Cn t (К+1)ЈП и может изменяться скачком при t Ксп, т.е. на границах между элементарными

посылками (К 1,2

N-1);

N - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью ТС(ТС N-fn),

поступает на первые входы перемножителя 13 и смесителя 1, на второй вход которого подается напряжение управляемого генератора 2

Ur(t) Urcos(cJrt + ifr),

где TJr, wr,

tfr - амплитуда, частота и начальная фаза напряжения генератора 2.

На выходе смесителя J образуется напряжение комбинированных частот. Усилителем 3 промежуточной частоты выделяется напряжение промежуточной (разностной) частоты.

Unp(t) Unp l4Tn(t)-cosC np t +

+ ifK{t) t TC,

где Unp K7UcUr,

KI - коэффициент передачи сме

W

пРсителя}u)c-Wf промежуточная частота j

пр Ґе - 4r

Напряжение Unp(t) с выхода усилителя 3 промежуточной частоты поступает на вход амплитудного ограничителя 4, на выходе которого образуется напряжение

U, (t) U, cos Сияр t + Iff t5 +

+ МО ,

О 4 t Ј1

в котором амплитудная модуляция устранена. Указанное напряжение поступает на второй вход перемножителя 13, на вход удвоителя частоты 16 и на первый вход перемнржителя 22. На выходе перемножителя 13 образуется результирующее колебание

USi(t) Ut Cl+m(t) . cos(wrt +UHa(t) ,

, , чг, ,N-,пропорциональное закону линейной часч - ) + и л ll+mit)iY г Jтотнои модуляции.

tcos( -с,; )t + 27Г t + 2tf (t) +5На выходе линии 21 задержки обра+ (2ifc- ifr)h 0 t Тс,

зуется напряжение

U5(t) U(t- Сэ)

где U7 - K4UCU,,

К2 - коэффициент передачи перемножителя,

из которого полосовым фильтром 14 выделяется напряжение разностной частоты

U(t) иДИ-тСО cos (Wrt+ifp ,

О t Ј Тс.

Это напряжение поступает на информационный вход синхронного детектора J5, на опорный вход которого подается напряжение Ur(t) с выхода управляемого генератора 2. В результате синхронного детектирования на выходе детектора 15 образуется низкочастотное напряжение

UHl(t) UMtU-Ha(t)l

. где и и, - KaUrU2i

К з - коэффициент передачи синхронного детектора, пропорциональное модулирующей функции m(t) .

На выходе удвоителя частоты 16 образуется ЛЧН-сигнал

U3(t) U,cos 2wnpt + 2lTft2 + + 2lfk(t) + 2 Cfnp U, cos 2unp t +

+ + , 0 t Tel

где (t) 0, 2If, в котором манипуляция фазы отсутствует. Этот сигнал выделяется полосовым фильтром 17 и поступает на вход делителя 18 частоты на два, на выходе которого образуется напряжение

. 2

10

15

20

25

30

35

U, cos (t-T3) + fi(t- Г,) + + Ч прЗ, 0 t Тс,

где время задержки линии задерж ки,

которое поступает на второй вход перемножителя 22.

На выходе перемножителя 22 образуется результирующее напряжение

U, (t) UcЈcos u)t + 47k(t) +

+ Uc/cos 2Wr p t + 2 fry ts- шпрС3+ + t|K(t) + 2 + ,

0 i t Tc,

где Ud | KaU

частота биенит

f wnoV2

- IT-у С л, - начальная фаза биений,

из которого полосовым фильтроь; 23 ,выделяется напряжение бпени

UЈ(t) + k(t) + + j, 0 t TC

40

45

которое представляет собой ФМ-сигнал на частоте биений bjj1. Напряжение U«/Xt) с выхода полосового фильтра 23 одновременно поступает на входы фазового детектора 2 и удвоитепя 5 частоты, на выходе которого образуе

50

ся следующее гармоническое колебание U(t) Urf cos 2 t + ,

0 t Tc,

au U4(t) - Ujcosjw t + ir-j-t2 +где ) 0,2fT,

+ KOT°P°M манипуляция фазы отсутст P c вует. Это напряжение выделяется узЭто напряжение выделяется полосо-кополосным фильтром 6 и поступает

вым фильтром 39 и поступает на входы55 на первый вход фазового детектора 9, частотного детектора 20 и линии 21

задержки.Опорное напряжение генератора 7

На выходе частотного детектора 20 образуется низкочастотное напряжениеU0(t) U0cos Iw0t +(J6),

зуется напряжение

U5(t) U(t- Сэ)

U, cos (t-T3) + fi(t- Г,) + + Ч прЗ, 0 t Тс,

где время задержки линии задержки,

которое поступает на второй вход перемножителя 22.

На выходе перемножителя 22 образуется результирующее напряжение

U, (t) UcЈcos u)t + 47k(t) +

+ Uc/cos 2Wr p t + 2 fry ts- шпрС3+ + t|K(t) + 2 + ,

0 i t Tc,

где Ud | KaU

частота биенит

f wnoV2

- IT-у С л, - начальная фаза биений,

из которого полосовым фильтроь; 23 ,выделяется напряжение бпени

UЈ(t) + k(t) + + j, 0 t TC

которое представляет собой ФМ-сигнал на частоте биений bjj1. Напряжение U«/Xt) с выхода полосового фильтра 23 одновременно поступает на входы фазового детектора 2 и удвоитепя 5 частоты, на выходе которого образуе

50

au

где U0 , - амплитуда и начальная фаза опорного напряжения ; ш„ и)Г - частота опорного напря-г

жения,

поступает на вход удвоителя частоты 8, на выходе которого образуется напряжение

U7(t) Uocos 2(u)0t + if0). f°

Это напряжение подается на второй вход фазового детектора 9, где он сравнивается по фазе с напряжением Ut(t), поступающим с выхода узкопо- 15 лосного фильтра 6. Если указанные напряжения отличаются друг от друга по фазе, то на выходе фазового детектора 9 выделяется управляющее напряжение. Причем амплитуда и по- 20 лярность этого напряжения зависят от степени и направления отклонения частоты биений ЫсГ от частоты генератора 7 опорного напряжения ( Ј Ј W0). Управляющее напряжение через 25 фильтр 10 нижних частот воздейству- . ет на управляемый генератор 2, изменяя его частоту так, чтобы сохранялось равенство частот w«f wc.

Опорное напряжение U0(t) генератора 1 через фазовращатель 1 подается на второй вход фазового детектора 12. Фазовращатель J1 служит дл компенсации фазовых сдвигов, вносимых различными элементами устройства.

На выходе фазового детектора 12 образуется низкочастотное напряжение

и,.(0

U Hj cos ,

где U „3 К,

1

-

- коэффициент передачи фазового детектора,

которое содержит полезную информацию о законе фазовой манипуляции принимаемого сигналу.

5 0 5

0

5

0

5

Следовательно, если на вход устройства поступает сигнал с комбинированной. ДМ, ЛЧМ и ФК, в работе участвуют синхронный детектор J5, частотный детектор 20 и фазовый детектор 12. Если на вход устройства поступает только сигнал с AM или только сигнал с ЛЧМ, или только сигнал с ФМ, то полезное напряжение выделяется на выходе синхронного детектора 15 или частотного детектора 20, или фазового детектора 12.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает прием и демодуляцию не только сигналов с комбинированной AM, но и сигналов с комбинированной AM, ЛЧМ и ФМ.

Формула изобретения

Устройство демодуляции фазо- манипулированных сигналов по авт. св.№ 1322498, отличающее- с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем демодуляции сигналов как с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией, так и с линейной частотной модуляцией, в него введены последовательно соединенные третий удвоитель частоты, второй полосовой фильтр, делитель частоты на два, третий полосовой фильтр и частотный детектор, линия задержки, второй перемножитель и четвертый полосовой фильтр, при этом выход амплитудного ограничителя подключен к входу первого удвоителя частоты и второму входу второго фазового детектора через последовательно соединенные второй перемножитель и четвертый полосовой фильтр, второй вход первого перемножителя соединен с входом третьего удвоителя частоты, а выход третьего полосового фильтра - через линию задержки с вторым входом второго перемножителя.