Демодулятор сигналов с фазово-импульсной модуляцией Советский патент 1991 года по МПК H03K9/04 

сл

С

Изобретение касается дискретной передачи сигналов и может быть использовано в системах радиосвязи, телеметрии и преобразовании сигналов. Цель - повышение точности при приеме сигналов со старыми эле- ментами - достигается введением в демодулятор сигналов анализатора 16 сигналов и блока 17 сравнения. Демодулятор сигналов содержит также источник 1 постоянного тока, ключи 2-5, дифференцирующую цепь 6, одновибраторы 7,8, конденсатор 9, формирователь Юопорного напряжения, компаратор 11, аналоговый запоминающий блок 12, сумматор 13, формирователи 14-1,...14-т весовых коэффициентов, секционную линию 15 задержки. 3 ил.

Фиг.1

Изобретение относится к области дискретной передачи сигналов и может быть использовано о системах радиосвязи, телеметрии и преобразования сигналов.

Цель изобретения - повышение точно- сти при приеме сигналов со стертыми элементами.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг,2 - пример реализации анализатора сигналов; на фиг.З- вре- менная диаграмма его работы.

Демодулятор сигналов содержит источник 1 постоянного тока (ИПТ), ключи 2-5, дифференцирующую цепь 6 (ДЦ) одновиб- раторы 7,8, конденсатор 9, формирователь 10 опорного напряжения, компаратор 11, аналоговый запоминающий блок 12, сумматор 13, формирователь 14-1...14-т весовых коэффициентов (ФАК), секционную линию 15 задержки (СЛЗ), анализатор 16 сигналов, блок 17 сравнения, анализатор 16 сигналов содержит (фиг.З) RS-триггер 18, регистры 19,20, счетчик 21 импульсов, линию 22 задержки, опорный генератор 23.

Функциональная схема устройства име- ет следующие связи: первый вход одно- вибратора 7 соединен с первым входом 24 устройства, вход дифференцирующей цепи 6 подключен к второму входу 25 устройства, выход дифференцирующей цепи 6 под- ключей к второму входу одновибратора 7, управляющему входу ключа 3, первому управляющему входу ключа 4, выход одновибратора 7 подключен к управляющему входу ключа 2, выход источника 1 постоянного то- ка через ключ 2 подсоединен к входам ключей 3,4, первому выводу конденсатора 9 и к первому входу компаратора 11, выход которого подключен к входу одновибрзтора 8, выход ключа 3 и второй вывод конденсатора 9 объединены и соединены с общей шиной устройства, второй вход компаратора 11 подключен к выходу формирователя 10 опорного напряжения, первый выход однс- вибратсра 8 соединен с вторым управляю- щим входом ключа 4, а второй выход одновибратора 8 подключен к управляющему входу ключа 5, выходи ключей 4,5 объэ- динены и подключены к входам аналогосого запоминающего блока 12 и секционной ли- нии 15 задержки, выходы 11,,.гл которой соединены соответственно с входами формирователей весовых коэффициентов (14-1..,14-т). выходы формирователей весовых коэффициентов(14-1 ...14-гп) подклго- чены к соответствующим (1...лп) входам сумматора 13, выход сумматора 13 соединен с третьимЪ.одом ключа 5, второй вход которого подключен к выходу блока 17 сравнения, первый вход блока сравнения подключен к выходу анализатора 16 сигнала, а на второй вход блока сравнения подается пороговое значение напряжения, первый вход анализатора 16 сигналов соединен с первым входом устройства, а второй вход анализатора 16 сигналов соединен с вторым входом устройства, выход аналогового запоминающего блока 12 является выходом устройства.

Устройство работает следующим образом.

На первый вход 24 устройства поступают информационные импульсы с ФИМ, на второй вход 25 устройства поступают тактовые импульсы (ТИ). Приходящие ТИ дифференцируются в ДЦ 6, которая формирует из них короткие положительные и отрицательные импульсы, соответствующие переднему и заднему фронтам. В момент прихода положительного импульса, соответствующего переднему фронту ТИ, ключ 4 на время его длительности замыкается и напряжение на конденсаторе 9 запоминается в блоке 12. Под действием отрицательного импульса, соответствующего заднему фронту , на время его длительности замыкается ключ 3 и разряжает конденсатор 9. Одновременно с отрицательном импульсом, соответствующим заднему фронту ТИ, запускается однозибратор 7, формирующий спустя некоторое время 1зад. задержки, обусловленное срабатыванием самого одновибратора 7 и приближенно равное длительности запускающего импульса, импульс управления ключом 2.

Под действием управляющего импульса с одиовибратора 7 ключ 2 замыкается и конденсатор 9 начинает заряжаться постоянным током от источника постоянного тока. В момент прихода информационного импульса с ФИМ генерация импульса одно- ьибрэтора 7 принудительно срывается, вследствие чего ключ 2 размыкается и заряд конденсатора 9 прекращается. Напряжение на конденсаторе остается постоянным до момента прихода следующего тактового импульса, в результате чего нз выходе блока 12 фО|Эммруется ступенчатый сигнал с задержкой на один тактовый интервал. Кроме этого, формируемые в результате кратковременного подключения через ключ 4 конденсатора 9 к блоку 12 импульсы поступают в секционную пинию 15 задержки. Временной интервал задержки сдной секции СЛЗ 15 p-JBeH длительности одного тактового интервала,,поэтому в СЛЗ 15 осуществляется запоминание предшествующих импульсов сегмента информации длиной (1...т) тактовых интервалов. Хранящееся в СЛЗ 15 импульсы, несущие ввиду наличия

амплитудной модуляции информацию о поведении сигнала на предшествующих тактовых интервалах складываются на сумматоре 13 в моменты их появления с выходов секционной линии 15 задержки с соответствующими весовыми коэффициентами, определяемыми ФВК 14-1...14-т В результате этого на выходе сумматора 13 в начале каждого тактового интервала (в моменты действия положительных импульсов с ДЦ 6, соответствующих положительному фронту ТИ) формируются импульсы, амплитуда которых соответствует предсказанному значению сообщения на предшествующем тактовом интервале, так как демодулятор работает с задержкой на один тактовый интервал.

В случае отсутствия на тактовом интервале информационного импульса с ФИМ ввиду наличия в канале связи помех, вызвавших его стирание, одновибратор 7 формирует импульс управления ключом 2, приближенно равный по длительности тактовому интервалу Под действием этого импульса ключ 2 замыкается на время длительности всего тактового интервала и конденсатор 9 заряжается до максимально возможного уровня напряжения Это вызывает срабатывание компаратора 11 вслед ствие превышения некоторого порогового уровня, поступающего с выхода формирователя 10 Момент срабатывания компаратора 1 1 соответствует концу интервала наблюдения гн , так кзк тактовый интервал складывается из материала наблюдения т.и и защитного интервала гэ наличие последнего вызвано необходимостью исключения попадания информационного импульса с ФИМ в соседний тактовый интервал Импульс сравнения с компаратора 11 запускает одновибратор 8 который формирует противофазные импульсы для управления ключами 4,5, несколько превышающие по длительности суммарную длительность защитного интервала и тактового импульса Импульс отрицательной полярности с одно- вибратора 8 исключает открывание ключа 4 в момент прихода ТИ, а импульс положительной полярности открывает ключ 5 и подключает аналоговый запоминающий блок 12 к выходу сумматора 13 В результате на блок 12 поступает импульс соответствующий предсказанному значению сигнала на тактовом интервале, уровень которого запоминается блоком 12 нэ время длительности всего тактового интервала и подается на выход устройства

Кроме того, импульс предсказания с выхода сумматора 13 через ключ 5 поступает

еще на вход СЛЗ 15 для участия в формировании импульсов предсказания для последующих тактовых интервалов.

Анализатор 16 сигнала осуществляет с

помощью информационных импульсов с ФИМ и тактовых импульсов, поступающих с входов 24 и 25 демодулятора, соответственно, постоянный анализ сегмента информации длиной m тактов на наличие стертых

элементов. Результат анализа в виде подсчитанного числа информационных импульсов с ФИМ на сегменте в m тактов выдается в конце каждого такта во время защитного интервала Т3 на блок 17 сравнения, где

сравнивается с заранее выбранным пороговым значением. Если число информационных импульсов меньше порогового, то блок 17 сравнения выдает отрицательный импульс, который поступает на второй управляющий вход ключа 5 и блокирует его открывание, т е коррекция сигнала предсказанным значением в стертом тактовом интервале не производится. Если число информационных импульсов больше порогового, то блок 17 сравнения импульс не формирует и коррекция сигнала производится

Анализатор 10 сигнала работает следующим образом.

С приходом информационных импульсов с Шины 24 на S вход триггера 18, он устанавливается в состояние 1 Сброс триггера 18 в О производится -з конце так- ТОРОГО интервала импульсами ТИ подающимися на R вход Прм отсутствии (стирании) на гэктояом ингерв; е информационною импульса с ФИМ вызнанного наличием гомех в канале связи триггер 18 остается в положении О

Таким образом триггер 18 формирует в

каждом такте информацию в виде 1 или О в зависимости от нали шя или отсутствия информационных импульсов с ФИМ Информация с триггера 18 записывается в регистр 19 с помощью ТИ1 поступающих с первого выхода линии 22 задержки, в результате чего в регистре 20 накапливается сегмент информации длиной m

В конце каждого такта информация из

регистра 19 переписывается параллельным кодом в регистр 20 с помощью импульсов записи в регистр, поступающих с второго выхода линии 22 задержки Затем информация из регистра 20 переписывается с помощью импульсов ТИ2, поступающих с опорного генератора 23 и следующих с частотой гораздо большей (примерно на порядок) частоты ТИ, в счетчик 21. Счетчик 21 подсчитывает количество импульсов информации на длине сегмента из m тактов и результат подсчитывания выдает на блок сравнения. Сброс счетчика осуществляется по окончанию тактового интервала тактовыми импульсами ТИ. Работа анализатора 16 сиг- нала поясняется с помощью временных диаграмм, представленных на фиг.З.

Ключ 5 выполняется идентично ключу 4.

Техническая эффективность устройства заключается в том, что в сравнении с прото- типом оно обладает более высокой точностью при приеме сигналов со стертыми элементами. Это объясняется тем, что поскольку сигнал коррекции в устройстве- прототипе вырабатывается из сигнала, поступающего из канала связи, то при сильных помехах (большом количестве стертых элементов в сигнале) значение сигнала коррекции будет ошибочным. Данное устройство свободно от этого недостатка, так как оно

Фиг. г

производит анализ поступающего из канала связи сигнала на сегменте в m тактовых интервалов и при .наличии в нем числа стертых элементов больше допустимого производит блокировку коррекции сигнала ошибочным значением.

Формула изобретения Демодулятор сигналов с фазойо-им- пульсной модуляцией по авт. св. № 1370762, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, введены анализатор сигналов и блок сравнения, причем первый и второй входы анализатора сигналов соответственно соединены с первым и вторым входами демодулятора, а выход подключен к первому входу блока сравнения, второй вход которого соединен сшиной порогового значения уровня сигнала а выход соединен с вторым входом ключэ.

U(i)

гч (со 8x2}

Oft)

из Pt. 10

т

% 20

U(i) ОГ14

mti

Cl.21

LLLLLI I I I I l I i i

Масшта$1

т

Фю.з