Демодулятор сигналов Советский патент 1991 года по МПК H04L27/22 

Фиг. 1

изобретение относится к pannocBHSt и может использоваться в широкополосных системах передачи по радиоканалам миллиметрового диапазона волн.

Цель изобретения - повыпение скорости передачи по нелинейным инерционным каналам, подверженным частотно-селективным замираниям

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема демодулятора сигналов; на фиг. 2 - схема анализатора, входящего в состав демодулятора

Демодулятор сигналов содержи анализатор 1, первый фильтр 2, перемножитель 3, интегратор 4, линию задержки, блок 6 восстановления несущей, решающий блок 7, блок 8 тактовой синхронизации и коммутатор 9 сигналов, а также второй фильтр 10, первый детектор 11 огибающей, первый компаратор 12, второй детектор 13 огибающей, второй компаратор 14, элемент И 15 и ограничитель 16

Анализатор, входящий в состав демодулятора сигналов, содержит полосовые фильтры 17 и 18, ограничители 19 и 20, фазовые детекторы 21 и 22, интеграторы 23 и 24, вычитатель 25 и пиковый детектор 26 с

Демодулятор сигналов работает следующим образомо

На входе демодулятора действует аддитивная смесь АФМ-сигнала и стационарного белого гауссовского шума D виде

U(t) ACOcosfQgt +qKt) ( + + Ј(t) A(t)cos0 + JT(t),

где A(t) - изменяющаяся амплитуда

АФМ-сигнала;

C0e - центральная частота спектра АФМ-сигнала, CJe U(t) - изменяющаяся фаза АФМ-сигнала;

Ср - начальная фаза; (t) - стационарный белый гаусСОБСКИЙ шум.

С момента поступления этого сигнала начинается его фазовая и амплитудная демодуляция«, При фазовой демодуляции сигнал с входа демодулятора поступает на сигнальный вход анализатора 1 и на вход первого фильтра 2, который выделяет из поступившей на его вход смеси сигнал 13 (t) с центральной часГ

5

0

5

0

0

тотой спектра С сигнального входа анализатора 1 сигнал поступает на входы полосовых фильтров 17 и 18 (фиг. 2). Полосовой фильтр 17 выделяет из смеси нижнюю спектральную составляющую UH(t) A(t)cos(C00t + + Ц ) + (О а полосовой фильтр 18 - верхнюю спектральную составляющую UB(t) A(t)cos(0)0t ) + Ј(t)° С выходов полосовых фильтров 17 и 18 сигналы поступают на входы соответствующих ограничителей 19 и 20 уровней, в которых стабилизируются значения амплитуд сигналов, поступающих на их входы. С выходов ограничителей 19 и 20 уровня сигналы UH (t) Acos(C00t +Cf) + f(t) и Ug(t) Acos( + Ч ) + jT(t1 поступают на соответствующие входы фазовых детекторов 21 и 22.

Одновременно с выхода первого фильтра 2 сигнал u (t) поступает на вход первого детектора 13 огибающей и на ограничитель 16, в котором стабилизируется значение амплитуды поступающего на вход сигнала U (t). С выхода ограничителя 16 сигнал в виде U(t) Acosto0t - tf(t) +(j , +jf(t) поступает на сигнальный вход перемножителя 3, на вход линии 5 задержки и на вход блока 6 восстановления несущей. Пройдя линию 5 задержки, сигнал U(t), задержанный на такт, в аи5 де U(t - Т) (f - T) +

+ (f(t - Т) +|f(t - Т), поступает на соответствующий вход коммутатора 9 сигналов. 9 блоке 6 восстановления несущей при поступлении сигнала U (t) восстанавливается опорное колебание G(t) ;Acos((00t +($,) которое поступает на соответствующий вход коммутатора 9 сигналов и на второй вход анализатора . С этого входа сигнал

5 G(t) подается одновременно на вторые входы фазовых детекторов 21 и 22.

Фазовые детекторы 21 и 22 выполнены на основе интегральных перемножителей, в которых сравниваются фазы

0 поступающих на входы интеграторов сигналов |J(t) и G(t)J для фазового детектора 21 и Ug(t) и G(t) - для фазового детектора 22. Таким образом, на выходе интегратора 23 формируется напряжение Utf, , пропорциональное величине CJ),. tf0 - , а на выходе интегратора 24 - напряжение U(o , пропорциональное величине (фг - tfg - Cf0 В интеграторах 23 и 24 происходит

усреднение поступающих сигналов за один такт. С их выходов сигналы подаются на входы вычитателя 25, в котором значения напряжений U и сравниваются между собой, причем результирующее напряжение на выходе пропорционально величине фазовых искажений ДЦ Ср, 2% - , Выходное напряжение TJ дер вьгчигателя 25 поступает на вход пиково-го детектора 26, в котором оно сравнивается с допустимым значением . оп g-0° (величина AQ) 50° свидетельствует о наличии на трассе распространения миллиметровых радиоволн частотно-селективных замираний)0 При величине

U ьу - на выхол.е анализатора 1 формируется управляющее напряжение и,,пр 1, характеризующее наличие частотно-селективных замираний, а при величине дп Ь ду на выходе анализатора 1 формируется управляющее

напряжение U

0, характеризующее

их отсутствие,

С выхода анализатора 1 управляющее напряжение подается на управляющий вход коммутатора 9 сигналов и переводит его при Uupo 1 в автокорреляционный режим, а при Uunp 0 - в когерентный режим работы При когерентном режиме работы сигнал G(t) с 5 первого входа коммутатора 9 сигналов поступает на опорный вход перемножителя 3„ Произведение сигналов u(t) и G(t) интегрируется в интеграторе 4, на входе которого будет результат

Изобретение относится к радиосвязи и может использоваться в широкополосных системах передачи по радиоканалам миллиметрового диапазона волн, Цель изобретения - повышение скорости передачи по нелинейным инерционным каналам, подверженным частотно-селективным замираниям. Для достижения указанной цели в демодулятор сигналов введены второй фильтр 10, первый детектор 11 огибающей, первый компаратср 12, второй детектор 13 огибающей, второй компаратор 14, элемент И |5 и ограничитель 16о Введение указанных элементов позволило повысить скорость передачи примерно в 2 раза, а при фазовом детектировании АФМ-колебаний дополнительно повысить помехоустойчивость приема за счет адаптивного перехода с когерентного на автокорреляционный режим детектирования в зависимости от величины селективныхзамираний. 2 ил.

пТ ПТ

I, J u(t)G(t)dt J лГсоз(0)э1 +Lf(t) + + jf(t)lAcos(W0t + lf0)dt. ln-От(п-от

Решающий блок 7, синхронизируемый блоком 8 тактовой синхронизации, принимает решение по величине и знаку 1{ о передаче О или 1, которое поступает на первый выход демодулятора сигналов При автокорреляционном режиме работы сигнал с соит- тпт

ветствугащего входа коммутатора 9 сиг 25 налов U(t - Г) поступает на опорный вход перемножителя 3„ Производные сигналов U(t) и U(t - Т) интегриру ется в интеграторе 4, на выходе которого будет результат

30

10 j U (t)U(t - T)dt J лсозГца t +lf (t) + дП + HtAJAcoslW.U - T)L (П-ОТ 1 (n.,)T LLJ J (.L

+ q(t - т) +(.р + (t - T)Ut ,

Решающий блок 7, синхронизируемый -,с Тогда компонента ... на ыходь блоком 8 тактовой синхронизации, при-первого фильтра 2 :, оснонно;. полосе

nt опускаиття с .- ром а f3 будет

нимает решение по величине и знаку 1„ о передаче 1 или О, которое поступает на первый вход демодулятора сигналов о

При амплитудной демодуляции CHIлал U(t) с выхода демодулятора сигналов одновременно поступает на вход первого 2 и вход второго 10 фильтров0 Первый фильтр 2 пропускает только частот-45 ного канала на 3f0 не будет, ные компоненты в окрестномчи fa и

давляет компоненты 0, 2ffl, 3f0 ,. Второй фильтр 10 пропускает только частотные компоненты и окрестности 3fр и подавляет компоненты 0, fQ, 2fQ , 4t 0 . „ . Выходной cm ьзл нелчне.- ного канала можно представить в виде ряда Фурье от аргумента f „

S go + g cosfo + e2cos2fo + + 3 f0 +...,

где g0, g, - члены ряда.

СО, (с) g,(A)coslQ, а компонента сигнала на выходе второго фильтра 10 в 4Q основной riojiuct Гчюпускан1(я с илчтром на 3Ј0 будет 03,(ь) - ji(A) созЗ.

При приеме сигнала U(l) с малым информационным значением амплитуды, соответ стоующим отклика нелинейа на 10

будет о Тогда с :ьг;ода второго фильтра 10 сигнал u)(t), прокдя перп.й детектор 11 огибакяцей в виде О и прсобраз ясь )ia первом компараторе 12 в цьфровую , поступает на вход шемичта И 15, ПРИ том с в 1Уо;;а первого фильтра 2 Ы (О , пройдя второй детектор I3 отибаюш й,.в ко KO iopOM определяется информационное значение уровня принимаемого сигнала, равное 1, поступает на второй компара тор 14, где преобразуется в цифровую форму, и с его выхода 1 поступает

50

55

на другой вход элемента

ветствугащего входа коммутатора 9 сиг- налов U(t - Г) поступает на опорный вход перемножителя 3„ Производные сигналов U(t) и U(t - Т) интегрируется в интеграторе 4, на выходе которого будет результат

5 ного канала на 3f0 не будет,

СО, (с) g,(A)coslQ, а компонента сигнала на выходе второго фильтра 10 в Q основной riojiuct Гчюпускан1(я с илчтром на 3Ј0 будет 03,(ь) - ji(A) созЗ.

При приеме сигнала U(l) с малым информационным значением амплитуды, соответ стоующим отклика нелинейа на 10

будет о Тогда с :ьг;ода второго фильтра 10 сигнал u)(t), прокдя перп.й детектор 11 огибакяцей в виде О и прсобраз ясь )ia первом компараторе 12 в цьфровую , поступает на вход шемичта И 15, ПРИ том с в 1Уо;;а первого фильтра 2 Ы (О , пройдя второй детектор I3 отибаюш й,.в ко- KO iopOM определяется информационное значение уровня принимаемого сигнала, равное 1, поступает на второй компаратор 14, где преобразуется в цифровую форму, и с его выхода 1 поступает

0

5

на другой вход элемента

15 производит логическое умножение величин, поступивших на входы, и на нмходе выдает значение О, которое подастся на второй выход демодулятора сигналов,

При приеме сигнала U(t) с большим информационным значением амплитуды, соответствующим 1, отклик нелинейного канала будет и на fй, и на 3f t С выхода первого фильтра 2 сигнал CGi(t) поступает на вход второго детектора 13 огибающей, а с выхода второго фильтра 10 сигнал ) поступает на вход первого детектора 11 оги- Олющей. Оба детектора 11 и 13 огиба- сячей по значениям соответственно .J7(t) иСд)(О формируют на своих выходах напряжения U и Ц , пропорциональные 1. Эти напряжения подаются ответственно на входы компараторов 11 и 14, где преобразуются в цифро- i yio форму. С выхода обоих компараторов величина 1 поступает на входы элемента И 15, на выходе которого вырабатывается 1, подаваемая далее на второй выход демодулятора сигналов

Таким образом, введение новых блоков и связей по отношению к известному устройству позволяет выявить в нелинейных инерционных каналах информационные изменения уровня принимаемых ЛФМ-сигналов за счет анализа наличия и мощности компонент нели нейных искажений на частоте 3f0. Одновременно при фазовой демодуляции ЛФМ-сигналов анализируется степень частотно-селективных замираний с адаптивным переходом на когерентную (при малых часточно-селективных зами рлниях) или автокорреляционную систему (при больших частотно-селективных замираниях) фазовую демодуляцию ЛФМ-сигналов, что приводит к повышению скорости передачи по нелинейным инерционным каналам и дополнительному повышению помехоустойчивости

Формула изобретения

Демодулятор сигналов, содержащий анализатор, первый фильтр, последовательно соединенные перемножитель и интегратор, линию задержки, блок восстановления несущей, решающий блок, блок тактовой синхронизации

и коммутатор сигналов, соответствующие входы которого соединены с выходом линии задержки, блока восстановления несущей и анализатора, пер- ,вый вход которого и вход первого

j фильтра яьляются входом демодулятора сигналов, первым выходом которого является выход решающего блока, первый вход которого подключен к выходу блока тактовой синхронизации, вход

Q которого соединен с выходом интегратора и вторым входом решающего блока, причем выход коммутатора сигналов и выход блока восстановления несущей подключены соответственно к пер5 вому входу перемножителя и второму входу анализатора, отличающийся тем, что, с целью повышения скорости передачи по нелинейным инерционным каналам, подтвержден0 ным частотно-селективным замираниям, введены последовательно соединенные второй фильтр, первый детектор огибающей и первый компаратор, последовательно соединенные второй де,. тектор огибающей и втррой компаратор, элемент И и ограничитель, выход которого подключен к второму входу перемножителя, входу линии задержки и входу блока восстано.1 пения несущей,

0 при этом выход первого фильтра соединен с входом ограничителя и входом второго детектора огибающей, вход второго фильтра соединен с входом первого фильтра, а выходы первого

5 и второго компараторовГподключены к входам элемента И, выход которого является вторым выходом демодулятора сигналов

Oi

о

i

e

§

oo

I