Приемник фазоманипулированных сигналов Советский патент 1992 года по МПК H04L27/233 

сриг1

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах связи с фазоманипулированными (ФМ) сигналами.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости и обеспечение приема четырехфазных ФМ-сигналов,

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фи. - |екторные диаграммы, где векторы А, В и С являются геометрическими образами сигналов А, В и С.

Приемник фазоманипулированных сигналов содержит блок 1 выделения Опорного сигнала, фазовращатели (ФВ) 2 и 3, блок 4 задержки (БЗ). когерентный демодулятор 5 ФМ-сигналов, фазовые детекторы (ФД) 6 и 7, фильтры 8 и 9 нижних частот (ФНЧ). пороговые блоки (ПБ) 10 и 11. триггеры 12 и 13, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14-16, элементы ИЛИ 17-20. элементы И 21 и 22,

Вход блока 1 выделения опорного сигнала является входом приемника, а выход соединен с входами БЗ 4, второго ФВ 3 и первым входом первого ФД 6. второй вход которогр соединен с выходом первого ФВ 2, Выход первого ПБ 10 соединен с входом первого триггера 12, первый вход демодулятора 5 соединен с входом приемника, выходы элементов И 21 и 22 являются соответственно первым и вторым информационными выходами приемника, вторые ФВ 3. ФД 7. ФНЧ 9. ПБ 11 и триггер 13 соединены последовательно. Выход БЗ 4 соединен с вторым входом демодулятора 5 и входом первого ФВ 2, выход которого соединен с вторым входом второго ФД 7. а выход первого ФД 6 через первый ФНЧ 8 соединен с входом первого ПБ 10. Выход первого триггера 12 соединен с вторыми входами первого 14 и второго 15 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход второготриггера 13 соединен с первыми входами второго 15 и третьего 16 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Первый ивторой выходы демодулятора 5 соединены соответственно с первым входом первого 14 и вторым входом третьего 16 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а выход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14 соединен с первыми входами первого 17 и третьего 19 элементов ИЛИ, Прямой выход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15 срединен с вторыми входами первого 17 и четвертого 20 элементов ИЛИ. а его инверсный выход- с вторыми входами второго 18 и третьего 19 элементов ИЛИ. выход третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 16 соединен с первыми входами второго 18 и четвертого 20 элементов ИЛИ, выходы первого 17 и второго 18 элементов ИЛИ соединены с входами первого элемента И 21, а выходы третьего 19 и четвертого 20 элементов И,ПИ соединены с входами второго элемента И 22.

Устройство работает следующим образом./

ФМ-сигнал поступает на вход приемника, где в блоке 1 любым известным способом выделяется когерентная несущая, т.е. снимается манипуляция сигнала. Далее восстановленная несущая через блок 4 задержки поступает на второй вход демодулятора 5. на первый вход которого поступает ФМсигнал с входа приемника. Демодулятор 5 с помощью восстановленной несущей, поступающей на его второй вход, выдает на свои выходы сигналы F и S, определенным образом соответствующие элементам передаваемой информационной последовательности.

Поскольку под воздействием щума в восстановленной несущей возможны перескоки фазы, то сигналы F и S с выходов демодулятора 5 поступают на выходы приемника не непосредственно, а через логические элементы 14-22, образующие логику компенсации скачка фазы несущей.

Обнаружение перескока фазы восстановленной несущей происходит следующим образом.

В нормальном положении (когда нет перескока фазы на первых входах ФД 6 и 7 присутствуют квадратурные сигналы, полученные снятием манипуляции. При этом снятие манипуляции происходит в блоке 1. а поворот вектора А на 90° - в ФВ 3 (фиг, 2. а). На вторые входы ФД 6 и 7 поступает сигнал С, полученный из сигнала А путем задержки его на IBS в БЗ 4. ФВ 2 необходим для точной установки вектора С (фиг. 2. а): векгтор находится в проти рфа е с вектором, равным сумме векторов и В,

Если в блоке 1 происходит скачок фазы на 90, 180 или 270° (фиг. 2, б, в. г), то на время, равное на выходе ПБ 10 и/или ПБ 11, возникает импульс напряжения высокого уровня длительности tB3. Данное положение объдс дется фиг. 2, где положение векторов А, В и С соответствует моменту времени сразу после скачка фазы, т.е. вектор С, снимаемый с выхода БЗ 4, еще сохраняет свое положение, бывшее до скачка фазы.

Если произошел скачок фазы на 90° (фиг. 2, б), то на выходе второго ПБ 11 в течение времени tea будет присутствовать высокий уровень, в то время как на выходе первого ПБ 10 сохранится низкий уровень. Напряжение с выходов ПБ 10 и ПБ 11 поступает на счетные входы асинхронных Т-триггеров 12 и 13, работающих по передним фронтам счетных импульсов.

Пусть в начальный момент триггеры 12 и 13 установлены в нулевое состояние. Тогда в рассматриваемом случае второй триггер 13 переключится в единичное состояние, а первый триггер 12 сохранит свое нулевое состояние.

Скачки фазы несущей, вызывающие соответствующую смену информации на выходах демодулятора 5, приведены в таблице.

В таблице символ 1 соответствует переданным символам синфазного канала, а Q квадратурного.

Тогда в рассматриваемом примере, для того, чтобы скомпенсировать скачок фазы на 90° и вновь установить на выходах приемника соответствие 1 и Q - Q, означающее нормальный режим работы приемника, необходимо произвести инвертирование сигнала, снимаемого с второго выхода S демодулятора 5, и затем сигнал с первого выхода F демодулятора 5 подать на выход а приемника, сигнал S с торого выхода демодулятора 5 - на выход I приемника. В результате сигнал высокого уровня с выхода второго триггера 13 обеспечивает через элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 16 инверсию сигналаТ(см. таблицу), снимаемого с второго выхода S демодулятора 5, и через элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15 направляет сигнал F Q на выход Q и сигнал S Т - на выход I. Таким образом происходит обнаружение и устранение скачка фазы на 90°.Обнаружение и устранение обратной работы демодулятора 5 в самом начале работы приемника привести к тому, что соответствиеТ и Q - Q будет выполняться при установке триггеров 12 и/иЛи 13 в ненулевые состояния. Однако, поскольку данные триггеры выполнены как Т-триггеры со счетным входом, приведенные рассуждения справедливы при любых начальных состояниях триггеров 12 и 13. При поступлении на их входы единичных сигналов (фиг. 2)триггеры меняют свое состояние на противоположное по передним фронтам данных импульсов и через логические элементы 14-22 меняют (в соответствии с таблицей) коммутацию выходов демодулятора 5 на выходы приемника.

Таким образбм, первый 6 и второй 7 ФД позволяют с помощью сигнала С, поступающего на их вторые входы с выхода БЗ 4, обнаруживать скачки фазы на 90, 180 и 270 (фиг. 2). Сигналы с выходов ФД 6 и 7 записываются в триггеры 12 и 13 через соответствующие ФНЧ и ПБ. Логические элементы 14-22, в соответствии с таблицей, осуществляют коммутацию сигналов с выходов демодулятора 5 на выходы приемника так, что всегда, независимо от величины скачка фазы, на вы: 5рдах П оиемника обеспечено соответствие I и Q - О.

Фо.рмула изобретения

10

Приемник фазоманипулированных сигналов, содержащий блок выделения опорного сигнала, вход которого является входом приемника, а вь1ход соединен с входом блока задержки и первым входом первого фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом первого фазовращателя, первый пороговый блок, выход которого соединен с входом первого

0 триггера, о т л и чаю щ и и с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и обеспечения приема четырехфазных сигна/лов, введены демодулятор, первый фильтр нижних частот, три элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, четыре элемента ИЛИ, два элемента И, а также последовательно соединенные вторые фазовращатель, фазовый детектор, фильтр нижних частот, пороговый блок и триггер, причем первый вход

0 демодулятора соединен с входом блока выделения опорного сигнала, вход второго фазовращателя соединен с входом блока задержки, выход которого соединен с вторым входом демодулятора и входом первого

5 фазовращателя, выход которого соединен с вторым входом второго фазового детектора, выход первого фазового детектора через первый фильтр нижних частот соединен с входом первого порогового блока, причем

0 выход первого триггера соединен с первыми входами первого и второго элементов исключающее ИЛИ, выход второго триггера соединен с вторым входом второго и первым входом третьего элементов ИСКЛЮЧА5 ЮЩЕЁ ИЛИ, первый и второй выходы демодулятора соединены соответственно с вторыми входами первого и третьего элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ

Q соединён с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, прямой выход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен С вторым входом первого и первым вхЬдом третьего,элементов ИЛИ, а его инверсный

g выход - с первым входом четвертого и вторым входом второго элементов ИЛИ, выход третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с вторыми входами четвертого и третьего элементов ИЛИ, выходы первого и четвертого элементов ИЛИ соединены с входами первого элемента И, а выходы вто рого и третьего элементов ИЛИ соединены с входами второго элемента И. выходы элементов И являются выходами приемника.

оУнет ctaey KCi

Bbtx. /75 Й.

вых. ПБ /,

с

5) скачо с з $Ъ

&

бЫХ. /76 fO &ЫЖ. ЛВ //

S) r«7Vac М7

ыж. nSfO Bt,ix. лбЦ