Демодулятор частотно-манипулированных сигналов Советский патент 1992 года по МПК H04L27/14 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемных устройствах.

В качестве прототипа выбран демодулятор частотно-манипулированных сигналов по авт.св. № 1145488, содержащий усилитель-ограничитель, одновибратор, два элемента И, частотный дискриминатор, фильтр нижних частот, усилитель, триггер, входы которого подключены к выходам элементов И, инвертор, включенный между выходов одновибратора и первым входом первого элемента И, при этом второй вход первого элемента И подключен к выходу усилителя-ограничителя, а первый вход второго элемента И соединен с выходом одновибратора, вход одновибратора подключен к выходу усилителя-ограничителя, между выходом усилителя-ограничителя и вторым входом второго элемента И включен дополнительный инвертор, а также последовательно соединенные частотный дискриминатор, фильтр нижних частот и усилитель

постоянного тока, причем вход частотного дискриминатора соединен с выходом усилителя-ограничителя, выход усилителя посто- янного тока соединен с другим входом одновибратора.

К недостаткам этого устройства-прототипа относится низкая помехоустойчивость при воздействии селективных и импульсных помех.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости при воздействии селективных и импульсных помех.

Поставленная цель достигается благодаря тому, что в демодулятор частотно-манипулированных сигналов, содержащий усилитель-ограничитель, одновибратор, два элемента И, триггер, входы которого подключены к выходам элементов И, инвертор, включенный между выходом одновибратора и первым входом первого элемента И, при этом второй вход первого элемента И подключен к выходу усилителя-ограничителя, а первый вход второго элемента И соединен

Ё

V|

2

СП

ел

ю

с выходом одновибратора, вход одновиб- ратора подключен к выходу усилителя-ограничителя, между выходом усилителя- ограничителя и вторым входом второго элемента И включен дополнительный инвертор, а также последовательно соединенные частотный дискриминатор, фильтр нижних частот и усилитель постоянного тока, причем вход частотного дискриминатора соединен с выходом усилителя-ограничителя, выход усилителя постоянного тока соединен с другим входом одновибратора, введены последовательно соединенные блок задержки, балансный смеситель, полосовой фильтр, детектор, пороговый блок и электронный ключ, причем вход блока задержки и второй вход балансного смесителя являются входом демодулятора, выход электронного ключа соединен с третьими входами элементов И,

На фиг,1 представлена структурная электрическая схема демодулятора частот- но-манипулированных сигналов.

Демодулятор содержит усилитель-ограничитель 1, одновибратор 2, элементы И 3, 4, триггер 5, инверторы 6, 7, частотный детектор 8, состоящий из частотного дискриминатора 9, фильтра 10 нижних частот, усилителя 11 постоянного тока, блок 12 задержки, балансный смеситель 13, полосовой фильтр 14, детектор 15, пороговый блок 16, электронный ключ 17.

На фиг.2 представлены временные диаграммы сигналов, поясняющие работу демодулятора частотно-манипулированных сигналов.

Ui - сигнал на входе усилителя-ограничителя 1, в момент времени t 0 происходит переход от частоты Б, соответствующей посылке О, к частоту fA, соответствующей посылке 1, а в момент времени t ti - переход от f д к ТБ, что соответствует передаче посылки

Ua, Уз - сигналы на выходе усилителя- ограничителя 1 и инвертора 7 соответственно:

1)4, Us сигналы на выходе одновибратора 2 и инвертора 6 соответственно;

Ue, U, Us - сигналы на выходе схем И 3, 4 и триггера 5 соответственно при условии, что выход электронного ключа 17 не соединен с входами схем И, т,е. таким образом работает демодулятор без введения блока задержки, смесителя, полосового фильтра, детектора, порогового блока и электронного ключа.

На эпюрах fi и fa показано изменение частоты на входах балансного смесителя 13. В течение времени гз , определяемого блоком 12 задержки, на выходе полосового фильтра, настроенного на разностную частоту Л f fA - fs, присутствует сигнал с частотой Af, который детектируется и подается на пороговый блок.

Ug - сигнал на выходе электронного ключа 17. (

Ue , U , Us - сигналы на выходах схем И 3, 4 и триггера 5 соответственно, при

0 условии, что выход электронного ключа 17 соединен с входами схем И.

На фиг.З представлены временные диаграммы сигналов для случая работы демодулятора при наличии помех.

5 В момент времени t2 при передаче 1 под воздействием помехи частота кратковременно изменяется в сторону уменьшения, а в момент времени т.з при передаче О - в сторону увеличения. Если выход элект0 ронного ключа 17 не подсоединен к входам схем И 3, 4, выходной сигнал Ua триггера 5 содержит ошибки, При подключении введенных в устройство блоков эти ошибки исключаются, что показано на эпюре Us .

5 Изобретение иллюстрируется следующим примером описания работы.

Выходной частотно-манипуляционный сигнал с помощью усилителя-ограничителя 1 преобразуется в прямоугольные импуль0 сы. Каждый импульс полученной последовательности своим передним фронтом запускает одновибратор 2. Длительность импульса одновибратора 2 равна полупериоду центральной частоты. Импульсы одно5 вибратора 2 и усилителя-ограничителя 1 переменной длительности разделяются элементом И 3 с инвертором 6 с одной стороны и элементом И 4 с инвертором 7 с другой Стороны по знаку разности дли0 тельностей и преобразуются в импульсы с длительностью, зависящей от частоты и меняющейся в течение периода модуляции. Разделенные импульсы поступают на входы триггера 5 и управляют его работой,

5 Разрешение на прохождение разделенных импульсов через элементы И 3, 4 осуществляется логической единицей с выхода электронного ключа 17, которая формируется только при смене знака ма0 нипуляций в течение времени равного 2-3 периодам частотного сдвига.

Для формирования сигнала, управляющего работой электронного ключа 17, к входу демодулятора подключен

5 один из входов балансного смесителя 13. На второй вход балансного смесителя 13 подается тот же сигнал, что и на первый, но с задержкой, определяемой блоком 12 временной задержки В течениевремени гз, которое выбирают равным 2-3 периодам частотного сдвига, на выходе полосового фильтра 14 с частотой настройки, равной частоте частотного сдвига, появляется сигнал, поступающий через детектор 15 и пороговый блок 16 на вход электронного ключа 17. Роль порогового блока 16 может играть, например, туннельный диод, который при отсутствии сигнала на выходе детектора 15 находится в низко- вольтном состоянии, а при наличии сигнала на выходе детектора переходит в высоковольтное состояние. Электронным ключом является транзистор, к базе которого подключен туннельный диод. Рабочая точка транзистора выбрана таким образом, что он открыт, если туннельный диод находится в низковольтном состоянии. Коллектор транзистора соединен с входами схем И 3 и 4, и на этих входах присутствует логическая 1 только тогда, когда транзистор-электронный ключ 17 закрыт, и только в этом случае триггер 5 изменяет свое состояние.

При уходе центральной частоты, вызванной нестабильностью радиолинии, час- тотный детектор 8 выделяет напряжение, пропорциональное уходу центральной частоты, длительность импульсов одновибра- тора 2 отслеживает половину периода

центральной частоты. При изменении частоты входного сигнала под воздействием импульсных и селективных помех напряжение на выходе фильтра 14 недостаточно для срабатывания порогового устройства 16, ключ 17 выдает логический нуль, и триггер 5 сохраняет свое предыдущее состояние.

Таким образом, изменение состояния выходного триггера 5 происходит при изменении частоты входного сигнала только на величину, равную частоте частотного сдвига, т.е. периодичность изменения состояния триггера соответствует периоду манипуляции и не зависит от наличия помех.

Формула изобретения Демодулятор частотно-манипулирован- ных сигналов по авт.св. N° 1145488. отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости при воздействии селективных и импульсных помех, введены по- следовательно соединенные блок задержки, балансный смеситель, полосовой фильтр, детектор, пороговый блок и электронный ключ, причем вход блока задержки и второй вход балансного смесителя являются входом демодулятора, выход электронного ключа соединен с третьими входами элементов И.

Демодулятор содержит усилитель-ограничитель 1, одновибратор 2, два элемента И 3,4, триггер 5, два инвертора 6,7, частотный детектор 8, блок 12 задержки, балансный смеситель 13, полосовой фильтр 14, детектор 15, пороговый блок 16, электронный ключ 17. 1-3-5, 1-8-2-6-3, 1-2-6, 2-4-5, 1-7-4, 17-12-13, 1-13-14-15-16-17-4, 17-3. Зил.

Фиг /

Фхг.2

Фие.Ъ