Устройство для преобразования фазовой модуляции сигнала в цифровой код Советский патент 1980 года по МПК H03K13/20 

Изобретие относится к вычислительной технике, к преобразователям фаза-код. В современной радиотехнике в системах передачи и преобразования информаци широко применяются фазомодулированные сигналы с максимальным изменением фазы, значительно превышаюшим интервал фазовой однозначности 201:. Известны преобразователи фаза-код, построенные по принципу преобразования сдвига фазы во временной интервал и заполнения этого интервала счетными импульсами. Устройства для преобразования фазы в цифровой код имеют формирователи сигнала и опорного напряжения, подклю ченные через логическую схему к блоку управления и первой схеме совпадения, уп равляющей генератором счетных импульсов счетчик, вторую схему совпадения, первый вход которой подключен к формирователю опорного напряжения, второй - к генерато ру счетных импульсов, а выход - через триггер с раздельными входами, на второ вход которого подключен импульсный выход триггера со счетным входом, соединен с третьей схемой совпадения, другой вход которой подключен через дифференцирующую цель к выходу блока управления, а выход - через триггер со счетным входом соединен с четвертой схемой совпадения, второй вход которой подключен к выходу первой схемы совпадения, третий вход, соединен с выходом формирователя сигнала, а выход - со вторым входом генератора счетных импульсов, при этом между выходом генератора счетных импульсов и входом счетчика включен делитель на два i. Однако такие преобразователи работают, только в пределах однозначной фазы, т.е. в интервале изменения фазы н поэтому для преобразования в код фазомоду- лированных сигналов с девиацией фазы больше Ж не применяются. Цель изобретения - повышение точности преобразования мгновенного значения закона фазовой модуляции с максимальным изменением фазы больше Л . Постпвлсиипя цель достигоется тем, что в устройство, содержошее ||юрк1нровотолн временных отмоток фаоомодулнрованного и опорного сигналов, ДЕШ элемента совпадения и реверсивный счетчик введены последовательно включенные управляемый делитель частоты, первый формирова тель импульсов заоагпюй длительности, диф фереадирующую цепь, второй ({юрмировател импульсов заданной длительности, при этом выходы формирователей импульсов заданной длительности подключены ко входам двух элементов совпадений, вторые входы которых подключены к выходу формирователя временных отметок фазомоду- лироваиного сигнапа, а выход первого эле мента совпадения соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика и первым управляющим входом управляемого делителя, выход второго элемента совпадения соединен с суммируюшим входом реверсив ного счетчика и вторым управляющим вхо дом управляемого делителя, вход управляемого делителя соединен с вьгходом формирователя временной отметки опорного сигнала. На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2(а, б) приведены временные диаграммы работы устройства для случаев нарастания + Л-Р и убывания-дЧ фазы во входном сигнале; на фиг. 3 приведены графические зависимости, поясняющие преобразование закона фазовой модуляции в переменный во времени цифровой код. Устройство состоит из формирователя 1 коротких импульсова ВЫХОД которого соединен со входами элементов 2 и 3 со падения. Второй вход элемента 2 совпадения соединен с выходом последовательно соединенных формирователя 4, делителя 5 с переменным коэффициентом деления, формирователя 6 импульсов заданной длительности, выход которого через после довательно соединенные дифференцирующую цепь 7 и формирователь 8 импульсов заданной длительности подключен ко второму входу элемента 3 совпадения. Выхо элемента 2 совпадения соединен с управляющим входом - делителя 5 и вычитающим входом реверсивного счетчика 9. Выход элемента 3 совпадения соединен с управляющим входом + делителя 5 и с суммирующим входом реверсивного счетч ка 9. Выход счетчика 9 является выходом устройства. Работа устройства поясняется временными диаграммами (фиг. 2п, б, где буками обозначены сигнплы в соответствуюих точках схемы фиг. 1). Входной фазомодулированный сигнал частотой (jj преобразуется формирователем 1 по переходам через нуль (положительным или отр1ЩйтельнымJ в последовательность коротких импульсов а, которые на элементе 2 и 3 совпадения сравниваются по временному положен1-1Ю с импульсами б и в соответственно. Импульсы б и в формируются из опорного сигнала частоты nu), который преобразуется в последовательность коротких импульсов г и целится делителем 5 па п , если на его управляюиик входах - и + отсутствуют импульсы. Коэффт1иент деления делг теля увеличится на единицу и становится t 4- 1 для одного цикла деления, если на управляющий вход + поступает импульс и становитсяу -1 для одного цикла деления, если импульс поступит на управляющий вход - Таким образом, при поступлении управляющего импульса на вход + для появления следующего импульса на выходе делителя потребуется п +1 входных импульсов, при поступлении управляющего импульса на вход - для появления следующего импульса на выходе потребуется П -1 входных импульсов. В результате управления коэфф}щиентом деления с выхогда делителя 5 на формирователь 6 поступают опорные импульсы частоты U.)« фаза которых изменяется на+4 Ц при поступлении управляющего импульса на вход + делителя 5 и на-ДМ если управляющий импульс поступает ia вход -, таким образом достигается управление фазой опорных импульсов. Эти опорные импульсы преобразуются формирователем 6 в импульсызаданной длительности б, подаваемые на второй вход элемента 2 совпадения, а импульсы б через диффереш1ируюи;ую цепь 7 аналогичным формирователем 8 преобразуются в импульсы заданной дли тельности в, подаваемые на второй вход элемента 3 совпадения так, что задний фронт импульса б соответствует переднему фронту импульса в. Импульсы а при нарастании фазы в фазомоду лирова нном сигнале догоняют импульс б на элементе 2 совпадения, на вьрсоде которого появляется импульс е, записывающий -1 в реверсивный счетчик и уменьшающий на 1 коэфф1щиент деления делителя 5 для одного цикла деления. Следующий опорный импульс д и соответственно пара опорных: импульсов б и в получают ) и последующий имггульс а, сформирован- ный из входного фпзомодулнроппнного сиг нала, совпадает с импульсом в на элементе 3 совпадения, выходной нктпульс ж, которой записывает в реверсивный счетчик 9 л увеличивает на +1 коэффициент деления целителя 5 в результа те чего опорные импульсы д и соответственно б и в получают фазовый сдви . Так как фаза во входном сигнале нарастает на ч-дМ за период несушей частоты, то следующий импульс -а совпа дет с импульсом в на элементе 3 совпа дения. Этот процесс повторяется до тех пор, пока скорость смещения по фазе вход ных импульсов а не превышает скорости смещения опорных импульсов д и, соот- ветственно, б При этом на сумми рующий вход реверсивного счетчика 9 поступают импульсы, каждый из которых увеличивает на +1 число, записанное в нем. При убывании фазы во входном сигнале процессы в устройстве аналогичны и показаны на фиг, 26. Для всей совокупности входных фазомодулированньЕс узкополосных сигналов можно определить максимальный сдвиг фазы от периода к периоду несущей частоты iбрать сдвиг фазы за счет изменения коэффициента деления частоты делителя 5 равным л Ц - Д ,(5, , То преобразование закона фазовой модуляции в переменный во времени цифровой код однозначно для всего диапазона входных сигналов. Шаг дискретных зависимостей по оси абсцисс равен периоду несущей частоты Т, по оси Ч ( ) ° (О - единице (фиг. з;. Устройство однозначно преобразует все фазомодулированные сигналы, имеющие изменение фазы от периода к периоду не бо- лее ЛЧ. Если выбор AMi , определяется параметрами сигнала, а не парамет рами устройства, то оно обеспечивает однозначное преобразование закона фазовой модуЛяции в переменный во времени цифровой код дш всех сигналов с фазовой модуляцией, используемых в радиотехнике. Для устойчивой работы длительность ик пульсов б и к должна быть взята с запасом в 1,5 раза, учитывающим случайность появления входного сигнала х-..|, где Т - период входного сигнала. Формула изобретения Устройство для преобразования фазовой модул1щии сигнала в цифровой код, содержащее формирователи временных отметок фазомодулированного и опорного сигналов, два элемента совпадения и реверсивный счетчик, от л «чающееся тем, что, с целью повышения точности в него дополнительно введены последовательно включенные управляемый делитель частоты, первый формирователь импульсов заданной длительности, дифференцирующая цепь, второй формирователь импульсов заданной длительности, при этом выходы формирователей импульсов заданной длительности подключены ко входам двух элементов совпадений, вторые входы которых подключены к выходу формирователя временных отметок фазомодулированного сигнала, а выход первого элемента совпадения соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика и первым управляющим входом управляемого целителя, выход второго элемента с ежпадения соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика и вторым управляющим входом управляемого делителя, вход управляемого делителя соединен с выходом формирователя временной отметки опорного сигнала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 448596, кл. Н 03 К 13/2О, 1974.

а

-8

тС

/+ .r). H%))

±

Ж

п-ц 4 «

Т 4

iiiiii иц 1 i

11

1

I

Фиг 2

n-f n-f ф Ф

1Ш1ШШШ1ШШШШШДШ|Д

t

f/

ги11тдллллжиг1-ДУ,

ttffc

Фиаз

d% -с Aquatic

0

-Д Умаяс : л г