Устройство для демодуляции частотно- модулированных сигналов Советский патент 1980 года по МПК H04L27/14 

1

Изобретение относится к технике . передачи дискретной информации и может быть использовано при построении устройств преобразования сигналов .5

Известно устройство для демодуляции частотно-модулированных (4М) сиг- . налов при низком отношении несущей . частоты к частоте модуляции, содер- Ю жащее последовательно соединенные полосовой фильтр, усилитель-ограничитель, блок выделения фронта сигнала, первый счетчик, первый блок выделения огибающей, блок управления и уп- j равляемый генератор, выход которого подключен к первому входу генератора сигналов, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом делителя частоты и первым вхо- 20 дом блока совпадения, к второму входу которого подключен выход первого счетчика, второй вход которого соединен с вторым входом управляемого генератора, входом делителя частоты, 25 выходом высокочастотного генератора и первым входом второго счетчика, выходы которого подключены соответственно к третьему входу первого счетчика и к первому входу блока устра- ЗО

2

нения дроблений, выход которого подключен к второму входу блока выделения фронта сигнала, выход которого соединен с вторыми входами второго счетчика и блока устранения дроблений, а выход блока совпадения подключён к второму входу блока управления .

Однако известное устройство имеет низкую помехоустойчивость.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости .

Указанная цель достигается тем, что в устройство для демодуляции частотно-модулированных сигналов при низком отношении несущей частоты к частоте модуляции, содержащее последовательно соединенные полосовой фильтр, усилитель-ограничитель, блок выделения фронта сигнала, первый счетчик, первый блок выделения огибающей, блок управления и управляемый генератор, выход которого подключен к первому входу генератора сигналов, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходо делителя частоты и первым входом блока совпадения, к второму входу которого подключен выход первого счетчика. второй вход которого соединен с вторым входом управляемого генератора, входом делителя частоты, выходом высокочастотного генератора и первым входом второго счетчика, выходы которого подключены соответственно к третьему входу первого счетчика и к первому входу блока устранения дроблений, выход которого подключен к второму входу блока выделения фронта сигнала, выход которого соединен с вторыми входами второго счетчика и блока устранения дроблений, а выход блока совпадения подключен к второму входу блока управления, введены тре тий счетчик, элементы И, два триггер элементы ИЛИ и второй блок выделения огибающей, выходы которого подключены к первым входам соответствующих , элементов И, вторые входы и выходы которых соединены соответственно с первым выходом третьего счетчика и первыми входами элементов ИЛИ, к вторым входам которых подключены вто рой и третий выходы третьего счетчика, при этом выходы элементов ИЛИ соединены с входами первого триггера, выходы которого подключены к пер вым входам соответствующих элементов И, вторые,входы которых соединены с дополнительным выходом управляемо го генератора и первым входом третье го счетчика, второй вход которого соединен с выходом блока выделения фронта сигнала и первым входом втор го блока выделения огибающей, к вто рому входу которого подключен допол нительный выход первого счетчика, а выходы соответствующих элементов соединены с входами второго триггера. На чертеже представлена структур ная электрическая схема устройства. Устройство для демодуляции ЧМ си налов содержит полосовой фильтр 1, усилитель-органичитель 2, блок 3 вы деления фронта сигнала, блок 4 устр нения дроблений, первый счетчик 5, второй счетчик 6, высокочастотный генератор 7, первый блок 8 выделени огибающей, управляемый генератор 9, генератор 10 сигналов, делитель 11 частоты, блок 12 совпадения, бло 13 управления, третий счетчик 14, элемент ИЛИ 15, первый триггер 16, элемент ИЛИ 17, второй блок 18 выделения огибающей, элементы И 19-22 второй триггер 23. Устройство работает следующим об зом. ЧМ сигнал, принимаемый из канала сЬязи, ограничивается по спектру по совым фильтром 1 и по амплитуде ус лителем-ограничителем 2 поступает на вход блока 3 выделения фронта си ,нала, вырабатывающего короткие импульсы-стробы (нулевые пересечения моменты появления которых совпадаю моментами перехода ЧМ сигнала че- . ез нулевой уровень. При выделении улевого пересечения блок 4 устранеия дроблений вкл.очает блокировку риема нулевых пересечений на врея S , Одновременно нулевые пересечения с выхода блока 3 выделения фрона сигнала поступают на первый счетик 5 и второй счетчик 6, на BTOPQ I и первый входы которых соответственно поступают импульсы f от высокочастотного генератора 1, Когда второй счетчик б установится в состояние, соответствующее концу блокировки Э , на его втором выходе формируется сигнал, по которому блок 4 устранения дроблений снимает блокировку с блока 3 выделения Фронта сигнала. В моменты времени, соответствующие нулевым пересечениям ЧМ сигнала, результат измерения текущего полуперирда со второго счетчика 6 переносится в первый счетчик 5, который самостоятельно прибавляет к этому значению результат измерения следующего полупериода ЧМ сигнала. В итоге результат, накапливающийся в первом счетчике 5 в каждый момент появления нулевого пересечения, отображает длительность текущего периода ЧМ сигнала числом импульсов высокочастотного генератора 7. Для выделения огибающей по длительности периода ЧМ сигнала сигнал с выхода первого счетчика 5 поступает на блок 8 выделения огибающей. Управляемый генератор 9 формирует синхронизирующие импульсы, которыми осуществляется запуск генератора 10 сигналов с учетом начального сдвига точки отсчета, равного отношению частоты fgi высокочастотного генератора 7 к характеристической частоте f , соответствующей символу 1. На второй вход генератора 10 сигналов поступают импульсы с делителя 11 частоты, осуществляющего деление частоты fg высокочастотного генератора 7 на коэффициент, равный отношению характеристической частоты f-( к удвоенной девиации частоты 24f (2if о f 1 Д fo и f 1 - характеристические частоты соответственно для символов О и 1), Выход генератора 10 сигналов подключен к первому входу блока 12 совпадения, второй вход которого соединен с выходом первого счетчика 5. Блок 12 совпадения осуществляет непрерывное во времени сравнение длительности периода ЧМ сигнала с текущим значением числа в генераторе 10 сигналов. Выход блока 12 совпадения связан со вторым входом блока 13 управления, первый вход которого подключен к выходу блока 8 вьаделения огибающей.

Если за время длительности периоfla ЧМ сигнала блоком 12 совпадения зафиксировано равенство значений чисел, поступающих с первого счетчика 5 и генератора 10 сигналов, то блок 13 управления при наличии с блока 8 выделения огибающей сигнала значаhiero момента, соответствующего переключению от характеристической частоты f к частоте f , уменьшает частоту импульсов управляемого генератора 9, обеспечивая подстройку синхронизирующего импульса под идеальные значащие моменты.

Если за время длительности периода ЧМ сигнала блоком 12 совпадения не зафиксировано равенство значений чисел, поступающих с первого счетчика 5 генератора 10 сигналов, то блок 13 управления при наличии с блока 8 выделения огибающей сигнала значащего момента, соответствующего переключению от характеристической частоты f к частоте fд, увеличивает частоту импульсов управляемого генератора 9. Таким образом осуществляется уменьшение величины фазового рассогласования между идеальными значащими позициями и синхронизирующими импульсами.

Восстановление огибающей ЧМ сигнала осуществляется следующим образом.

Третий счетчик. 14 осуществляет непрерывный во времени подсчет нулевых пересечений, поступающих на второй вход с блока 3 выделения фронтов сигнала между двумя соседними синхронизирующими импульсами.

Если третий счетчик насчитывает между двумя синхронизирующими импульсами число нулевых пересечений, которое принципиально принадлежит только характеристической частоте f , то сигналом с третьего выхода третьего счетчика 14 через элемент ИЛИ 15 первый триггер 16 устанавливается в состояние, соответствующее приему значащей позиции 1.

Если третий счетчик 14 насчитывает между двумя синхронизирующими импульсами число нулевых пересечений которое принципиально принадлежит только характеристической частоте f ,то сигналом со второго выхода третьего счетчика 14 через элемент ИЛИ 17 первый триггер 16 устанавливается в состояние, соответствующее приему значащей позиции О.

Если третий счетчик 14 насчитывает между двумя синхроимпульсами число нулевых пересечений, которое получено как при приеме характеристической частоты fg, так и частоты f , то сигналом с первого выхода третьего счетчика 14 на элементе И 19 и элементе И 20 производится анализ состояния второго блока 18 выделения огибающей, который устанавливает состояния О

или 1, исходя из условия, что допустимая величина фазового рассогласования каждой из характеристических частот ЧМ сигнала одинакова, а некоторая асимметрия потери части информации о сигнале при различных значащих позициях, низком отношении частоты несущей к скорости модуляции и цифровой обработке ЧМ сигнала устранена за счет сдвига границы зоны,, с которой сравнивается оцениваемый раметр ЧМ сигнала (длительность анализируемых полупериодов), в сторону ее некоторого увеличения.

Если вторым блоком 18 выделения огибающей зафиксирована значащая

15 позиция, соответствующая 1, то при формировании сигнала на первом выходе третьего счетчика 14 сигналом с выхода элемента И 20 первый триггер 16 устанавливается в состояние

0 1 Если на втором выходе второго блока 18 выделения огибающей зафиксирована значащая позиция, соответствующая О, то при формировании сиг,. нала на первом выходе третьего счетчика 14 сигналом с выхода элемента И 19 первыР триггер 16 устанавливается в О.

Состояние первого триггера 16 синхроимпульсами управляемого генератора 9 переписывается через элементы И 21 и 22 во второй триггер 23.

На выходе второго триггера 23 формируется последовательность принятых единичных элементов.

5 Учитывая то, что данное устройство для демодуляции ЧМ сигналов исключает потерю части информации о сигнале (более половины) по сравнению с и.звестным устройством, эффективность его

0 применения в части повышения помехоустойчивости будет в пределах 3 дБ.

Формула изобретения

Устройство для демодуляции частотно-модулированных сигналов при низком отношении несущей частоты к частоте модуляции, содержащее последовательно соединенные полосовой фильтр, усилитель-ограничитель, блок выделения фронта сигнала, первый счетчик, первый блок выделения огибающей, блок управления и управляемый генератор, выход которого подключен к первому входу генератора сигналов, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом делителя частоты и первьа входом блока совпадения, к второму входу которого подключен выход первого счетчика, второй вход которого соединен с вторым входом управляемого генератора, входом делителя частоты, выходом высокочастотного генератора и первым входом

второго счетчика, выходы которого подключены соответственно к третьему входу первого счетчика и к первому входу блока устранения дроблений, выход которого подключен к второму входу блока выделения фронта сигнала, выход которого соединен с вторыми входами второго счетчика и блока устранения дроблений., а выход бло ка совпадения подключен к второму входу блока управления, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, введены третий счетчик, элементы И/ два триг гера, элементы ИЛИ и второй блок выделения огибающей, выходы которого подключены к первым входам соответст вующих элементов. И, вторые входы и выходы которых соединены соответстве но с первым выходом третьего счетчика и первыми входами элементов ИЛИ, к вторым входам которых-подключены второй и третий выходы третьего счетчика, при этом выходы элементов ИЛИ соединены с входами первого триггера, выходы которого подключены к первым входам соответствующих элементов И, вторые входы которых соединены с дополнительным выходом управляемого генератора и первым входом третьего счетчика, второй вход которого coeqjiнен с выходом блока выделения фронта сигнала и первым входом второго блока выделения огибающей, к второму входу которого подключен дополнительный выход первого счетчика, а выходы соответствукяцих элементов И соединены с входами второго триггера. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 441680, кл. Н 04 L 27/24, 1972.

/9

/S

21