Многофазный импульсный синхронно-фазовый демодулятор Советский патент 1982 года по МПК H03D3/00 

ла и сигнальным входом первого ИФД, фильтр нижних частот, включенный межд выходом сумматора и входом управляемого генератора, последовательно соедине ные усилитель-ограничитель, дифференциру юшая цепь, ограничитель по минимуму, кип реле и первый элемент И, а также формиро ватель несимметричного пилообразного на пряжения, включенный между выходом дел тель, дифференцирующая цепь,ограничи тель по минимуму, кшш-реле и первый элемент И, а также формирователь несимметричного пилообразного напряжения, включегшый между выходом делителя частоты и сигнальным входом вто- рого ИФД, и второй элемент И, при этом вход усилителя-ограничителя соединен с источником входного сигнала, выход первого элемента И подключен к опорным входам ИФД, входы второго элемента И соединены соответственно с выходом триггера и вторым выходом генератора, а выход второго элемента И подключен к другому входу первого элемента И. На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - эпюры, поясняющие принцип его работы. Многофазный импульсный синхро&но- фазовый демодулятор содержигг линию 1 задержки, первый ИФД 2, первый элемент 3 памяти, сумматор 4, фильтр 5 нижних частот, управляемый генера тор 6, форм)фователь 7 несимметричного пилообразного напряжения, второй ИФД 8, второй элемент 9 памяти, первый и второй пороговые элементы 10 и 11, триггер 12, делитель 13 частоты, усилитель-ограничитель 14, дифференцирующую цепь 15, ограничитель 16 по минимуму, кипп-реле 17 первый элемент И 18, второй элемент И 19. Многофазный импульсный синхронно фазный демодулятор работает следующим обрсаом. Сигнал промежуточной частоты с шу мом (эпюра 2 а) поступает через линию задержки 1 на j на аналоговый вхо первого импульсно-фазового детектора 2 и на входы двух пороговых элементов Ю и 11. Сигнал рассогласования, образующийся на выходе Первого импульснофазового детектора 2, поступает через элемент 3 памяти,сумматор 4 и фильтр 5 нижних частот на вход угфавляемого геКератора 6, подстраиваемого в соответствии с изменяющейся частотой (фаьзой) на входе демодулятора. Сигнал улравляемого генератора 6 через первый и второй элементы И 18 и 19 постунает иа импульсный вход первого им- пульсно-фазового детектора 2. При этом второй элемент И 19 этот сигнал пррпускает на вход первого элемента И 18 только в том случае, если входной сигнал имеет относительно сигнала управляемого генератора 6 смешение, не превьоиающее границы линейного участка фазовой характеристики, задаваемое пороговыми элементами 10 и 11. Пороги срабатывания в этих каскадах смещены так, что передний фронт в одном из них формщзу- ется при достижении мгновенной амплитудой входного сигнала величины U , а в другом -величины г (эпюры 2а, б, в). В триггере 12 (эпюра 2г), подклю4eiffloM своими разделенными входами к выходам пороговых элементов 10 к 11 формируется импульс, начало которого соответствует превышению входным сигналом величины и , а конец - величины Ufj . Если выходной сигнал тригге- ра 12 совпадает по времени с импульсами управляемого генератора 6, они пропускаются на Вход первого элемента И 18. При воздействии шумов, а также гц)И выключении сигнала мгновенная амплитуда входного сигнала может изменяться от и до UQ. достаточно длительное время, превышающее величину 0,7 f , соответствующую минимальной частоте входного сигнала 1фи отсутствии щума. Для вьфезания искаженных частей входного сигнала, в которых время пребывания мгновенной; амплитуды между порогами и и U( превьплает f- . Незадержанный сигнал с входа демодулятора формируется в усилителе-ограничителе 14 в 1фямоугсяьную форму (этора 26), после чего этот сигнал дифференцируется в дифференцирующей цепи 15 к положительные фронты этого сигна ла (эпюра 2е) после ограничителя 16 по минимуму (эпюра 2ж) поступает на запуск килп-реле 17, формирующего импульс с длительностью %f всякий раз, когда выходной сигнал дифференцирующей цепи 15, хфевьшает порог усилителяограничителя 16 (эпюра 2 ). При выполнении соотношения, to. , при достаточной Ш1фокопалосности каскадов (10, 11, 14 , импульс кипп-реле 17 соответствует рабочей зоне (линейному участку) характеристики фазового детектора и осуществляет дополнительную временную селекцию фазовых соотношений между входным сигналом и управляемым генератором 6. Частота повторения (импульсного)генератора 6 (эпюра 2 и) 8 выбирается выше в у; раз промежуточной частоты пц На вход импульс но-фааового детектора 2 может пройти лишь один импульс генератора 6. за один период промежуточной частотьи Выходные импульсы первого элемента И 18 показаны на эпюре 2 к. При воздействии шума и модуляции (манипуляции) воз- можны быстрые изменения фазовых соотношений, не отрабатываемые кольцомфазовой АПЧ, что однако не вызывают срыва слежения, а щэиводят лишь к син;фонизаиии управляемого генератора 6 на другом (любом К-ом) значении его фазы. Чем больше К, тем ме-ньше UUs -i)fl (J 1 для цополнительного расширения рабочей зоны фаах)вого детектора при сохранении линейности рабочей характеристики в пределах + 180. Импульсный сигнал управляемого генератора 6, снимаемый с второго парафазного выхода генератора 6 (эпюра 2л) делится по частоте в делителе 13 в К раз и после формирователя 7 несимметричного пилообразного напряжения (эпюра 2м) п ступает на аналоговый вход второго импульс но-фазового детектора 8, в котором он стробируется выходными импульсами первого элемента И 18 (эпюра 2к). Выходное напряжение второго элемента памяти 9 суммируется в сумматоре 4 с напряжением на выходе элемента памяти 3. Выходное напряжение сумматора 4 показано на эпюре 2н. Делитель 13 частоты имеет коэффициент деления К к, если К - нечетное число, то при |. -ом номере фазы выходное напряжение второго импульснофазового детектора 8 будет иметь нулевую величину, при номере фазы п . - это напряжение будет отрицательным, а прк п , оно будет иметь положительную величину, причем тем большую, чем больше отличие п от -Ц- (эпюра 2). Таким образом при синхронизации на любом из К значений фазы управляемого генератора 6 в зависимости от мгновенного фазового рассогласования на выходе сумматора 4 возникает напряжение, пропорциональное величине фазового рассогласования в пределах + 180°, причем всякий раз, когда фазовые соотношения между входным сигналом и управляемым импульсным генера- тсром приводит к необходимому изменению номера фазы этого генератора, происходит одновременное суммирование

9248216

положительного или отрицательного нагфяжения на входе управляемого генера6 (эпюра 2а, к, м, и, н). тора Таким образом, использование линейной части характеристики импульснофазового детектора 2 при различных фазовых соотношениях за счет безынерционного переключения фазы ущзавляе- мого генератора 6, имеющей К значений, позволяет расширить рабочую область до ± 180°. В импульсно-фазовом детекторе 2 осушествляется исключение шумовых воздействий щт модуляции- так, что фазовые смещения относительно середины устойчивой области невелики, вследствие чего прием модулированных сообщений осуществляется с повышенной помехоустойч ивостью. Формула изобретения Многофазный импульсный синхроннофазовый демодулятор, содержащий источник входного сигнала, последовательно соединенные первый импульсно-фазовый детектор (ИФД), первый элемент памяти и сумматор, последовательно соединенные управляемый импульсный генератор и делитель частоты, а также последовательно соединенные втфой ИФД и второй элемент памяти, выход которого соединен с другим входом сумматора, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены два пороговых элемента, входы которых соединены с входом первого ИФД, триггер, входы которого подключены к выходам пороговых элементов, линия задержки, включенная между источником входного сигнала и сигнальным входом первого ИФД, фильтр нижних частот, включенный между выходом сумматора и входом управляемого генератора, iпоследовательно соединенные усилительограничитель, дифференцирующая цепь, ограничитель по минимуму, кипп-реле и первый элемент И, а также формирователь несимметричного пилообразного напряжения, включенный между выходом делителя частоты и сигнальным входом втсфого ИФД, и второй элемеггг И, при этом вход усилителя-ограничителя соединен с источником входного сигнала, выход первого элеменгга И подключен к oncqjHbiM входам ИФД, входы второго элемента И соединены соответственно с выходом триггера и вторым выходом

генератсфа, а выход второго элемента И подключен к другому входу первого элемента И.

Источники информации, щ)ннятые во внимание при экспертизе

1.Клеппер Д., Френкл Д. Системы фазовой и частотной автоподстройки частоты. М., Энергия, 1977.

2.Патент США № 3815О42,

кл. 331-11, опубпик. 1974 (прототип).

П

n

ru

1

JL

I II I I I i I 1 I I I I I I I M

I

I