Цифровой демодулятор частотно-модулированных сигналов Советский патент 1982 года по МПК H04L27/14 

1

Изобретение относится к технике электрической связи и может использоваться в системах передачи дискретной информации с частотной модуляцией.

Известен цифровой демодулятор частотно-модулированных сигналов, содержащий ограничитель, генератор, первый и второй дешифраторы и блок регистрации, выход которого подключен ко входу регенератора, а также первый и второй элементы И, выходы которых соединены соответственно с первыми входами первого и второго счетчиков СПОднако известный цифровой демодулятор частотно-модулированных сигналов обладает низкой помехоустойчивостью.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости цифрового демодулятора частотно-модулированных си1 налов.

Для достижения поставленной цели в цифровой демодулятор частотномодулированных сигналов, содержащий ограничитель, генератор, первой и второй дешифраторы и блок регистрации, выход которого подключен ко входу регенераторов, а также первый и второй элементы И, выходы которых соединены с первыми входами первого и второго счетчиков, введены третий и четвертый дешифраторы и инвертор, вход которого соединен с выходом ограничителя и первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора и с первым входом второго элемента И, ко второму входу которого подключен выход инвертора, причем выход первого счетчика соединен со входами первого и второго дешифраторов, выходы которых подключены к одним входам блока регистрации, другие входы которого соединены с выходами третьего и четвертого дешифраторов, ко входам которых подключен выход второго счет чика, второй вход которого соединен с выходом второго дешифратора, а вто рой вход первого счетчика соединен с выходом третьего дешифратора. На фиг. 1 приведена структурная электрическая блок-схема предлагаемого цифрового демодулятора частотно-модулированных сигналов; на фиг. 2 - временные диаграммы работы схемы при отсутствии помех принимаек(ого частотно-модулированного сигнала; на фиг. 3 временные диаграммы при наличии искажений принимаемого сигнала. Цифровой демодулятор частотномодулированных сигналов содержит ограничитель 1, генератор 2, инверто 3, первый и второй элементы И , 5 регенератор 6, блок 7 регистрации, первый счетный блок 8, состоящий из первого счетчика 9, первого и второго дешифраторов 10 и 11 соответственно, второй счетный блок 12, состоящий из второго счетчика 13, третьего и четвертого дешифраторов 14 и 15 соответственно. Цифровой демодулятор работает следующим образом. Указанное включение элементов И i, 5 обеспечивает поочередную работу счетных блоков 8 и 12 один из которых считает опорные импульсы при положительных полупериодах частотномодулированного сигнала, другой - при отрицательных полупериода Каждый счетный блок 8 и 12 содер жит счетчик опорных импульсов и два дешифратора, фиксирующих моменты времени, когда на вход счетчика поступают и nij-й импульсы с выхо да элементов И 4 и 5- Каждый импульс, зафиксированный счетчиком, . используется для сброса другого сче чика в нуль и управления работой блока 7 регистрации, каждый niij-й импульс, свидетельствующий о приеме значащей частоты f с большим перио дом, фиксируется блоком 7 регистрации. Последовательность видеоимпульсо соответствующих принятой кодовой ко бинации, восстанавливается регенера тором 6. В предлагаемом цифровом де модуляторе повышение помехоустойчивости достигается тем, что сброс счетчиков 9 и 13 осуществляется не по каждому переходу сигнала с выхода ограничителя 1 через нуль, а по 92 4 игналам с выхода счетных блоков, ыполняющих роль дискретного интегирующего устройства, способь)ого справить часть искажений частотноодулированного сигнала.Диаграммы (фиг. 2 и 3) характериуют работу предлагаемого-цифрового емодулятбра. Пусть f. значаие частоты частотно-модулированноо сигнала, а fo частота генератоТл 1 а 2. Тогда интервалу - --.... етствует т.импульсов частоты fo, Ч л а интервалу -гг- ;г7г -тлп импульсов. . Разность между т выбирается таким образом, чтобы можно .. Ж .. ко различать полупериоды Тколебаний двух защитных частот.-. 8 качестве критерия для оценки длительности полупериода принимаемой значащей частоты выбриается число a( J . Принимаемый частотномодулированный сигнал иц,(фиг. 2) поступает на ограничитель. Положительные импульсы и., с выхода ограничителя 1 разрешают импульсам U ij генератора 2 пройти на выход Uт первого элемента И k. Когда прямоугольные импульсы U/J имеют отрицательную полярность, появляются импульсы U0 на выходе второго элемента И 5- Импульсы U-J и Ug поступают на входы первого и второго счетных блоков, которые в любой момент готовы к счету импульсов, однако работают поочередно. Для зашиты цифрового демодулятора от дроблений импульсов на выходе ограничителя 1 сильных искажениях частотно-модулированного сигнала используется перекрестный сброс первого и второго счетчиков 9 и 13. Сброс счетчика осуществляется в мо мент времени, когда другой счетчик фиксирует импульс опорной частоты. Сброс счетчиков осуществляется импульсами , снимаемыми с выходов второго и третьего дешифраи Т. Для уверенного сброса торов 11 счетчиков необходимо выполнить условие . Выбор rriQ и m , первого и второго счетных блоков определяет Помехоустойчивость цифрового демодулятора. При положительных импульсах на вход первого счетчика 9 поступают импульсы и.,. Когда первый счетчик досчитает до m, второй деши(Ьрато|3 11 вырабатывает сигнал U, сбрасывающий второй счетчик 13 в нуль. Пр должая работать, первый счетчик 9 может зафиксировать т,-й опорный импульс, при котором первый дешифра тор 10 вырабатывает сигнал Ue, свидетельствующий о приеме посылки с частотой fxj . При появлении импульса и отрицательной полярности второй счетчик 13 начинает работать, а первый счетчик 9 останавливаться, так как исчезают импульсы U-, и сче чик 9 хранит записанное ранее число до появления сигнала U., с выхода третьего дешифратора 14. Сигнал .U появляется в момент времени, когда второй счетчик 13 зафиксирует ITIQ импульсов генератора 2. Досчитав до Шд-го импульса, второй счетчик 13 сигналом и сбрасывает первый счетчик 9 в нуль и этим же сигналом .переписывает сигнал Uj характеризующий состояние блока 7 регист рации, в регенератор 6. Сигнал U с выхода регенератора 6 поступает н выход цифрового демодулятора. Второ счетчик продолжает счет импульсов ,до тех пор, пока полярность импульсов сигнала U/j не станет положитель ной. Далее работа повторяется. Если к моменту изменения полярности сигнала и счетчик не успевает досчитать до т, то в .блок 7 регистрации сигнал не записывается. Проанализируем с помощью временных диаграмм, приведенных на фиг. 3 работу демодулятора при наличии силь ных искажений принимаемого сигнала. Анализ начнем с момента времени, когда второй счетчик 13 фиксирует импульс, приводящий к формированию сигнала сброса U , и продолжает счет тдН-1, , до момента появления дробления импульса и. В этот момент второй счет чик 13 прекращает, а первый счетчик/ 9 начинает работу, записывая txifQ мпульсов. Если irx,, то в момент окончания дробления первый счетчик 9 останавливается, сохраняя записанное число, а второй счетчик 13 продолжает счет , , ..., досчитав до . В момент изменения, полярности сигнала U второй счетчик 13 останавливается, а первый-счетчик 9 хранящий число продолfp+l, 2,... , mg. жаеТсчет сбрасывает сигналом и второй счет6чик 13 и продолжает счипать до момента появления дробления длительностью otj . Во время этого дробления считает второй счетчик 13, а затем снова первый счетчик 9 до окончания импульса и положительной по- . лярности. Дальнейшая работа видна из временных диаграмм. Если ни один из счетчиков не досчитает до т, то блок 7 регистрации регистрирует наличие посылки со значащей частотой fQ, если в счетчике зафиксировано mл или более импульсов генератора 2, то принимается решение о том, что передается со значащей частотой f. Из анализа временных диаграмм видно, что наличие перекрестных сбросов счетчиков исключает накопление погрешностей, возникающих в процессе демодуляции. Таким образом, использование двух поочередно работающих счетных блоков 8 и 12 с перекрестным сбросом счетчиков и принятиемрешения дважды за период значащей частоты выгодно отличает предлагаемый цифровой-демодулятор частотно-модулированных сигналов от известного, так как обеспечивается повышение помехоустойчивости за счет исправления части искажений сигнала, и при той же погрешности определения значащего момента восстановления можно обеспечить вдвое большую скорость модуляции. Формула изобретения Цифровой демодулятор частотномодулированных сигналов, содержащий ограничитель, генератор, первый и второй дешифраторы и блок регистрации, выход которого подключен ко входу регенератора, а также первый и второй элементы И, выходы которых соединены соответственно с первыми входами первого и второго счетчиков, тличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены третий и четвертый ешифраторы.и инвертор, вход которого соединен с выходом ограничителя первым входом первого элемента И, торой вход которого соединен с выхоом генератора и с первым входом торого элемента И, ко второму вхоу которого подключен выход инвертоа, причем выход первого сметчика соединен со входами первого и второго дешифраторов, выходы которых подключены к одним входам блока регистрации, другие входы которого соединены с выходами третьего и четвертого дешифраторов, ко входам которых подключен выход второго счетчика, второй вход которого соединен с выходом

второго дешифратора, а второй вход первого счетчика соединен с выходом третьего дешифратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 363198, кл. ft 03 L 11/00, 1971 (прототип).

1lll-HI-..|lll|..Jklllll|.4l|...|ll-1 7

-III- If- II

1И...ц|.:.д...{||...1|...Щ|...|||...ц|....1|{||... ij...|iL- iir

Ill-llhil

.2

Фиг.Ъ