Способ тактовой синхронизации приемника двоичного частотно- модулированного сигнала и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к технике передачи данных. Цель изобретения - повышение точности тактовой синхро1 Изобретение относится к .технике передачи данных в частности к способам и устройствам автоподстройки фазы тактового колебания в приемниках синхронных частотно-модулированных (ЧМ) сигналов. Целью изобретения является повышение точности тактовой -синхрониза- - ции. На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства тактовой синхронизации, поясняющая техническую сущность способа тактовой синхронизации приемника двоичного частотно-модулированного сигнала; . 1на фиг. 2 временные диаграммы сигналов. низации. Устр-во, реализующее данный способ тактовой синхронизации приемника двоичного частотно-модулированного сигнала, содержит преобразователь 1 частотно-модулированного сигнала , демодулятор 2, формирователь 3 тактового сигнала, эл-ты И 4 и 5, инверторы 6 и 7, сумматоры 8 и 9 по модулю два, регистр 10 сдвига, триггеры 11, 12 и 13, счетчик 14 импульсов и переключатель 15. Цель достигается за счет уменьшения погрешности тактовой синхронизации. Это обеспечивает работу.устр-ва по каналу связи с шумами с меньшей вероятностью ошибок. При увеличении степени фазовых искажений частотно-модулированного сигнала в канале связи выигрьпп в помехоустойчивости увеличивается. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. ш (Л Устройство тактовой синхронизации содержит входной преобразователь 1 ЧМ-сигнала, демодулятор 2, формирователь 3 тактового сигнала (ТС), первый и второй элементы И 4 и 5, первьй и второй инверторы 6 и 7, сумматор 8 по модулю два, дополнительный сумматор 9 по модулю два, регистр сдвига 10, первьй, второй и третьей триггеры 11, 12 и 13, счетчик импульсов 14 и переключатель 15. Устройство тактовой синхронизации работает следующим образом. Принятый ЧМ-сигнал (фиг. 2 г) поступает на входной преобразователь 1, который формирует короткие импульсы нуль-переходов, временное положе00 Сд Ч t Ч

Взамен ранее изданного

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„136) 72? А 1 (50 4 Н 04 L 7 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 2951238/09 (22) 03.07.80

:(46) 23.02.89. Бюл. Ф 7 ,(72) Г.А. Гении (53) 621.394.662(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР и 481140» кл. Н 04 L 27/00 ° 1973 °

Швыдкий В.В. Цифровая демодуляция

ЧМ-сигнала на низкой несущей частоте, Техника средств связи, серия

Техника проводной связи. Вьп . 2, 1979, с. 83-9 1. (54) СПОСОБ ТАКТОВОЙ С1П1ХРОНИЗАЦИИ

ПРИЕМНИКА ДВОИЧНОГО ЧАСТОТНО-МОДУ-.

ЛИРОВАННОГО СИГНАЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к технике передачи данных.. Цель изобретенияповьппение точности тактовой синхро1

Изобретение относится к,технике передачи данных в частности к спосоФ бам и устройствам автоподстройки фазы тактового колебания в приемниках, синхронных частотно-модулированных (ЧМ) сигналов.

Целью изобретения является повышение точности тактовой синхрониза-ции.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства тактовой синхрбнизации, поясняющая техническую сущность способа тактовой синхронизации приемника двоичного частотно-модулированного сигнала;, на фиг. 2 — временные диаграммы сигналов ° низации. Устр-во, реализующее данныи способ тактовой синхронизации приемника двоичного частотно-модулированного сигнала, содержит преобразователь 1 частотно-модулированного сигнала, демодулятор 2, формирователь 3 тактового сигнала, эл-ты И 4 и 5, инверторы 6 и 7, сумматоры 8 и 9 по модулю два, регистр 1О сдвига, триггеры 11, 12 и 13, счетчик 14 импульсов и переключатель 15. Цель достигается эа счет уменьшения погрешности тактовой синхронизации. Это обеспечивает работу устр-ва по каналу связи с шумами с меньшей вероятностью ошибок. При увеличении степени фазовых искажений частотно-модулированного сигнала в канале связи выигрьпп в помехоустойчивости увеличивается.

2 с.п. ф-лы, 2 ил.

Устройство тактовой синхронизации содержит входной преобразователь 1

ЧМ-сигнала, демодулятор 2, формирователь 3 тактового сигнала (ТС), первый и второй элементы И 4 и 5, первый и второй инверторы 6 и 7, сумматор

8 по модулю два, дополнительный сумматор 9 по модулю два, регистр сдвига 10, первый, второй и третий триггеры 11, 12 и 13, счетчик импуль" сов 14 и переключатель 15.

Устройство тактовой синхронизации работает следующим образом.

Принятый ЧМ-сигнал (фиг. 2 r) поступает на входной преобразователь

1, который формирует короткие импульсы нуль-переходов, временное положе136172 ние которых соответствует моментам перехода ЧМ-сигнала через нулевой уровень. Входной преобразователь 1 может осуществлять также фильтрацию сигнала и перенос спектра принятого

ЧМ-сигнала, .а также временную привязку импульсов нуль-перехода к высокой частоте.

Формирователь, ТС 3 представляет собой, например, делитель. частоты, подключенный к источнику импульсов высокой частоты с возможностью добавления или вычитания .входных импульсов по сигналу управления, по- 15 ступающих соответственно на один из двух его управляющих входов. Формирователь ТС 3 формирует две серии коротких импульсов ТЧ 1 и ТЧ 2, синхронных с выходным сигналом делителя 2р частоты (фиг. 2 а, б).

Короткий импульс нуль-перехода в момент „ (фиг. 2 в) устанавливает триггер 13 в исходное состояние и обнуляет счетчик импульсов 14. Этот - 25 же импульс с нуль-перехода по своему заднему фронту :(спаду) через второй инвертор 7. устанавливает первый триггер 11 в нулевое состояние.

В исходном состоянии третьего триг-30 гера 13 переключатель 15 пропускает на счетный вход счетчика импульсов

14 импульсы с частотой F>. В конце такта на границе между информационными посылками импульс ТЧ 2 устанавливает третий триггер 13 в другое устойчивое состояние, в котором на вход счетчика импульсов 14 через переключатель

15 подаются импульсы с частотой Г .

В момент фиксации счетчиком импульсов 40

14 N-ro входного импульса íà его выходе формируется сигнал, устанавливающий первый триггер 11 в единичное состояние. Первый импульс нуль-перехода в начале следующего такта в момент t< вновь обнуляет счетчик импульсов 14 (при этом сигнал установки с первого триггера 11 снимается) и перебрасывает третий триггер 13.

При этом на синхровходе второго триг- 5О

rера 12 формируется перепад потенциала, по которому во второй триггер

12 из первого триггера 11 переписывается информация о том, достигло ли количество импульсов, поступивших на вход счетчика импульсов 14 за интерзал Т, + и Т, числа N.

После этого (по заднему фронту того же импульса нуль-перехода) триг7

Ч

rep 11 обнуляется. Число импульсов и, отсчитанных счетчиком импульсов

14 в момент t» равно и = ЛТ1 1 1 7 2 (1)

Частоты F, и F< должны быть пропорциональными частотам передачи f u так, чтобы выполнялось хотя бы приближенно равенство

-I = — = 2N.

F F2 (2)

f, 1

Суммарный фазовый сдвиг частоты передачи f за интервал Л Т, и частоты передачи f> за интервал А Т составляет в радианах (3)

М = 2У(ЛТ,f, + HT f )

С учетом выражений (1) и,(2) он равен

Д\

2 fiï Тп

2N N (4)

Равенству n = N, как видно из выражения (4), соответствует aq = fi

Таким образом, после момента t второй триггер 12 принимает и сохраняет до конца такта одно из своих двух состояний в зависимости от того, превьппает или не превьппает суммарный фазовый сдвиг ЧМ-сигнала за время от t< до t величину

Выходной сигнал второго триггера

12, пройдя через сумматор 8, с помощью первого инвертора 6 открываетодин из элементов И 4 (5) и закрывает другой элемент И 5 (4). В результате короткий импульс ТЧ 2, поступающий в момент t из формирователя TC 3 на входы первого и второго элементов И 4 и 5, пройдет только через один йэ них и поступит на один из двух управляющих входов формирователя ТС 3 (добавление или вычитание).

На второй вход сумматора 8 поступает из регистра сдвига 10 сигнал . двоичного нуля, если принятая демодулятором 2 очередность информационных символов в двух тактах, предшествующих моменту t, соответствует передаче .частоты f, в первом такте и частоты f во втором такте. При этом сигнал на выходе сумматора 8 совпадает с сигналом второго триггера 12. Если очередность символов противоположна, то на второй вход сумматора 8 из регистра сдвига 10 поступает двоичная единица, что приводит к инверсии на выходе сумматора 8 по отношению к сигналу второго триггера 12. Таким образом, в зави1361727 симости от порядка следования информационных символов (и, следовательно, порядка чередования частот заполнения ЧМ-сигнала) сохраняется

5 или меняется предварительно записанный во второй триггер 12 знак фазового рассогласования относительно . идеального положения тактового ко-. лебания, соответствующего л <Р = 7

X (вследствие непрерывности фазы ЧМсигнала фазовый сдвиг между его любыми двумя нуль-переходами равен 6 ) .

Дополнительный сумматор 9 дает разрешение на прохождение импульса ТЧ 2 15 через первый и второй элементы И 4 и 5 только в том случае, если в двух разрядах регистра сдвига 10 записаны неравные двоичные символы и, следовательно, в анализируемой паре 20 тактов приняты посылки разных частот.

Импульсы тактовой частоты ТЧ 2, поступающие в демодулятор 2, позволяют оптимизировать процесс демодуляции путем использования в демодуляторе 2. сведений об ожидаемых границах посылок.

Приемник двоичного ЧМ-сигнала, осуществляющий предложенный способ тактовой синхронизации, обеспечивает 30 за счет уменьшения погрешности тактовой синхронизации работу по каналу связи с шумами с меньшей вероятностью ошибок, причем при увеличении степени фазовых искажений ЧМ-сигнала в канале связи выигрыш в помехоустойчивости увеличивается.

2. Устройство тактовой синхронизации приемника двоичного частотномодулированного сигнала по п. 1, содержащее входной преобразователь

40 ЧМ-сигнала, выход которого подключен к входу демодулятора, а также формирователь тактового сигнала, счетчик импульсов и сумматор по модулю два, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что д5 введены два элемента И, два инвертора, дополнительный сумматор по модулю два, регистр сдвига, триггеры и переключатель, при этом выход переключателя подключен к счетному вхо50 ду счетчика импульсов, выход которого через последовательно соединенные первый и второй триггеры подключен к первому входу сумматора по модулю два, выход которого подключен к пер55 вому входу первого элемента И непосредственно и через первый инвертор — к первому входу второго элемента И, а выходы первого и второго элементов И подключены к соответствую1. Способ тактовой синхронизации приемника двоичного частотно-модулированного сигнала, заключающийся в формировании импульсов, соответствующих нуль-переходам ЧМ-сигнала, относительно которых определяют сигналы фазового сдвига соответствующих одной и другой частотам манипуляции, суммируют их и сравнивают с заданным порогом, формировании сигнала фазового рассогласования и коррекции фазы тактового сигнала, на каждом такте которого после формирования импульсов, соответствующих нуль-переходам ЧМсигнала, осуществляют демодуляцию

ЧМ- сигнала с последующим выделением информационных символов двоичного

ЧМ-сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности формула изобретения тактовой синхронизации, сигнал фазового сдвига, соответствующий одной частоте манипуляции, определяют путем измерения длительности временного интервала на данной частоте кратной

1 соответствующей частоте манипуляции между тактовым сигналом в ближайшим импульсом, соответствующим нульпереходу ЧМ-сигнала на предшествующем такте тактового сигнала, а сигнал фазового сдвига, соответствующий другой частоте, кратной соответствующей частоте манипуляции, определяют путем измерения длительности временного интервала на данной частоте манипуляции между тактовым сигналом и ближайшим импульсом, соответствующим нуль-переходу ЧМ-сигнала на соседнем такте тактового сигнала

7 а суммарный сигнал фазового сдвига с ра вни в ают с заданным порогом в

180, причем сигнал фазового рассогласования, сформированный по результатам сравнения с заданным порогом, инвертируют, если порядок чередования одной и другой частот манипуляции при определении сигналов фазового сдвига на указанных соседних тактах тактового сигнала не совпадает с порядком поступления информационных символов двоичного ЧМ-сигнала, выделенных на соответствующих тактах тактового сигнала при демодуляции.

13б1727 щим вх одам фо рмир о в ат ел я та к то в ого сигнала, один иэ выходов которого подключен к объединенным вторым входам первого и второго элементов И, к ,третьим объединенным входам которых подключены выходы двух разрядов регистра сдвига через дополнительный сумматор по модулю два, один иэ входов которого объединен с вторым вхо- Io дом сумматора по модулю два, к тактовому входу регистра сдвига подключен . другой выход формирователя тактового сигнала, а к информационному входу регистра сдвига подключен выход де- !5 модулятора, к тактовому входу которого подключен соответствующий выход формирователя тактового сигнала, выход входного преобразователя ЧМсигнала подключен к входу обнуления счетчика импульсов непосредственно и через второй инвертор - к синхровходу первого триггера, вход демодулятора объединен с синхровходом третьего триггера, выход которого подключен к управляющему входу переклю чателя и к синхровходу второго триг гера, причем первый и второй входы переключателя являются входами сигналов частот, кратных частотам манипуляции, вход обнуления третьего триггера соединен с соответствующим выходом формирователя тактового сигнала, сигнальный вход третьего три ггера является входом логической единицы, а сигнальный вход первого триггера является входом логического нуля.

1361727.Составитель В. Евдокимова

Техред М.Ходанич Корректор В. Романенко

Редактор О. Филипова

Заказ 751 Тираж 627 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно- дательскй комбинат Патент", г. Ужгороде ул. Гагарина,101