Квазикогерентный демодулятор сигналов манипуляции с минимальным сдвигом

 

Изобретение относится к технике связи. Цель изобретения - расширение диапазона перестройки несущих частот. Демодулятор содержит перемножители 1÷8, сумматоры 9÷16, фазовращатели 17÷19 на 90°, дифференцирующие устройства 20 и 21, квадраторы 22 и 23, полосовые фильтры 24 и 25, делители 26 и 27 частоты, интеграторы 28 и 29, компараторы 30 и 31, блоки задержки 32 и 33, ключи 34 и 35, генератор 36 тактовых импульсов и гетеродин 37. Цель достигается за счет использования разомкнутого опорного тракта. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

И

РЕСПУБЛИК

09 (111 (51)5 Н 04 L 27/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

5 75

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

re ИЗОИ ЕтЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

IlPH ГКНТ СССР

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 4339738/24-09 (22) 07.12.87 (46) 30 ° 04.90. Бюл, № 16 (72) В.И.Лоскутов, А.А.Аброськин и А.IO.Ñàâèíoâ (53) 621. 391 (088.8) (56) Белоусов Е,Л,, Харисов В,Н, Оптимальный прием частотно-минипулированных сигналов с минимальным сдвигом. — Радиотехника и электроника, 1984, №- 3, с. 447, рис. 4. (54) КВАЗИКОГЕРЕНТИИЙ ДЕМОДУЛЯТОР

СИГЯАЛОВ МАНИПУЛЯЦИИ С МИНИМАЛЬНЫМ

СДВИГОМ

2 (57) Изобретение относится к технике связи. Цель изобретения — расширение диапазона перестройки несущих частот. Демодулятор содержит перемножители 1-8, сумматоры 9-16, фазовращатели 17-19 на 90, дифференцирующие устройства 20 и 21, квадраторы 22 ч 23, полосовые фильтры 24 и

25, делители 26 и 27 частоты, интеграторы 28 и 29, компараторы 30 и 31, блоки задержки 32 и 33, ключи 34 и

35, r-p 36 тактовых импульсов и гетеродин 37. Цель достигается за счет использования разомкнутого опорного тракта. 2 ил.

1561214 (i — 1)T3 + y(t) ), - (1) где А — амплитуда сигнала; — меньшая из угловых часточ сигнала (частота отжатия), p — большая частота (частота нажатия); — случайный информационный параметр; — начальная фаза сигнала на i-м тактовом интервале, равная фазовому набегу на предыдущих интервалах; х4 = (,() +2

1.

ei- =О, (= fi/2Т;

Т вЂ” длительность информационных сигналов;

gt) - случайная фаза сигнала„

Изобретение относится к технике (связи и может использоваться при т о троении помехоустойчивых приемни.ков сигналов частотной манипуляции с минимальным сдвигом.

Целью изобретения является расширение диапазона перестройки несущих частот за счет использования разомк« утого опорного тракта.

На фиг. 1 приведена структурная лектрическая схема демодулятора; а фиг. 2 — временные диаграммы, r оясняющие его работу.

Демодулятор содержит первый l, торой 2, третий 3, четвертый 4, пятый 5, шестой 6, седьмой 7 и восьмой

8 перемножители, первый 9, второй

10, третий 11, четвертый 12, пятый

13, шестой 14 седьмой 15 и вомьсой

16 сумматоры, первый 17, второй 18 третий 19 фазовращатели на 90

1 ервое 20 и второе 21 дифференцируюе устройства, первый 22 и второй

3 квадраторы, первый 24 и второй

5 полосовые фильтры, первый 26 и торой 27 делители частоты, первый

1 В и второй 29 интеграторы, первый

: О и второй 31 компараторы, первый

32 и второй 33 блоки задержки, первый 34 и второй 35 ключи, генератор

36 тактовых импульсов и гетеродин 37.

Квазикогерентный демодулятор сигналов манипуляции с минимальным („"двигом (ИМС) работает следующим об разом.

Сигнал ИМС на входе демодулятора

Имеет вил: S(t) = АСОБ1ж, t + .Е1 + 2РЕ.(t

Если полную фазу несущей частоты сигнала ММС щ,(т.) = (up, + ы ) t/2 принять равной нулю, то фазовая траектория манипулированного сигнала изобразится ломаной линией (фиг, 2) .

Ее особенностью является то, что на границах тактовых интервалов она принимает значения, кратные 7/2, Алгоритм квазикогерентной демодуляции сигнала (1) имеет вид при .четном i

20 при нечетном i

;т з1яп () g(t)cos((d t + g+(t)j созв» ((1)Т хtdt)$ sign($ g(t) sing(i) t + g+(t))х

0- )т „, 8",.= 1

«sin р tdt ) )(e)i 0 (2б) 25 где () = S(t)+n(t) — смесь полезного сигнала и шума на входе демодулятора;

qa(t) оценка случайной фазы сигнала.

Преобразуя тригонометрические функции суммы двух аргументов fM t +

+ g"(t)3(2а) и (2б) запишем в виде:

40 для четных

jT sign 1 ) g(t) sin() tcos Q(t)sin p t + ((-Цт

+ g(t) cos ), tsin g+(t) sin р t) dt ))(45 1 (1 (2т

sign (1 (с)со$ со tens t)st(t)cos p t ()-о)Т

g(t) sin "() tsfn g+(t) c(jspt)

Ю

8< = 1

В -00 (За)

i для нечетных

1т

sig„(j (С)соооо,ссов р" (t)cos S t (<-ter — (е)зЫи)„сз п (с)с::р tj dt)>

sign () y(t)sin(toо t + c(s(tjj sin(s °

15 0-И r б+ >т

» tdt j sigil f ) () cos I ы t + t1)+(t))»

" )М= 1

Ъ « (2а) 15612

)8 =

6»= 0 (36) или

55 (1Й1 т хвввпг11 (y(t) sin tss tcostts(t) sin p t +

О-11т

+ g(t) cos 0 tsin Lf"(t) sin/3 t) dt s >z

Как видно из (2a) и (26), здесь функция переноса сигнала ИИС на видеочастоту и функция оценки величин (t), 8t разделены, Гетеродин 37 не связан цепью ФАПЧ с элементами демодулятора и его частота может отличаться от несущей частотъг сигнала м на величину д(). В этом случае

Аазовый набег между этими частотами будет составлять величину p(t)

=g(dt {штриховая линия на фиг, 2а), 20

Видеочастотные сигналы на выходах перемножителей 3 и 6 имеют вид фиг, 2 б, в соответственно. Согласно (2а) и (26) для модуляции ММС сигнала необходимы опорные сигналы 25 сояi »(й) sinBt, sin t)cos8t, sin+(t) sin8t и соз t)cosBt, по— даваемые на вторые входы перемножитеней 4, 5, 7, 8, Эти сигналы формируются разомкнутым опорным трактом, выходами которого являются выходы сумматоров 11-14, Рассмотрим работу опорного тракта. Исходными процессами для выделения случайной фазы 4»(t) и частоты девиации л сигнала 1%С являются

его видеочастотные квадратурные составляющие на выходах перемножителей

3 и 6 (фиг. 26, в):

40 аз(е) = зЫ а„. р t +, + y(t)g; ас(t) = cos $g, Bt + >,+ 9 (t)), (46), где для сокращения записи ф-, =

2(7; ft - (i — 1)Т1 — 1 =+ 1 °

Игновенная частота этих процессов в зависимости от инАормационного параметра () г,. принимает значения

8 + — — (() = р+,1(,)

dt

8 — — — ti (t) = р - ды

dt

Для получения непрерывных оценок ,этих частот необходимо их разделение на дна канала. Поскольку частота re14 6 теродина 37 находится между частотами нажатия и отжатия ИМС сигнала, то при передаче информационной единицы (g, = 1) сигналы (2а) и (26) имеют вид соответственно -sin(p t +

+ Х; + Cg(t)) и соз (Bt + + Х; + 9(t), - т.е. выходной сигнал перемножителя

3 опережает на 90 по фазе сигнал перег ножителя 6, Наоборот, при передаче нуля (9; = О, o(; = -1) эти сигналы имеют вид -sin (-Bt +, . +

+ (()) = -:sin(8t — ; — (()) и

cos(Bt + ; + ag(t)) = cos(Bt (()) т е первый сигнал отстает от второго на 90 . Таким образом, разделение частот (d .+ аы и (), — Дш возможно фазовым методом, что реализуется сумматорами 9 и 10 и диАференцирующими устройствами 20 и 21. Известно, что операция дчфАеренггир ования обеспечивает фаз оный, О сдвиг гармонического сигнала на +90

Использование же в этих целях обычных

Аазовращателей привело бы к недопустимой межсимвольной интерференции из-за возникающей в них временной задержки, так как сигналы 1ЖС имеют низкий индекс модуляции (пг = 0,5)и требуемая задержка равна длительности Т информационного символа. На выходе сумматора 9 появляются отрезки сигнала в моменты передачи информационной единицы (фиг. 2г), так как при этом сигналы íà его входах синфазны. В моменты передачи нуля выходной сигнал равен нулю, так как дополнительный фазовый сдвиг на 90 в диАференцирующем устройстве обеспечивает противоАазность входных сигналов. Аналогичным образом на выходе сумматора 10 имеются отрезки сигнала н моменты передачи нуля (фиг.2д).

Как видно из (2а, б), разделяемые сигналы имеют также Аазовую манипуляцию P .= 0; Тгг . Она устраняется возведением сигналон н квадрат (квадраторы 22 и 23) с последующим вьгцелением их первых гармоник (полосовые фильтры 24 и 25) и делением частоты на два (делители частоты 26 и 27) .

Сигналы после возведения в квадрат и фильтрации показаны на фиг. 2е, ж соответственно. Опорные сигналы не требуют раздельной оценки величин 8 и g(t), так как получаются путем линейного комбинирования выходных .сигналов делителей частоты: соз())"з1п р t = 0,5sin(р t + q»(t)) +

1561214

+ 0,5в1п(рс + +(t));

cos8t = 0,5sin(8t ++ g»(t))

0,5sin(8t — g«(t) );

sing вж8 = 0,5cos(8t у»(t)) 0>5 сов(8с + g(t));,, cosy>» cos 8t = О, 5cos (8t — — V< (t) ) ,. + 0,5 cos(Bt + EP»(t)) ° !

Э ти сигналы фор мир уютс я н аб ор ом фазовращателей 18 и 19, сумматоров

) 1-14 и подаются на вторые входы перемножителей 4, 5, 7, 8, На выходах

i óììaòoðoâ 15 .и 16 при этом образуют4

Ся видеочастотные квадратурные сигна.1ты (фиг. 2з, и), в которых учтена фазовая ошибка автономного гетеродина

I37. Ч (t) =а!к. . Pa выходах интеграторов 28 и 29 четные и нечетные моменты времени роизводится снятие отсчетов, подаваемых на компараторы 30 и 31. Задержкой четных отсчетов и. их перемножением с нечетными формируются четные элементы принятого сигнала (фиг. 2к, л, м), На фиг. 2н, о продублированы отсчеты фиг. 2к, л. С их помощью показано, как задержкой нечетных отсчетов и их перемножением с четными формируются нечетные элементы приня- 35 того сигнала. Генератор 36 тактовых импульсов управляет работой выходных ключей 34 и 35 путем подачи на них соответствующих (четной и нечетной)

40 тактовых последовательностей. формула изобретения

Квазиксгерентный демодулятор сиг45 налов манипуляции с минимальным сдвигом, содержащий последовательно соединенные первый интегратор, первый компаратор, первый блок задержки, первый перемножитель и первый ключ, выход которого является первым выхо50 дом демодулятора, последовательно соединенные второй интегратор, второй компаратор, второй блок задержки, второй перемножитель и второй ключ, выход которого является вторым вы- 55 ходом демодулятора, последовательно соединенные гетеродин и первый фазовращатель на 90, третий — восьмой перемножители, второй фазовращатель на 90, первый — шестой сумматоры и генератор тактовых импульсов, первый и второй выходы которого подключены к вторым входам соответственно первого и второго ключей, первые входы третьего и шестого перемножителей являются входом демодулятора, выход первого фазовращателя на 90 соединен с вторым входом третьего перемножителя, выход которого подключен к первым входам четвертого и пятого перемножителей, выход гетеродина соединен с вторым входом шестого перемножителя, выход которого подключен к первым входам седьмого и восьмого перемнсжителей, а выходы первого и второго компараторов соеди,нены с вторыми входами соответственно второго и первого перемножителей, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона перестройки несущих частот за счет использования разомкнутого опорного тракта, введены первое и второе дифференцирующие устройства, седьмой и восьмой сумматоры, третий фазовращатель на 90, последовательно соедио ненные первый квадратор„первый полосовой фильтр и первый делитель частоты и последовательно соединенные второй квадратор, второй полосовой фильтр и второй делитель частоты, ВЫХОД KOTOP OFO ПОДКЛЮЧЕН К ВХОДУ третьего фазовращателя на 90 и к первым входам пятого и шестого сумматоров, выход третьего фазовращателя на 90 соединен с первыми входами третьего и четвертого сумматоров, выход первого делителя частоты подключен к входу второго фазовращателя на 90 и вторым входам третьего и четвертого сумматоров, выход второго фазовращателя на 90 соединен с вторыми входами пятого и шестого сумма— торов, выход третьего перемножителя подключен к первому входу первого сумматора и входу второго дифференцирующего устройства, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, эыход шестого перемножителя- подключен к второму входу второ—

ro сумматора и входу первого дифференцирующего устройства., выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, выходы первого и второго сумматоров подключены к входам соответственно первого и второго ях/г

У/7 о

-Х/Р

Составитель И.Котиков техред М.дидык

Корректор С,Черни

Редактор Т.Лазоренко

Заказ 984 Тираж 525 Подписное

РФИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

9 156121 квадраторов, выходы пятого и седьмого перемножителей соединены соответственно с первым и вторым входами седьмого сумматора, выход которого подключен к входу первого интеграто5 ра, выходы четвертого и восьмого перемножителей соединены соответствен1

4 1О но с первым и вторым входами восьмого сумматора, выход которого подключен к входу второго интегратора, а выходы третьего — шестого сумматоров соединены вторыми входами соответственно четвертого, пятого, восьмого и седьмого перемножителей.