Устройство для приема сигналов с частотно-фазовой модуляцией

 

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК, SU 1697271 А2

yi)s H G4 27/32 госу; АРственный комитет по изОБРетенияу и откРытиям.

ПРи гкнт сс-.

ОГ1 4САН И Е К ЗОЬ РЕТЕ 8 MR

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В«Ф ЭЛФ««« .ШЮ «И а « УЮ5«йй «» IkOE%L% * «- N INaR% JR MT : :,« ..« «.—. «

«н «г v«w «-,оъзы«т«аа««« т«:««пэ .а".-.«.

r P

1 (6") Д45370

,21} 4757792/ОЯ (227709.1189 (46) 07.12,91. Бюл. "+ 45 (71) I (аучно-исследовательский инсти Тут:=адиотехнических измерений (72) Б,И,Макаренко, М,А.Иванов, С.M.Ky,., .ëнов и Г.А,Ярошенко (53) 621,394.62(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1345370, кл. Н 04 L 27/22, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА CI4l КАЛОВ С ЧАСТОТНО-ФАЗОВОЙ МОДУ. 1ЯЦИЕЙ (57) Изобретение относится к радиотехнике.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости. Для достижения поставленной цели введены и управляемых фазовращателей 14 и 15, и пере.н;ожителей 16 ь, :7 и .дополнительных интеграторов 18 и 19, дсполнитечьная линия 20 задерж:".и; решаа@ий блок 21. Су@ность изобретения состоит в повышении помехоустойчивости приема на основе конкретного вынесения решения фазовым детектором 11 и формирования нс

Основе этого решения совокупности одновременно дейс-ву ощих колебаний со всеми рг з,. ЕШЕННь МИ ЗНВ - ЕНИНЫМ . МГНОСГ - Н;Зи ЧЗстога и сдинаковым;-.ча«е :ием - - овен -Ой начальной Фазы..2.=!ачым текугцем1 значеник» мгнг венной начальной фазы, . использовании атой созо-;óпнос, t, .—: Кач ;"с- е

Опорчых колебании в мно" Охаб" ьн м КО0" реляционном приемнике для конкретного вынесения решения о текуие разрешенном значении мгновенной часто ы. 2 нл.

1697271

Изобретение относится к радиотехнике, может использоваться для широкого класса систем высокоскоростной передачи информации и является усовершенствованием устройства по авт,св. N. 1345370. 5

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости.

На фиг, 1 изображена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 — схема блока выделения несущей. 10

Устройство содержит частотный детектор (ЧД) 1, первый интегратор 2 первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП)

3, основной генератор 4 частот, основной ключ 5, дополнительный генератор 6 частот, 15 дополнительный ключ 7, линию 8 задержки, смеситель 9, блок 10 выделения несущей, фазовый детектор 11, второй интегратор 12, второй аналого-цифровой преобразователь

13, и управляемых фазовращателей 14 и 15 20 (УФВ), п перемножителей 16 и 17, и дополнительных интеграторов 18 и 19, дополнительную линию 20 задержки и решающий блок 21.

Блок 10 содержит умножитель 22 часто- 25 ты, узкополосный фильтр 23, делитель 24 частоты, перемножитель 25, фильтр 26 нижних частот (ФНЧ)„генератор 27.

Устройство работает следующим образом. 30

На вход устройства поступает ФЧМсигнал с модуляционным форматом nf-fp (где и — число разрешенн(ых значений мгновенной частоты, f — число разрешенных значений мгновенной начальной фазы), который 35 можно представить в следующем виде;

S ({») = Acos(во + в((»))» + ){»):% 4" фо), где А — амплитуда ФЧМ-сигнала;

94 и po - соответственно центральная круговая частота и постоянная составляю- 40 щая мгновенной начальной фазы ФЧМ-сигнала; в((») — закон изменения во времени мгновенной частоты несущего колебания ie (1,nj, 45

j(t) zt — закон изменения во времени мгновенной начальной фазы ФЧЦ-сигнала

)6(1, i).

Данный ФЧМ-сигнал поступает на вход

ЧД 1, на выходе которого по результатам 50 приема элемента сигнала за тактовый интервал Т времени формируется напряжение, которое является функцией отклонения значения частоты во + и (»} принятого эле- 55 мента сигнала Зл {t) от частоты подстройки

ЧД 1во;

0чд{») = -(д(во+ в({»} - ) = Бд N(t) где Зд — крутизна детекторной характеристики ЧД1, Данное напряжение U

Ц,,(д(») = С 5д (ap{t}dt, о где.С вЂ” константа, Напряжение Ои (д(») с выхода интегратора 2 поступает ча вход АЦП 3. в котором преобразуется в параллельный цифровой двоичный код

Ч-Т)=(1(- )), где ()z — представление числа в двоичной системе счисления; ({»-Т) — закон изменения во времени мгновенной частоты несущего колебания с задержкой на Т, соответствующий текуьцему (с временной задержкой на T)i(t-Т)-му разрешенному значению мгновенной частоты принимаемого сигнала S>{t), Задержанный линией 8 на время Т входной сигнал

Я (») = Acos((в + cu(t-T))t+ j(t-Т) л+ уъ), где Т -- длительность тактового интервала, поступает на первь(й вход смесителя 9, на второй вход которого поступает сигнал

Sp(i (t) = Bc0s(се{»-Т)»+ (po) с частотой в((»-Т) с одного из выходов генератора 6, который из опорного колебания So(t) = Нсоз(в t+ po) с

I частотой в и амплитудой Н, поступающего на вход генератора 6 с выхода блока 10, создает сетку одновременно действующих колебаний абдт Ю = В соз (в » + po):

Sg(g(t) = В соз (в2 t + фо};

SA(n(t) = В соз (ид» + po) с одинаковой амплитудой В и различными центральными частотами в1, в,..., в,, равными разности между разрешенными частотами (в,+ м), (во+ са},...,(во+ в,) принимаемого сигнала S<{t) и частотой в,, используемой для когерентной подстройки генератора 27 в блоке 10.

Выбор одного из данных колебаний осуществляется ключом 7 в соответствии с двоичным цифровым кодом F({»-Ò), поступающим на его управляющий вход с выхода АЦП 3.

На выходе смесителя 9 имеем сигнал

Scv(t) =- 2 А-B.Ñ03((во + й. л{»-л})» + j(t) л+ тл((- в1(»-Т)»- фо) == — А В соя(в,»+ i(t-Т) тг), 2

С выхода смесителя 9 сигнал Зсм{»} с центральной частотой в поступает на вход умножителя 22 частоты на (, где t— число разрешенных значений мгновенной

1697271 начальной фазы принимаемого сигнала (т.е, на вход блока 10), на выходе которого образуется сиГнал ВиДд Яу = Mcos(lc0pt), где M — амплитуда сигнала Яу(t), Сигнал Яу(т),проходя черезузкополос- 5 ный фильтр 23, настроенный на частоту Рво. поступает на вход делителя 24 частоты на f, на выходе которого получаем сигнал вида

Яд(т) =- Рсоз(В, ), 10 где Р а! плитуда сигнала Ял(().

Тем самы устраняется фазовая . Одуляция э сигнале . (т).

У

Сигнал Sä, t пост ;.àeT на вход пер..: множителя 25, на вто,1ой вход ко1оро а с !5 ьыхода генератора 27 по.-.тупае: сигнал :.;%.:

= HCOS(O4t+ сРо)! rPe Ь. Во И Р вЂ” СООтВЕ -.,;— венно амплитуда, круговал «астотв и постоянная составляюща л.гновенной нач-": —. ьной фазы сигнала Я®„на выходе которого -,б- 20 разуется сигнал

S, (т) == — Р.Н (соз((во - ао, — ppl+

+ соз((во+ М ) + уо)), который поступает на вход ФНЧ 26, на вы- 25 ходе которого с получаем разностную составляющую сигнала Sx (t)

О, (t) = — Р Н .(соз((во- во )t - Ро)), 1 которая подстраивает генератор 27.

Таким образом, частота опорного сиг ела генерируемого генератором 27 во - в,. С выхода генератора 27 So(t) поступает на вход генератора 6 и генератор 4, который создает иэ опорного колебания So(t), поступающего с выхода блока 10, сетку одновременно действующих колебаний

S<;(t) = Е соз((во +cu;)t+ фо) с одинаковой амплитудой Е, начальным. значением мгновенной фазы р, но с различными значениями центральных частот (В, +В1), (Во +Са),...,(Во+В,):

S„<(t) = ЕСОЗ({ Во + В1)t+ уо):

Sor2(t) =Есоз((во + cuz)t + !!t!оp); 45

Яогsa(t) = Есоз((во + m„)t + happ).

Каждое i-e колебание поступает на сигнальный вход i-го управляемого фазовращателя (одного из 14 — 15) и на 1-й сигнальный вход ключа 5 и в соответствии " двоичным цифровым кодом F!(t-Т) поступает на уг.равляющий вход ключа 5 с выхода АЦП 3.

На выходе ключа 5 имеют колебание вида 55

Яг, (t } = Ecos((во + co;(t-Tj)t + pp), где Š— амплитуда сигнала Яп (t), который поступает на второй вход фазового детектора 11, на первый вход которого подается сигнал S (т), имеющий вид

S (t) = Acos((во + cy(t-T))t + J(t-Т) к+ р,).

На выходе фазового детектора 11 имеют напряжение вида

А.E

0фл(т) = К вЂ” — соз(} (t - Т)л) где К вЂ” маситабный коэффициент. который является функцией разности значения мгновенной фазы принимаемого сигнала Я"„ Ц, задержанного на время тактового ин:: -;i. Вала Т, и который на первом входе фазового Детектора:1 приобретает вид S (t) =

= Ась:!(:, + oa,t-;!> .. "j(t-T) г + фо),! колеба

НИУ Я,,,;) = Е.:;;з((а:о + ы (-Т))-. + Р,). постУпаю.це;о с выхода клюв 5 на второй вход фазового детектор.-.- "," 1апряжение 0фд() с выход фазового детектора 11 поступает на

Вход и -:-Гегратора 12, в .Отсром интегрир1=..-:я эа вре 1я тактово .о интервала Т. На вы: o;е инт";гг..атор=. 1 получаем напряжение в. Ада .АЕ

О,ф, (т) =- К С вЂ”, —: соз (j (t — Т ) л ) dt „

О где С вЂ” константа.

Напряжение О,фдф с выхода интегратора,2 поступает на уг-равляющии вход каждо-; нз и упр алле ы. фа Овращателей

14--,5 *д.. o — число раэреоенных значений

МГНОВЕННОЙ Чаото г Ы ю. --! а СИГНВЛЬНЫй ВХОД

i-ГО управляв .ОГО фазОВращателя ОдноГО из

14-15 пос -упдет колебание с l-ГО ВыхОДа генератора 4

Spn(t) = Есоз((в, + erg)t <- а).

На выходе всех и управляемь х фаэовращателей 14-15 полу 1гкт колебание со всеми возможными разрешенными значениями мгновенной частоты принимаемого сигнала Я1(т), т.е.

Я уф; (t) = Есоз((в + cv>)t + J(t. 2Т) л+ ро);

-"-уфвр (t) = ЕСОЗ(фо + В2)Е + J(t-2T) 7Г+ pp);

Syph„(7) = Есоз((во 1- )t+ j(t-2Ò) л+ !j!!,}. но с Одинаковым значением мгновенной началь,,ои фазы равной текущему (t-2T)-му з, га«ениа мгновенной начальной фазы приним емого сигнала Я;(",). Информация о текугцем (t-2Т)-"! значении .:Гнсвенной начальной фазы приь.":ьемого си. На а St(l) поступает на управля с:«;1й вхсд кгжлого из и У&В 14-15 с з .Хода интегратора 12 напряжение 0нф (1).

С :ü.хода i-го Одного из управляемого фазовращателя 14 — ",5 колебание

Syph,:, = Есоз((во + иф + J(t 2Ò) л+ сто)

ПОСтУПав- н: ЕРВЫй ВХОД ИО ПЕРЕМНОжИтеля Одно-О и перемножителей 16-17. На второй вход которого с выхода линии 20 задержки поступает сигнал

S (t) )= Асоз{(во + cu(t-2T)t+ )(т-2Т)л+ pp) .) Составитель ЧЛазарева

Техред M,Моргентал Корректор С,Черни

Редактор Н.Химчук

Заказ 4316 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государстиенного комитета ло лзэбретениям и открытиям лри Г», l Г СССР

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., 4/5

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

В результате перемножения сигнала

S""(t) и колебания ЯуфB(t) на выходе Ио перемножителя одного из пвремножителей 16—

17 получают напряжение вида Ох(т) =

А Š— — сов (o3I (t — 2 Т ) — o. ) t, являющееся функцией разности значения мгновенной частоты принимаемого, задержанного на время 2 Т, сигнала 51(т) и колебания Sy,i (t) и функцией разности значения мгновенной начальной фазы, принимаемого„задержанного на время 2Т, сигнала Яф) и колебания

5у щ (t), поступающие соответственно с выхода линии 20 задержки и выхода i-го управляемого фазовращателя одного из УФЗ

14-15.

Напряжение 0

17 поступает на вход (1+2)-го интегратора одного из интеграторов 18-19 где интегрируется за время тактового интервала Т, На выходе (i+2}-го интегратора одного из интеграторов 18-19 имеют напряжение вида S

Fl(t-3T) = (-3Т))г,: гдe ()2 — гредставление числа в двоичной системе счисления;

l(t-3Т) C (1,n).

Таким образом, при использовании предлагаемого изобретения обеспечивается повышение помехоустойчивости приема

Ф Ч М-сигналов на основе формирования совокупности одновременно действующих колебаний со всеми разрешенными значениями мгновенной частоты и одинаковым значени5 ем мгновенной начальной фазы, равной текущему значению мгновенной начальной фазы принимаемого сии-ила, и использование этой совокупности в качестве опорн,1х колебаний в многоканальном корреляцион10 ном приемнике для когерентного вынесения решения о текущем разрешенном значении мгнове ной частоэы и мгновенной началь. ной фазы ФЧМ-сигнал .

15 Формула изобретения

У<"poActBG для приема сигналов с частотно-фазовой модуляцией по авт св. + 1345370, о т л и ч а ю ц е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, введены и

20 управляемых фазовра, .цвтелей, и перемножителей, и дополнительны;, интеграторов, дополнительная линия задержки и решающий блок, причем первые входы и управляемых фазовращателей соединены с соответству25 ющими выходами основного генератора час тот, а вторые входы — с выходом второго интегратора, выход линии задержки соединен с входом догюлнительной линии задержки, выход которой соединен с первыми входами и

30 перемножителей, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих управляемых фазовращателей, а выходы через соответствующие дополнительные интеграторы соединены соответствующими входами

35 решающего блока. выход которого является дополнительным выходом устройства,