Демодулятор сигналов с фазово-импульсной модуляцией

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах радиосвязи, телеметрии и преобразования сигналов. Цель изобретения повышение помехоустойчивости и расширение области принимаемых сигналов. Демодулятор содержит генератор 1 постоянного тока, ключи 2-4, блок 5 аналогового запоминания , дифференцирующую цепь 6, конденсатор 7, одновибратор 8, компаратор 9, одновибратор 10, ключ 11, формирователь 12. Введение в устройство п диодов 13 и п вычитателей 14 мод позволяет при приеме сигналов со стертыми элементами на время одного такта запоминать уровень напряжения , соответствующий наиболее вероятному значению сигнала (моде), что резко повышает помехоустойчивость приема сигналов. Кроме этого устройство может работать с различными видами входных сигналов, так как мода вычисляется адаптивно к принимаемому сигналу. 3 ил. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю Н 03 К 9/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

«Ф Ф «Э «И« 3 (л) 4 Ч

hD

ЬЭ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4779526/21 (22) 08.01.90 (46) 30.05.92. Бюл, М 20 (71) Воронежский научно-исследовательский институт связи (72) Б.Я.Осипов, В.И.Сапрыкин, Ю.И«Гребнева и А.С.Евженков (53) 621.376.55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1511858, кл. Н 03 К 9/04, 29.02.88

Авторское свидетельство СССР

N 1137576, кл. H 03 К 9/04, 02.03.83. (54) ДЕМОДУЛЯТОР СИГНАЛОВ С ФАЗОВО-ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах радиосвязи, телеметрии и преобразования сигналов. Цель изобретения. Ы, „1737722 А1 повышение помехоустойчивости и расширеwe области принимаемых сигналов. Демодулятор содержит генератор 1 постоянного тока, ключи 2-4, блок 5 аналогового запоминания, дифференцирующую цепь 6, конденсатор 7, одновибратор 8, компаратор 9, одновибратор 10, ключ 11, формирователь

12. Введение в устройство и диодов 13 и и вычитателей 14 мод позволяет при приеме сигналов со "стертыми элементами" на время одного такта запоминать уровень напряжения, соответствующий наиболее вероятному значению сигнала (моде), что резко повышает помехоустойчивость приема сигналов. Кроме, этого устройство может работать с различными видами входных сигналов, так как мода вычисляется адаптивно к принимаемому сигналу. 3 ил.

1737722

Изобретение относится к дискретной передаче сигналов и может быть использовано а системах радиосвязи. телеметрии и преобразовании сигналов.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости устройства и расширение области принимаемых сигналов.

На фиг.1 изображена функциональная схема; на фиг.2 — временные диаграммы работы на фиг.3 — пример реализации вычислителя моды.

Устройство содержит генератор 1 постоянного тока, ключи 2-4; запоминающее устройство 5, дифференцирующую цепь 6, конденсатор 7, одновибраторы 8 и 9, компаратор 10, ключ 11, формирователь 12 опорных сигналоа, диоды 13-1,...13-п, вычислители моды 14-1...., 14n.

Функциональная схема устройства имеет следующие связи. Генератор 1 постоянного тока через ключ 2 соединен.с блоками

3, 4 и 10 и первым выводом конденсатора 7.

Выход ключа 3 и второй вывод конденсатора 7 подключены к корпусу. Вход I устройства через одновибратор 8 соединен с вторым входом ключа 2. Вход И устройства через дифференцирующую цепь 6 подключен к второму входу ключа 3 и вторым входам блоков 4 и 8. Выход компаратора 10 через одновибратор 9 соединяется с ключом 11.

Второй вход компаратора 10 подключен к выходу формирователя 12 опорных сигналов.

Второй выход одновибратора 9 подключен к третьему входу ключа 4. Выход ключа

4 соединен с выходом ключа 11 и входом запоминающего устройства 5, выход которого является выходом устройства и соединен с входами вычислителей моды

14-1,...,14-п, выходы которых подключены к анодам диодов 13-1,...13-п, а катоды диодов

13-1,..., 13-и соединены с вторым входом ключа 11.

Устройство работает следующим образом.

На вход устройства поступают информационные импульсы с ФИМ (фиг.2, эпюра

2 ) на вход 11- тактовые импульсы (ТИ) (фиг.2, эпюра 1). Приходящие ТИ дифференцируются в блоке 6, который формирует из них короткие положительные и отрицательные импульсы, соответствующие переднему и заднему фронтам. В момент прихода положительного импульса, соответствующего переднему фронту ТИ, ключ 4 на время его длительности замыкателя и напряжение нэ конденсаторе 7 запоминается запоминающим устройством 5. flocne замыкания ключа

4 под действием отрицательного импульса, соответствующего заднему фронту ТИ, на время его длительности замыкается ключ 3 и разряжает конденсатор 7, Одновременно отрицательным импульсом, соответствующим заднему фронту ТИ, 5,запускается одновибратор 8. формирующий спустя некоторое время t задержки, обусловленное срабатыванием самого одновибратора 8 и приближенно равное длительности запускающего импульса, им10 пульс управления ключом 2.

После раэмекания ключа 3 под действием управляющего импульса с одновибратора 8 замыкается ключ 2 и конденсатор 7 начинает заряжаться постоянным током от

15 генератора 1. В момент прихода информационного импульса с ФИМ генерация импульса одновибоатора 8 принудительно срывается, вследствие чего ключ 2 размыкается и заряд конденсатора 7 прекращается

20 (фиг.2, эпюра 3). Напряжение на конденсаторе 7 остается постоянным до момента прихода следующего тактового импульса, в результате на выходе запоминающего уст-. ройства 5 формируется ступенчатый сигнал

25 {фиг.2, зпюра 4) с задержкой на один тактовый интервал.

В случае отсутствия на тактовом интервале информационного импульса с ФИМ изза наличия в канале связи помех, 30 вызывающих его "стирание" одновибратор

8 формирует импульс управления ключом 2, приближенно равный по длительности тактовому интервалу. Под действием этого импульса ключ 2 замыкается на время

35 длительности всего тактового интервала и конденсатор 7 заряжается до максимально возможного уровня напряжения:

Это вызывает срабатывание компаратора 10, вследствие превышения некоторого

40 noporosoro уровня Uqpp, поступающего с формирователя 12 опорных сигналов и соответственно длительности интервала наблюдения т, {фиг.2, эпюра 2), поскольку тактовый интервал складывается из интер45 еапа наблюдения t< и защитного интервала тн, наличие которого вызвано необходимостью исключения попадания информационного импульса с ФИМ в соседний тактовый интервал (фиг.2. эпюра 1).

50 Импульс сравнения с компаратора 10 (фиг.6, эпюра 3) запускает одновибратор 9, который формирует противофэзные импульсы управления ключами 4 и 11, несколько превышающие по длительности

55 суммарную длительность защитного интерsana и тактового импульсе. Импульс отрицательной полярности с одновибрэтора S исключает открывание «лючэ 4 в момент прихода ТИ, а импульс положительной по1737722 лярности открывает ключ 11 и подает с катодов диодов 13-1,.... 13-и на вход запоминающего устройства 5 уровень наиболее вероятного значения сигнала (моду).

Сигнал моды формируется и-канальным 5 узлом, состоящим из вычислителя моды 14-1 и диода 13-1.

Сигнал моды, представляющий собой наибольший уровень, вычисляется в одном из каналов и-канального узла и подается на 10 ключ 11 через диоды 13-1,..., 13-п, выполняющие функцию ключей и.пропускающие сигнал наибольшего уровня только из одного канала. Поступающий наибольший уровень (мода) закрывает через диоды 13-1,..., 15

13-и выходы других каналов и-канального узла с меньшими уровнями на выходе.

В результате на выходе эапоминзющего устройства 5 вместо среднестзтистиче- 20 ского значения (математического ожидания) уровня напряжения, подставляемого при отсутствии информационного импульса

ФИМ, "стертого" помехами в канале связи, запоминается на время одного такта уро- 25 вень напряжения, соответствующий наиболее вероятному значению сигнала (моде), Это существенно повышает помехоустойчивость устройства по сравнению с устройством-прототипом и расширяет 30 диапазон видов принимаемых сигналов, так как мода вычисляется адаптивно к принимаемому сигналу, Применяемый в устройстве вычислитель моды, например, может быть выполнен 35 по блок-схеме. показанной на фиг.3.

На блок-схеме изображены: 15-1„... 15п — полосовые фильтры; 16-1,...16-n — детекторы огибающей; 17-1,... 17-и сглаживающие фильтры. 40

Вычислитель моды работает следующим образом, Сигнал с выхода- запоминающего устройства 5 подается на набор полосовых. фильтров, полоса которых равна hf/n, где 45

Л1- полоса принимземого сигнала,п — количество фильтров.

Сигнал фильтруется полосовым фильтром и подается на детектор огибающей, выдающей огибающую сигнала, которая затем 50 обрабатывается сглаживающим фильтром, выполняющим функцию интегратора.

Техническую эффективность устройст. ва по сравнению с устройством-прототипом можно показать на примере расчета относи- 55 тельной ошибки, которая определяется формулой

Е1

Е=— где е1 — значение моды; е — значение математического ожидания.

Например, для случая показательностепенного закона распределения сигнала

Е1 -1, е -2, тогда е — (E1 <1), т.е. получа1 ем двухкратный выигрыш при постановке моды вместо математического ожидания.

Кроме того. предлагаемое устройство может работать с различными видами входных сигналов, статистические характеристики (например, мода) которых заранее известны, так как мода вычисляется адаптивно к принимаемому сигналу, т.е. изменяется динамически, Устройство-прототип может работать только с одним сигналом, статистические характеристики которого (например, математическое ожидание) заранее известны на приемной стороне, так как уровень математического ожидания статичный (в процессе работы не изменяется) и должен быть заранее установлен на приемной стороне под конкретный вид сигнала.

За счет этого в предлагаемом устройстве расширяется диапазон аидов принимаемых, сигналов, т,е, практически устройство может работать с любыми, заранее неизвестными сигналами.

Формула изобретения

Демодулятор сигналов с фазово-импульсной модуляцией, содержащий первый . одновибратор, первый вход которого соединен с первой входной шиной, а выход — с управляющим входом первого ключа, вход которого соединен с выходом генератора постоянного тока, а выход — с первым входом компаратора, входом второго ключа и с общей шиной — через конденсатор, параллельно которому подключен третий ключ, управляющий вход которого соединен с первым управляющим входом второго ключа, вторым входом первого одновибратора и выходом дифференцирующей цепи, вход которой соединен с второй входной шиной, формирователь опорных сигналов, выход которого соединен с вторым входом компараторз, выход которого- соединен с входом второго одновибратора, первый выход которого соединен с управляющим входом четвертого ключа, а второй выход — с вторым управляющим входом второго ключа, выход которого соединен с выходом четвертого ключа и.входом блока аналогового запоминания, выход которого соединен с выходной шиной, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и расширения области принимаемых сигналов, в него дополнительно введены и диодов и и вычислителей мод входного сигнала, 1737722

Составитель Е. Борзов .

Редактор Ю.Середа Техред M.Моргентал Корректор Э.Лончакова

Заказ 1906 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101 при этом входы и вычислителей мод соединены с выходной шиной демодулятора сигналов, их выходы — с. одноименными и/Ю

Вход (блок выводами диодов, другие одноименные выводы которых соединены с входом четвертого ключа, Кдиодам 1" t>ï