Многофазный импульсный синхронно-фазовый демодулятор

 

Союз Советских

Социапистичвскин

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (бт ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.06.80(2т ) 2937185/18-09 с присоединениеее заявки М (53)M. Кл.

Н 039 3/00 тоеударстеенный квинтет

СССР но аелеи нзабретеннй н открытнй (23) Приоритет

Опубликовано 30.04.82. бюллетень Рй 16 .Дата опубликования описания 03.05.82 (5З) ДК 621.376. .55 (088.8} (72) Автор изобретения

В. В. Неронов (7l) Заявитель (54) МНОГОФАЗНЫЙ ИМПУЛЪСНЫЙ СИНХРОННО-ФАЗОВЫЙ

ДЕМОДУЛЯТОР

Изобретение относится к устройствам помехоустойчивого приема и может быть использовано в различных системах связи, телеметрии и радиолокации.

Известен импульсный синхронно-фазовый демодулятор, у которого значительно уменьшены срывы слежения, появляющиеся при максимальном отклонении фазы принимаемого сигнала из-аза наложения фазовой составляющей шума, эа счет синхроннсм азовой демодуляции сигналов тО с угловой модуляцией, при расширении рабочей эоны характеристики фазового детектора до g 180 о 3 1

Однако известное устройство имеет низкую помехоустойчивость. тЗ

Известен многофазный импульсный синхронно-фазовый демодулятор, содержащий источник входного сигнала, последовательно соединенные первый импульсно-фазовый детектор (ИФД}, первый эле20 мент памяти и сумматор, последовательно соединенные управляемый импульсный генератор и делитель частоты, а также

2 последовательно соединенные второй ИФД и второй элемент памяти, выход которого соединен с другим входом сумматора (2).

Известное устройство также имеет низкую помехоустойчивость.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости.

Для достижения цепи в многофазный импульсный синхронно-фазовый демодулятор, содержащий источник входного сигнала, последовательно соединенные первый импульсно-фазовый детектор (ИФД), первый элемент памяти и сумматор, после»довательно соединенные управляетиьтй импульсный генератор и делитель частоты, а также последовательно соединенные второй ИФД и второй элемент памяти, выход которого соединен с другим входом сумматора, введены два пороговых элемента, входы которых соединены со входом первого ИФД, триггер, входы которого подключены K выходам пороговых элементов, линия задержки, включенная между источником входного сигна92482 1 ла и сигнальным входом первого ИФД, фильтр нижних частот, включенный между выходом сумматора и входом управляемого генератора, последовательно соединенные усилитель-ограничитель, дифференцируюшая цепь, ограничитель по минимуму, киппреле и первый элемент И, а также формирователь несимметричного пилообразного напряжения, включенный между выходом делитель, дифференцирующая цепь, ограничи — >o тель по минимуму, кипп-реле и первый элемент И, а также формирователь несим метричного пилообразного напряжения, включенный между выходом делителя частоты 0 сигнальным входом вто- рого ИФД, и второй элемент И, при этом вход усилителя-ограничителя соединен с источником входного сигнала, выход первого элемента И подключен к опорным входам ИФД, входы второго элемента И соединены соответственно с выходом триггера и вторым выходом генератора, а выход второго элемента

И подключен к другому входу первого элемента И. 25

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - эпюры, поясняющие принцип его работы.

Многофазный импульсный синхройнофазовый демодулятор содержит линию 1 задержки, первый ИФД 2, первый элемент 3 памяти, сумматор 4, фильтр 5 нижних частот, управляемый генератор 6, формирователь 7 несимметричного пилообразного напряжения, второй

ИФД 8, второй элемент 9 памяти, первый и второй пороговые элеменгы 10 и

ll, триггер 12, делитель 13 частоты, усилитель-ограничитель 14, дифференцирующую цепь 15, ограничитель 16 по 4О минимуму, кипи-реле 17, первый элемент

И 18, второй элемент И 19.

Многофазный импульсный синхроннофазный демодулятор работает следующим обр,—.:,зом.

Сигнал промежуточной частоты с шумом (эпюра 2 a) поступает через линию задержки 1 на Т на аналоговый вход первого импульсно-фазового детектора 2 и на входы двух пороговых элементов 10 и 11. Сигнал рассогласования, образующийся на выходе первого импульснофазового детектора 2, поступает через элемент 3 памяти, сумматор 4 и фильтр

5 нижних частот на вход управляемого геНератора 6, подстраиваемого в соответствии с изменяющейся частотой (фазой) на входе демодулятора. Сигнал

4 управляемого генератора 6 через пер ° вый и второй элементы И 18 и 19 поступает на импульсный вход первого импульсно-фазового детектора 2. При этом второй элемент И l9 этот сигнал пропускает на вход первого элемента И 18 только в том случае, если входной сигнал имеет относительно сигнала управляемого генератора 6 смешение, не превышающее границы линейного участка фазовой характеристики, задаваемое пороговыми элементами 10 и 11. Пороги срабатывания в этих каскадах смещены так, что передний фронт в одном из них формируется при достижении мгновенной амплитудой входного сигнала величины U a в другом - величины Оо (эпюры 2а, б, в). B триггере 12 (эпюра 2г), подключенном своими разделенными входами к выходам пороговых элементов 10 и 11 формируется импульс, начало которого соответствует превышению входным сигналом величины U а конец — величины 0 . Если выходной сигнал триггера 12 совпадает по времени с импульсами управляемого генератора 6, они пропускаются на вход первого элемента

И 18. При воздействии шумов, а также при выключении сигнала мгновенная амплитуда входного сигнала может измеО няться от 0 < до Uq достаточно длительное время, превышающее величину

0,7 „, соответствующую минимальной частоте входного сигнала лри отсутствии шума. Для вырезания искаженных частей входного сигнала, в которых время пребывания мгновенной; амплитуды между порогами 0„и Uq превышает Т 1

Незадержанный сигнал с входа демодулятора формируется в усилителе-ограничителе 14 в прямоугольную форму (эпюра 28), после чего этот сигнал дифференцируется в дифференцирующей цепи

15 и положительные фронты этого сигнала (эпюра 2е) после ограничителя 16 по минимуму (эпюра 2ж) поступает на запуск кипп-реле 17, формирующего импульс с длительностью 7у всякий раз, когда выходной сигнал д яффе рениирующей цепи 15, превышает порог усилителяограничителя 16 (эпюра 2 ). При выполнении соотношения. " 1,4 Т q при достаточной широкополосности каскадов (10, 11, 14), импульс кипп-реле

17 соответствует рабочей зоне (линейному участку) характеристики фазового детектора и осуществляет дополнительную временную селекцию фазовых соотцошений между входным сигналом и упраии924821

15

5 емым генератором 6. Частота повторения (импульсного) генератора 6 (эпюра

2 и) 8 выбирается выше в т. раз промежуточной частоты т. „„. Ha вход импульснс -фазового детектора 2 может пройти лишь один импульс генератора 6, эа один период промежуточной частоты. Выходные импульсы первого элемента И 18 показаны на эпюре 2к. Прц воздействии шума и модуляции (манипуляции) возможны быстрые изменения фазовых соотношений, не отрабатываемые кольцом. фазовой АПЧ, что однако не вызывают срыва слежения, а приводят лишь к-синхронизации управляемого генератора 6 на другом (любом К-ом) значении его фазы. Чем больше К, тем меньше 5U-=

=0 - U <, для пополнительного расширения рабочей зоны фа.ового детектора при сохранении линейности рабочей характеристики в пределах + 180о. Импульсный сигнал управляемого генератора 6, снимаемый с второго парафазного выхода генератора 6 (эпюра 2л) делится по частоте в делителе 13 в К раз и после формирователя 7 несимметричного пилообразного напряжения (эпюра 2м) поступает на аналоговый вход второго импульсно-фазового детектора 8, в котором он стробируется выходными импульсами первого элемента И 18 (эпюра 2к). Выходное напряжение второго элемента памяти 9 суммируется в сумматоре 4 с напряжением на выходе элемента памяти

3. Выходное напряжение сумматора 4 показано на элюре 2н.

Делитель 13 частоты имеет коэффициент деления К и, если К вЂ” нечетное число, то при — — -ом номере фазы

К 1 выходное напряжение второго импульснофазового детектора 8 будет иметь нулевую величину, при номере фазы и (— — кФ1 это напряжение будет отрицательным, а при n ) ", оно будет иметь поло«. жительную величину, причем тем большую, чем больше отличие от

К 1 (эпюра 2). Таким образом при синхронизации на любом из К значений фазы управляемого генератора 6 в зависимости от мгновенного фазового рассогласования на выходе сумматора 4 возникает напряжение, пропорциональное величине фазового рассогласования в пределах

+ 180, причем всякий раэ, когда фаэоиые соотношения между входным сигналом и управляемым импульсным генератором приводит к необходимому изменению номера фазы этого генератора, происходит одновременное суммирование

55 положительного или отрицательного нащзяжения на входе управляемого генератора 6 (эпюра 2а, к, м, и, н).

Таким образом, использование линейной части характеристики импульснофазового детектора 2 при различных фазовых соотношениях за счет безынерционного переключения фазы управляемого генератора 6, имеющей К значений, позволяет расширить рабочую область до g 180О. В импульсно-фазовом детекторе 2 осуществляется исключение шумовых воздействий при модуляции так, что фазовые смещения относительно середины устойчивой области невелики, вследствие чего прием модулированных сообшений осушествляется с повышенной помехоустойчивостью.

Формула изобретения

Многофазный импульсный синхроннофазовый демодулятор, содержащий источник входного сигнала, последовательно соединенные первый импульсно-фазовый детектор (ИФД), первый элемент памяти и сумматор, последовательно соединенные управляемый импульсный генератор и делитель частоты, а также последовательно соединенные второй ИФД и второй элемент памяти, выход которого соединен с другим входом сумматора, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены два пороговых элемента, входы которых соединены с входом первого ИФД, триггер, входы которого подключены к выходам пороговых элементов, линия задержки, включенная между источником входного сигнала и сигнальным входом первого ИФД, фильтр нижних частот, включенный между выходом сумматора и входом управляемого генератора, последовательно соединенные усилительограничитель, дифференцирующая цепь, ограничитель по минимуму, кипп-реле и первый элемент И, а также формирователь несимметричного пилообразного напряжения, включенный между выходом делителя частоты и сигнальным входом второго ИФД, и второй элемент И, при этом вход усилителя-ограничителя соеди« нен с источником входного сигнала, выход первого элемента И подключен к опорным входам ИФД, входы второго элемента И соединены соответственно с выходом триггера и вторым выходом

7 92482 1 8 генератора, а выход второго элемента И 1. Клеппер Д., френкл Д. Системы подключен к другому входу первого эле- фаэовой и частотной автоподстройки часмента И. тоты. М., Энергия", 1977.

Источники информации, 2. Патент США J4 3815042, принятые во внимание при экспертизе кл. 331-11, опублик. 1974. (прототип).

92482 1

ВНИИПИ Заказ 2835/72 Тираж 954 Подписное

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектнан, 4