Устройство для передачи и приема фазоманипулированного сигнала

Устройство для передачи и приема фазоманипулированного сигнала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ФАЗОМАНИПУЛИРОВАННОГО СИГНАЛА , содержащее на передающей стороне последовательно соединенные генератор несущей частоты и фазовый манипулятор, к второму входу которого подключен выход блока кодирования; -а на приемной ст,ороне пЪследовательно соединенные полосовой фильтр, фазовый демодулятор и блок декодирования , причем выход полосового фильтра через формирователь опорного сигнала подключен к второму входу фазового демодулятора, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, на передающей стороне введены последовательно соединенные первый, формирователь им пульсов, второй формирователь импульсов и элемент запрета, второй вход которого соединен с выходом фазового манипулятора, первый и; второй вхрды которого соединены соответственно с входом первого формирователя импульсов и с вторым входом второго формирователя импульсов, а на .приемной стороне формирователь опорного сигнала выполнен в виде реле времени и последовательно соединенных выпрямителя , узкополосного коммутируемого фильтра, формирователя импульсов, (Л триггера, к второму входу которого подключен выход реле времени, полосог с вого фильтра, вход которого соединен с входом реле времени, и фазосдвигающего блока, при этом выход фазового демодулятора подключен к управляющему входу узкополосного коммутируемого фильтра, вход вентиля, выход сдвигающегр блока .и управляющий вход а узкополосного коммутируемого фильтра 00 являются соответственно сигнальным входом, вькодом и управляющим входом :о формирователя опорного сигнала.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4(sl) Н 04 Ь 5/12

1 j I

° Ъ т%Ф с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3660985/24-09 (22) 05.11.83 (46) 23.03.85. Бюл. - 11 (72) В.А.Зильберман (53) 62 1.394.6(088.8) (56) 1. Петрович Н.Т. Передача дискретной информации в каналах с фазовой манипуляцией. М., "Советское радио", 1965, с. 33,38.

2. Гуров В.С. и др. Передача дискретной информации и телеграфия.

М., "Связь", 1974, с. 255-256 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ,ПЕРЕДАЧИ

И ПРИЕМА ФАЗОМАНИПУЛИРОВАННОГО СИГ-

НАЛА, содержащее на передающей стороне последовательно соединенные генератор несущей частоты и фазовый манипулятор, к второму входу которого подключен выход блока кодирования; .а на приемной стороне последовательно соединенные паласовой фильтр, фазовый демодулятор и блок декодирования, причем выход полосового фильт" ра через формирователь опорного сигнала подключен к второму входу фазового демодулятора, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, на передаю. щей стороне введены последовательно соединенные первый, формирователь импульсов, второй формирователь импульсов и элемент запрета, второй вход которого соединен с выходом фазового манипулятора, первый и второй входы которого соединены соответственно с входом первого формирователя импульсов и с вторым входом второго формирователя импульсов, а на .приемной стороне формирователь опорного сигнала выполнен в виде реле времени и последовательно соединенных выпрямителя, узкополосного коммутируемого фильтра, формирователя импульсов, триггера, к второму входу которого подключен выход реле времени, полосо-,. вого фильтра, вход которого соединен с входом реле времени, и фазосдвигающего блока, при этом выход фазового демодулятора подключен к управляющему входу узкополосного коммутируемого фильтра, вход вентиля, выход фаэосдвигающего блока .и управляющий вход узкополосного коммутируемого фильтра являются соответственно сигнальным входом, выходом и управляющим входом формирователя опорного сигнала.

1146813

Изобретение относится к области передачи и приема информации и может найти применение для повышения помехоустойчивости и надежности при передаче различных комбинаций дис- 5 кретных разнополярных сигналов методом фазовой манипуляции.

Известно устройство для передачи и приема фазоманипулированных сигналов, содержащее на передающей стороне генератор несущей частоты; подключенный к первому входу фазового манипулятора, а второй вход кото рого соединен с выходом блока кодирования, а на приемной. стороне после-15 довательно соединенные полосовой фильтр, фазовый демодулятор и блок декодирования, причем выход полосового фильтра. через формирователь опорного сигнала связан с вторым 20 входом фазового демодулятора, а формирователь опорного сигнала выполнен в виде последовательно соединенных блока удвоения частоты узкополосного фильтра и блока деления частоты на два (1) .

Недостаток такого устройства заключается .в era низкой помехоустойчивости из-за явления "обратной рабоThl a 30

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для передачи и приема фазоманипулированного сигнала, содержащее на передающей стороне последовательно соединенные генератор несущей частоты и фазовый манипулятор, к второму входу которого подключен выход блока кодирования, а на приемной стороне последовательно соединенные полосовой 40 фильтр, фазовый демодулятор. и блок декодирования, причем выход полосового фильтра через формирователь опор" ного сигнала подключен к второму входу фазового демодулятора f2) .

Недостаток известного устройства заключается в его низкой помехоустойчивости

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости. 50

Цель достигается тем, что в устройстве для передачи и приема фазоманипулированного сигнала, содержащем на передающей стороне последовательно соединенные генератор несущей SS частоты и фазовый манипулятор, к второму входу которого подключен выход блока кодирования, а на приемной стою роне последовательно соединенные полосовой фильтр, фазовый демодулятор и блок декодирования, причем выход полосового фильтра через формирователь опорного сигнала подключен к второму входу фазового демодулятора, на передающей стороне введены последовательно соединенные первый формирователь импульсов, второй формирователь импульсов и элемент запрета, второй вход которого соединен с выходом фазового манипулятора, первый и второй входы которого соединены соответственно с входом первого формирователя импульсов и с вторым входом второго формирователя импульсов, а на приемной стороне формирователь опорного сигнала выполнен в виде реле времени и последователью но соединенных выпрямителя, узкополосного коммутируемого фильтра, формирователя импульсов, триггера, к второму входу которого подключен выход реле времени, полосового фильтра, вход которого соединен с входом реле времени, и фазосдвигающего блока, при этом выход фазового демодулятора подключен к управляющему входу узкополосного коммутируемого фильтра, вход вентиля, выход фазосдвигаю-. щего блока и управляющий вход узкополосного коммутируемого фильтра являются соответственно сигнальным входом, выходом и управляющим входом формирователя опорного сигнала.

На фиг. 1 изображена структурноэлектрическая схема устройства; на фиг. 2 — эпюры напряжений, поясняющие его работу.

Устройство содержит на передающей стороне блок 1 кодирования, фазовый манипулятор 2, генератор 3 несущей частоты, элемент 4 запрета, первый 5 и второй 6 формирователи импульсов, а на приемной, стороне — полосовой фильтр 7, фазовый демодулятор 8, блок 9 декодирования и формирователь 10 опорного сигнала, состоящий из выпрямителя 11, узкополосного коммутируемого фильтра 12, формирователя 13 импульсов, триггера 14, полосового фильтра 15, фазосдвигающего блока 16 и реле 17 времени.

Устройство работает следующим образом.

Сообщение, подлежащее передаче, подают на вход блока 1 кодирования, где оно преобразуется в последова1146813 тельность кодирующих прямоугольных импульсов одинаковой длительности и амплитуды по следующему принципу: сигналу "1" .соответствует импульс положительной полярности, сигналу

"0" — импульс отрицательной полярности, а расстояние между любыми кодирующими импульсами принимается равным t=1,5 Т„, (фиг. 2в). Эти импульсы поступают на вход фазового манипу- 10 лятора 2, на другой вход которого подают непрерывный, синусоидальный сигнал несущей частоты, задаваемый генератором З,несущей частоты (фиг. 2а).

Если кодирующий импульс имеет положи- 15 тельную полярность, фаза сигнала на выходе фазового манипулятора 2 соответствует фазе сигнала на его входе, если полярность кодирующего сигнала отрицательна, сигнал на выходе фазового манипулятора 2 находит ся в противофазе с сигналом, поступающим с выхода генератора 3 несущей частоты. Проманипулированный таким образом синусоидальный сигнал с выхода фазового манипулятора 2 может пройти в канал связи через элемент 4 запрета только в течение времени, когда на первом входе этого элемента отсутствует запрещающий сигнал с выхода второго формирователя 6 импульсов.

Для реализации формирования этих запрещающих сигналов в качестве второго формирователя 6 импульсов мож- З5 но применить, например, триггер, который устанавливается в состояние

"нуль" отрицательными узкими.импульсами с выхода первого формирователя.5 импульсов, а в состояние "еди- 4р ница" — положительными узкими импульсами с выхода этого же блока, причем прохождение отрицательных импульсов на первый вход этого триггера разрешается. только при отсутст- 4 вии .кодирующих импульсов на выходе блока 1 кодирования, а прохождение положительных импульсов на второй вход — только при наличии кодирующего импульса любой полярности. Выход gp этого триггера соединен с первым входом элемента 4 запрета, что обес- . печивает прохождение фазоманипулированных сигналов через этот элемент в канал связи только тогда, когда триггер находится в состоянии "единица". Если в качестве первого форми. рователя 5 импульсов использовать усилитель-ограничитель с дифференцирующей цепочкой на выходе, то как следует.из фиг. 2б импульсы на выходе первого формирователя 5 импульсов будут появляться только в моменты, когда фаза сигнала несущей частоты принимает значения "нуль" и и.

Таким образом, принятые принципы манипуляции и посылки манипулированных высокочастотных сигналов в канал связи обеспечивают при передаче

"единицы™ наличие на выходе передатчика высокочастотного пакета с начальной фазой „ =0, а при передаче "нуля" — наличие на выходе передатчика высокочастотного, пакета колебаний с начальной фазой 180 (фиг. 2г). узкополосный манипулированный сигнал из канала связи поступает на вход приемника совместно с широкополосной нормальной помехой. ПоэтоI му этот сигнал пропускают через по"

° лосовой фильтр 7 с целью получения необходимого соотношения сигнал— .помеха перед детектированием.

Для определения вида принятого сигнала ("единица" или "нуль"), его в фазовом демодуляторе 8 сравнивают по фазе с опорным напряжением, причем для исключения влияний медленных флюктуаций фазы в передатчике и в канале связи и недопущения явления "обратной работы" опорное напряжение формирователь 10 опорного сигнала формирует заново из каждой при-. нятой посылки фазоманипулированного

I высокочастотного сигнала. Это происходит следующим образом.

Принятый сигнал выпрямляется в выпрямителе 11 (фиг. 2,д), после чего выпрямленный сигнал поступает на узкополосный коммутируемый фильтр 12, настроенный на вторую гармонику несущей частоты.

Так как посылки манипулированных сигналов имеют начальную фазу, рав-, ную либо нулю, либо 180, то как следует из фиг. 2,е начальная фаза сигнала при выделении его из любой выйрямленной фазоманипулированной о посылки равна -90 . Поэтому, реоб" разуя при помощи формирователя 13 импульсов положительные полуволны сигнала в прямоугольные импульсы положительной полярности (фиг.2,ж), получаем в течение времени любой фазоманипулированной посыпки фикси1146813 рованную последовательность прямоугольных импульсов с одинаковой длительностью и одинаковой начальной фазой. Так как момент возникновения первого импульса жестко связан по 5 времени с началом принятой посылки, то расширяя длительность каждого нечетного импульса в два раза (фиг.2,з) выделяем при помощи полосового фильтра 15 из последовательности рас- 1О ширенных импульсов первую гармонику этой последовательности.

Для выполнения операции расширения длительности нечетных прямоугольных импульсов (фиг. 2,ж) в два раза формирователь 13 импульсов соединен с первым входом симметричного триггера 14, который перед началом приема каждой. фазоманипулированной посылки находится в состоянии "нуль".

Если же этот триггер после окончания фазоманипулировапной посылки при первой подаче на него напряжения питания случайно окажется в состоя— нии "единица", то сигнал с прямого выхода этого триггера поступит на вход реле 17 времени и по истечении выдержки этого реле, которая для отстройки от нормальной длительности импульсов на выходе триггера 14 ЗО принимается равной (0,7-0,8)Тне попадет на второй вход этого триггера и установит его в состояние

"нуль". Так как по первому входу триггер 14 управляется передними фронтами последовательности импульсов с выхода формирователя 13 импуль сов, то кажцьпЪ импульс на выходе триггера 14 будет присутствовать в течение времени от начала каждого 40 нечетного импульса до начала каждого четного импульса этой последовательности. Таким образам, обеспечивается необходимое увеличение длительности каждого нечетного импуль- 45 са на выходе формирователя 13 импульсов в два раза.

После прохождения сигнала (фиг.2,и).через фазосдвигающий блок 16 изменяющий фазу этого сиг- 50 о нала на =-45 ", получаем (фиг. 2, к) синхронное опорное напряжение синфазное с фазоманипулированной посылкой единица" и находящееся в противоф lзе с фаэоманипулированной насыпкой нуль".. Поскольку низкочастотная составляющая сигнала на выходе фазо-. вого демодулятора 8 пропорциональна косинусу угла между синхронными напряжениями на его входах, то в течение длительности посылки на его выходе появится прямоугольный импульс положительной полярности, если передавался сигнал "единица", и отри. цательно" полярности, если передавался сигнал "нуль" (фиг. 2,л). Эти импульсы преобразуют в заданное сообщения в блоке 9 декодирования.

Так для обеспечения необходимой помехоустойчивости при формировании опорного напряжения частотная характеристика узкополосного коммутируемого фильтра 12 должна иметь полосу пропускания в 8 — 1.0 раз меньшую, чем полоса пропускания полосового фильтра 7, то для исключения появления излишних импульсов на выходе формирователя 13 импульсов и сбоя работы приемного устройства узкополосный фильтр выполнен коммутируемым, причем гашение колебаний в нем производится подачей на управляющий вход этого фильтра сигнала, вырабатываемого задним фронтом любого импульса на выходе фазового демодулятора 8.

Таким образом, использование того, что при жестком задании начальнбй фазы любой фазоманипулированной посыпки на передающем конце и выработке опорного напряжения заново из каждой фазоманипулированной посыпки на приемном конце устраняется явление "обратной работы", а также применение для реализации этих принципов элементов вычислительной техники и коммутируемого фильтра в тракте формирования опорного сигнала позволяет практически реализовать передачу и прием информации наиболее помехоустойчивым методом фазовой манипуляции.

Технико-экономический эффект изобретения состоит в повышении помехоустойчивости устройства для передачи и приема фазоманийулированного сигнала.

1146813

Заасаз 1380/44 аж 659 По писиое

Q»

Фмлмаа ПОП ать, 3 Ужгород, ук.Проектыая, 4