Устройство для приема фазомодулированных сигналов

Устройство для приема фазомодулированных сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА ФАЗОМОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ, содержащее первый и второй фазовый детекторы , первьй и второй фильтры нижних частот, nepBiiiH сумматор, первый управляющий элемент, выход которого подключен к входу первого подстраиваемого генератора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены пять сумматоров, два усилителя, два интегратора, второй подстраиваемьй генератор, второй управляющий эдемент, блок сравнения сигналов по фазе, блок сравнения сигналов по амплитуде и генератор периодических колебаний , первьй и второй выходы которого соединены с первым и вторым входами блока сравнения сигналов по амплитуде, третий вход которого подключен к первому выходу блока сравнения сигналов по фазе, первый вход которого соединен с выходом первого подстраиваемого генератора и с первым входом первого фазового де.тектора , вьсход которого соединен с первым входом второго сумматора, с первым входом третьего сумматора, с вторым входом блока сравнения сигналов по фазе, с первьм входом четвертого сумматора и с первым входом пятого сумматора, второй вход которого подключен к второму выходу блока сравнения сигналов по фазе, к второму входу четвертого сумматора, к второму входу второго сумматора и к второму входу третьего сумматора, выход которого через первый интегратор подключен к первому входу первого сумматора , второй вход которого подключен к выходу первого фильтра нижних частот , вход которого соединен с выходом (Л первого усилителя, вход которого подключен к выходу второго сумматора, третий вход которого соединен с третьим входом третьего сумматора, с третьим входом блока сравнения сигналов 410 фазе, с выходом второго фазового детектора, с вторым входом четвер- : того сумматора и с третьим входом пятого сумматора, выход которого через второй интегратор соединен с первым входом шестого сумматора, выход которого через второй управляющий элемент соединен с входом второго подстраиваемого генератора, выход которого соединен с четвертым входом блока сравнения сигналов по фазе и с первым входом второго фазового.детектора, второй вход которого подключен к второму входу первого фазового детектора, третий вход четвертого сумматора подключен к выходу блока сравнения сигналов по амплитуде, четвертый вход которого соединен с выходом второго усили

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Н 04 1. 2.7/22

ВСЕСОЮЗНАЯ

13,",,;:, 13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ВНБДЩТ .4 4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3661767/24-09 (22) 09. 11 83 (46) 30. 12. 85. Бюл. Р 48 (71) Харьковский институт инженеров железнодорожного транспорта им. С.M.Êèðîâà (72) П.Ф.Поляков (53) 621.394.62(088.8) (56) Тихонов В.И. и др.

Нелинейная фильтрация и квазикоге- рентный прием сигналов. М.: Советское радио, 1975, с. 704 °

Авторское свидетельство СССР

У 259972, кл. С 01 $ 13/02, 1965. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДПЯ ПРИЕМА

ФАЗОМОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ, содержащее первый и второй фазовый детекторы, первый и второй фильтры нижних частот, первый сумматор, первый управляющий элемент, выход которого подключен к входу первого подстраиваемого генератора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены пять сумматоров, два усилителя, два интегратора, второй подстраиваемый генератор, второй управляющий элемент, блок сравнения сигналов по фазе, блок сравнения сигналов по амплитуде и генератор периодических колебаний, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым входами блока сравнения сигналов по амплитуде, третий вход которого подключен к первому выходу блока сравнения сигналов по фазе, первый вход которого соединен с выходом первого подстраиваемого генератора и с первым входом первого фазового де= тектора, выход которого соединен

„„SU„„1202069 А с первым входом второго сумматора, с первым входом третьего сумматора, с вторым входом блока сравнения сигналов по фазе, с первым входом четвертого сумматора и с первым входом пятого сумматора, второй вход которого подключен к второму выходу блока сравнения сигналов по фазе, к второму входу четвертого сумматора, к второму входу второго сумматора и к второму входу третьего сумматора, выход которого через первый интегратор подключен к первому входу первого сумматора, второй вход которого подключен к выходу первого фильтра нижних час- р тот, вход которого соединен с выходом Е первого усилителя, вход которого подключен к выходу второго сумматора, третий вход которого соедииее с треть- С им входом третьего сумматора, с третьим входом блока сравнения сигналов по фазе, с выходом второго фазового детектора, с вторым входом четвер-.:: ф того сумматора и с третьим входом р пятого сумматора, выход которого через второй интегратор соединен с первым входом шестого сумматора, выход которого через второй управляющий элемент соединен с входом второго подстраиваемого генератора, выход которого соединен с четвертым входом блока сравнения сигналов по фазе и с первым входом второго фазового. детектора, второй вход которого подключен к второму входу первого фазового детектора, третий вход четвертого сумматора подключен к выходу блока сравнения сигналов по амплитуде, четвертый вход которого соединен с выходом второго усили1 теля и с входом второго фильтра ниж- 1 них частот, выход которого соединен с вторым входом шестого сумматора, выход четвертого сумматора соединен с входом второго усилителя, выход первого сумматора подключен к входу первого управляющего элемента..

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок срав ненйя сигналов по фазе содержит интегратор, сумматор, фазовращатель и фазовый детектор, выход которого соединен с первым входом сумматора, выход которого подключен к. входу интегратора, выход фаэовращателя соединен с первым входом фазового детектора, второй вход которого является первым входом блока сравнения сигналов по фазе, вторым, третьим и четвертым входами которого являются со-. ответственно второй и третий входы сумматора и вход фазовращателя, первым и вторым выходами блока сравне-, ния сигналов по фазе являются соответственно выход интегратора и выход .фазового детектора. 3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок сравнения сигналов по амплитуде содержит вычитатель и два перемножителя, выходы которых подключены к входам вычитателя, выход которого является выходом блока сравнения сигналов по амплитуде, первым, вторым, третьим и четвертым входами которого являются соответственно первый вход первого:перемножителя, первый вход второго перемножителя, второй вход первого перемножителя и второй вход второго перемножителя.

4. Устройство по п.1, о т л ич а.ю щ е е с я тем, что генератор периодических колебаний содержит два перемножителя, блок обратного преобразования сигнала, вычитатель, квадратор, блок зеркального преобразования сигнала, генератор периодического колебанйя экспоненциаль. ной формы и синхронизатор, выход которого соединен с первым входом

202069 блока зеркального преобразования .сигнала и с входом генератора периодического колебания экспоненциальной формы, выход которого соединен с вторым входом блока зеркального преобразования сигнала, выход которого соединен с первым входом первого перемножителя и с входом квадратора, выход которого подключен к первому входу второго перемножителя и к первому входу вычитателя, выход которого через блок, обратного преобразования сигнала подключен к вторым входам первого и второго перемножителей, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами генератора периодических колебаний, при этом второй вход вычитателя является опорным входом.

5. Устройство по п. 4, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок зеркального преобразования сигнала содержит фильтр нижних частот, сумматор, два .нагрузочных элемента, переключатель, два блока памяти, два формирователя потенциалов и генератор тактовых импульсов, первый и второй выходы которого подключены к входам соответственно первого и второго

Р формирователей потенциалов, выходы которых соединены с входами соответственно первого и второго блоков памяти, выходы которых подключены соответственно к первому и второму выводам переключателя, третий и четвертый выводы которого подключены соответственно к первому и второму нагрузочным элементам и к перврму и второму входам сумматора, выход которого соединен с входом фильтра нижних частот, при этом пятый вывод переключателя,подключен к входу генератора тактовых импульсов и является первым входом блока зеркального преобразования сигнала, вторым входом которого является шестой вывод переключателя, а выход фильтра нижних частот является выходом блока зеркального преобразования сигнала.

1202069 1

Изобретение относится к радиотех- 1 нике и может быть использовано в сис: темах передачи информации по двухлучевому каналу связи.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости.

На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема предложенного устройства; на фиг. 2 — структурная электрическая схема генератора периодических колебаний; на фиг. 3 — струк рурная электрическая схема блока зеркального преобразования; на фиг.4— временные диаграммы работы блока зеркального преобразования.

Устройство для приема фазомодулированных сигналов содержит генераI тор 1 периодических колебании, первый подстраиваемый генератор 2, первый фазовый детектор 3, первый сумматор 4, первый,усилитель 5, первый фильтр 6 нижних час тот, второй сумматор 7, первый управляющий элемент 8, третий сумматор .9, первый интегратор 10, второй подстраиваемый генератор 11, блок 1? сравнения сигналов по фазе, блок 13 сравнения сигналов по амплитуде, второй фазовый детектор 14, четвертый, пятый и шестой сумматоры 15—

17, второй усилитель 18, второй фильтр 19 нижних частот, второй интегратор 20, второй управляющий элемент 21.

Блок 12 сравнения .сигналов по фазе содержит фазовый детектор 22, фазовращатель 23, сумматор 24, интегратор 25.

Блок 13 сравнения сигналов по амплитуде содержит первый и второй перемножители 26 и 27, вычитатель 28.

Генератор 1 периодических колебаний содержит первый и второй перемножители 29 и 30, блок 31 обратного преобразования сигнала, вычитатель 32. квадратор 33, блок 34 зеркального преобразования сигнала, генератор 35 периодических колебаний экспоненциальной формы, синхронизатор 36.

Блок 34 зеркального преобразования содержит фильтр 37 нижних час- . тот, сумматор 38, первый и второй нагруэочные элементы 39 и 40, переключатель 41, первый и второй блоки 42 и 43 памяти, первый и второй . формирователи 44 и 45 потенциалов, генератор 46 тактовых импульсов.

Устройство работает следующим образом.

На вторые входы фазовых детекторов 3 и 14 поступает входное колебание, представляющее, сумму двух взаимно задержанных фазомодулированных сигналов и шума. Фазовая модуляция осуществляется некоторым случайным процессом (в системах передачи информации этим случайным процессом являются передаваемые сообщения, в системах измерения параметров движения объектов этим случайным процес5

10 сом является, например, радиальная составляющая скорости движения объ: екта). На первые входы фазовых детекторов 3 и 14 подаются опорные колебания с выходом подстраиваемых фильтрации (интегрирования) низкочастотный сигнал, .адекватный апостеРиорной оценке отсчета сообщения в первом луче на интервале времени, равном разности задержек сигналов в лучах. В блоке 13 сравнения сигналов по амплитуде происходит вычитание этого низкочастотного сигнала с выходным колебанием с выхода усилителя 18, причем перед вычитанием происходит взвешивание (умножение на весовые сигналы, формируемые генератором 1 периодических колеба50

55 генераторов 2 и 11. Эти опорные колебания достаточно близки по форме к применяемым фазомодулированным сигналам, а на входах фильтров 6 и. 19 нижних частот формируются выделенные модулирующие процессы, при-, чем на выходе фильтра 19 нижних частот выделение модулирующего процесса производится с меньшей ошибкой, так как в формировании задержанного модулирующего процесса участвуют измерения незадержаннопо. Поэтому выходом устройства является вход фильтра 19 нижних частот, где вьделяется за30 держанный модулирующий процесс (сообщение). Блоки 12 сравнения сигналов по фазе и блок 13 сравнения сигналов по амплитуде, таким образом, предназначены для увеличения точности выделения задержанного модулирующего процесса путем выделения незадержанного модулирующего процесса. Происходит это следующим образом. Опорные колебания перемножают

40 в фазовом детекторе 22, предварительно опорное колебание подстраиваемого генератора 11 сдвигают по фазе на 90, суммируют с выходными колебаниями фазовых детекторов 3 и 14

45 и получают после низкочастотной ний). Взвешивание производится с целью усиления чувствительности блока 13 сравнения сигналов по амплитуде к рассогласованию по задержке сигналов в лучах. Уровни напряжеI ,ний на выходах генератора 1 периодических колебаний устанавливаются- таким образом, чтобы в конце каждого интервала времени, равного взаимной задержке между сигналами в первом .и втором лучах, напряжение на выходе

"блока 13 сравнения сигналов по амплитуде быпо равно нулю.

Работа генератора 1 периодических колебаний происходит следующим образом. Напряжение экспоненциальной формы на интервале времени, равном периоду следования синхронизирующих импульсов синхронизатора 36, формируется в генераторе 35 периодических колебаний экспоненциальной формы (константа, являющаяся сомножителем в показателе экспоненты, численно равна ширине спектра сообщения).

Это напряжение после эеркального преобразовании в блоке 34 зеркального преобразования во времени относительно конца интервала поступает на первые входы перемножителей 29 и 30, причем на перемножитель 30— после возведения в квадрат.

На вторые входы перемножителей 29 и 30 подается напряжение, обратное по величине разности выходного напряжения квадратора 33 опорного напряжения (1 В). В результате на первом выходе первого генератора 1 периодических колебаний формиру тся колебание вида екр - (-t) j /(1- ехр +2oL(Y-t)Ö, а на втором выходе екр (-2с (Т-t) / 1-Ехр (-2Ы(-t)3$, где Ы вЂ” ширина спектра сообщения; — время задержки между сигналами в первом и втором лучах.

Период следования Т синхронизирующих импульсов должен быть выбран из условия

Т((1) где Т- время взаимной задержки фазомодулированных сигналов, известное в месте примера.

Помехоустойчивость в установившемся режиме приема фазомодулированных

02069 4

\ сигналов, практически не зависит от если выполняется условие (1).

Блок 34 зеркального преобразования сигнала во времени за один период колебания экспоненциальной формы работает следующим образом.

На фиг. 4а приведена временная диаграмма сигнала на входе блока 34 зеркального преобразования; сигнал

10 после дискретизации по времени приведен на фиг. 46; сигналы, записанные в блоки памяти 42 и 43 — фиг. 4 в и 4г; сигналы, считанные с блоков памяти 42 и 43 — на фиг. 4д, е;

15 Сигнал на выходе сумматора 38 фиг. 4ж, сигнал на выходе фильтра 37

50 нижних частот — на фиг. 4з.

Напряжение, экспоненциальной формы вида екр(-gt), которое может быть получено, например, при разряде конденсатора, поступает поочередно на входы блоков 42 и 43 памяти на основе приборов с зарядовой связью, т.е. в первый период происходит запись сигнала экспоненциальных форм в блок 42 памяти, за второй период происходит запись сигнала в блок 43 памяти, за третий период происходит запись опять в блок 42;памяти и т.д.

При этом за период, когда происходит запись в блок 42 памяти, происходит считывание сигнала с блока 43 памяти и наоборот. Переключатель 41 производит периодическое переключение записывающего (считывающего) входа каждого из блоков 42 и 43 памяти. Процессом записывания и считывания управляют формирователи 44 и 45 потенциалов. Частота дискретизации определяется генератором 46 тактовых импульсов. Зеркально преобразованные четырехпериодные дискретные сигналы суммируются в сумматоре 38, и на выходе фильтра 37 нижних частот выделяется колебание, зеркально отображенное входному за каждый период.

Задачей блоков памяти 42 и 43 на основе приборов с зарядовой связью является запоминание выборок сигнала экспоненциальной формы за один период сигнала (за время Т=

=t1 -t. „, i =1,2,3,4,...), т.е. они запоминают дискретно-аналоговый сигнал.

1202069

Фиг.2

1202069

Составитель В.Чибисов

Редактор М.Циткина Техред Т,Дубинчак Корректор C.IHeKMBp

Заказ 8107/61 Тираж 658 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4