Устройство для приема частотно-манипулированных сигналов

Устройство для приема частотно-манипулированных сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ („) 768000

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 07.07.78 (21) 26392?5/18 — 09 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 30.09.80. Бюллетень № 36-Дата опубликования описания 05.10.80 (51) М. Кл.

Н 04 L 27/14

Гооударстееииый комитет

СССР (53) УДК 621.376..52 (088.8) по делам изобретений и отирытий (72) Авторы изобретения

А. И. Рында, А. И. Тяжев и Н. А. Спиридонов

Куйбышевский электротехнический институт связи (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА

ЧАСТОТНО-МАНИПУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к электросвязи и может использоваться для приема непрерывных сигналов, модулированных дискретной информацией по частоте.

Известно устройство для приема частотно-манипулированных сигналов, содержащее генератор тактовых импульсов, два узла фазовой автоподстройки частоты и фазовый детектор f l ) .

Однако известное устройство имеет недостаточную достоверность принимаемых сигналов.

Цель изобретения — повышение достоверности принимаемых сигналов.

Для этого в устройство для приема частотно-манипулированных сигналов. содержащее генератор тактовых импульсов, два узла фазовой автоподстройки частоты и фазовый детектор, введены выделитель фронтов входного сигнала, преобразователь код- частота, элемент ИЛИ и последовательно соединенные выделитель фронтов продетектированного сигнала, ждущий мультивибратор и циФровой интегратор, выходы которого подключены к входам преобразователя код — частота, дополнительный вход и выход которого соединены соответственно с выходом генератора тактовых импульсов и первым входом элемента ИЛИ, к второму входу которого подключен выход генератора тактовых импульсов, который соединен с тактовым входом цифрового интегратора, к дополнительным входам которого подключены выходы второго узла фазовой автоподстройки частоты, входы которого соединены соответственно с выходами первого узла фазовой автоподстройки частоты и элемента ИЛИ, выход которого подключен к

1о первому входу первого узла фазовой автоподстройки частоты, второй вход которого соединен с выходом выделителя фронтов входного сигнала-, при этом выход первого узла фазовой автоподстройки частоты подключен к первому входу фазового детектора, второй вход которого соединен с соответствующим выходом второго узла фазовой автоподстройки частоты.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема предложенного устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу фазового детектора.

Устройство для приема частотно-манипулированных сигналов содержит выделитель 1 фронтов входного сигнала, два уз768000 4

ы ного сигнала 2fo = fH + for (из-за удвоения частоты в выделителе 1 фронтов входного сигнала) на выходе RS-триггеров 13 будет формироваться последовательность прямоугольных импульсов со скважностью равной двум (меандр). Это свидетельствует о запаздывании импульсов, поступающих с вым, хода выделителя 12 передних фронтов на входы RRS-триггеров 13 относительно импульсов, поступающих на их входы S на я время t 3, равное половине периода следо)о вания этих импульсов, т. е. ла 2 и 3 фазовой автоподстройки частот (ФАПЧ), фазовый детектор 4, выделител

5 фронтов продетектированного сигнала ждуюший мультивибратор 6, цифровой ин тегратор 7, преобразователь 8 код †" час тота, элемент ИЛИ 9 и генератор 10 так товых импульсов (фиг. !).

Устройство работает следуюш"м образо

Выделитель 1 фронтов входного сигна ла на выходе формирует короткие импульсь соответствующие моментам пересечени нуля входным частотно-манипулированны сигналом. Эти импульсы поступают на второй вход первого узла ФАПЧ 2. Первый узел ФАПЧ 2 и второй узел ФАПЧ 3 выполнены по одинаковым функциональным

" "Схемам и состоят из основного делителя

11 частоты, первого выделителя 12 переднего фронта,RS-триггера 13, элемента И 14, делителя 15, второго выделителя 16 переднего фронта и элемента ИЛИ 17.

Фазовый детектор 4 состоит из инвертора 18, двух элементов И 19 и RS-триггера 20.

Цифровой интегратор 7 состоит из двух элементов И 21, двух усредняющих делителей 22 и реверсивного счетчика 23. .. В начале рассмотрим работу устройства для приема частотно-манипулированных сигналов в статическом режиме, когда на его вход поступает либо частота «нажатия либо частота «отжатия» fpr причем значения частот принимаемого сигнала и генератора 10 тактовых импульсов номинальны. В этом случае на выходе выделителя 5 фронтов продетектированного сигнала импульсов нет, ждущий мультивибратор

6 находится в исходном состоянии (на его выходе потенциал «нуля»), поэтому импульсы с выхода генератора 10 тактовых импульсов на входы усредняющих делителей 22 не поступают и состояние реверсивного счетчика 23 не изменяется, а записанное в нем — " двбичное число равно половине его емкости.

В этом случае средняя частота следования импульсов на выходе преобразователя

8 код †часто равна половине максимальной частоты. Длительность и временное по = * ":ТоЖение этих импульсов таковы, что они не соВпадают во времени с импульсами на выходе генератора 10 тактовых импульсов, поэтому на выходе элемента ИЛИ 9 средняя

" чаСтота следования импульсов равна сумме

Частот следования импульсов с выходов генератора IO тактовых импульсов и преобразователя 8 код †часто.

При номинальных значениях слагаемых эта частота также будет номинальной. . = -- --..., Коэффициенты деления основного дели- -.: -теля 11 и делителя 15 добавления узлов

ФАПЧ 2 и 3 выбраны такими, что при подаче на" их входы импульсов с номинальным " "зйаченйем частоты следования, а на входы

SRS-триггеров 13 импульсов с удвоенной средней частотой частотно-манипулировант за = 0,5ТΠ— — 0 5(Гн+ 1от) Для работы узлов ФАПЧ 2 и 3 необхо1Я димо обеспечить несовпадение во времени импульсов на входах элементов ИЛИ 17.

При изменении частоты импульсов, поступающих на входы SRS-триггеров 13, в пределах полосы удержания узлов ФАПЧ

2 и 3 время t 3 будет изменяться, вследствии

29 чего будет изменяться скважность импульсов на выходе RS-триггеров 13. На этом в предложенном устройстве основано детектирование частотно-манипулированного сигнала. Первый узел ФАПЧ 2 предназначен для уменьшения влияния помех на место положение фронтов принимаемого сигнала, а второй узел ФАПЧ 3 совместно с фазовым детектором 4 осуществляет детектирование входного сигнала, принцип которого поясняет фиг. 2. Если на устройство для приема з частотно-манипулированных сигналов поступает частота fo = 0,5(1н + for ), то короткие импульсы с выхода выделителя 12 передних фронтов первого узла ФАПЧ 2 будут следовать с частотой 2fo и поступят на вход SRS-триггера 13 второго узла ФАПЧ > 3 и на первый вход фазового детектора 4, т. е. на входы элементов И 19. Коэффициент деления обоих основных делителей

l l должен быть кратен двум, тогда íà его выходе прямоугольные импульсы будут

4у иметь форму меандра (фиг. 2а). При частоте сигнала 4 — — fo задние фронты этих импульсов будут совпадать во времени с импульсами, поступающими с выхода первого узла

ФАПЧ 2. Если частота сигнала 1с будет меньше fo (например, 1с = 1от ), то время

4 t 3 (t З„в результате чего короткие импульсы с вйхода первого узла ФАПЧ 2 будут совпадать во времени с уровнем «нуля» на выходе основного делителя 11 второго узла ФАПЧ 3, являющегося его выходом (фиг. 2б). Тогда на выходе инвертора 18, входящего в состав фазового детектора 4, будет уровень«единица» и короткие импульсы с выхода первого узла ФАПЧ 2 будут поступать через один из элементов И 19 на вход RRS-триггера 20 на выходе котом рого, являющегося выходом фазового детектора 4, будет уровень «нуля».

Если частота сигнала f< будет больше

fp (например 1с =- 1н ), To время t )t 3p, 768000 в результате чего короткие импульсы с выхода первого узла ФАПЧ 2 будут совпадать во времени с уровнем «единицы» на выходе основного делителя 11 второго узла

ФАПЧ 3 (фиг. 2в) . Тогда на выходе инвертора 18 будет уровень «нуля» ч короткие импульсы с выхода первого узла ФАПЧ 2 будут постуг1ать через другой элемент И 19 на вход SRS-триггера 20, на выходе которого будет уровень«единицы».

Таким образом, на выходе устройства будет логическая «единица» или логический

«нуль» в зависимости от того, частота принимаемого сигнала больше или меньше рредней частоты.

Высокая помехоустойчивость устройства частотно-манипулированных сигналов обеспечивается благодаря фильтрующему дейтсвию узлов ФАПЧ 2 и 3.

Устройство для приема частотно-манипулированных сигналов нечувствительно к нестабильности характеристик частот входного сигнала и частоты генератора 10 тактовых импульсов благодаря введению в него цепи обратной связи, охватывающей оба узла ФАПЧ 2 и 3, образованной выделителем

5 фронтов продетектированного сигнала, ждущим мультивибратором 6, цифровым интегратором 7 и преобразователем 8 код— частота.

В начале предположим, что манипулирующий сигнал представляет детерминированную последовательность «единиц» и «нулей («точки») . Длительность импульсов Ткм на выходе ждущего мультивибратора 6 должна быть намного меньше длительности манипулирующихх посылок то, например Тщ =

= 0,99 то. Тогда при приеме точек на выходе выделителя 5 фронтов продетектированного сигнала короткие импульсы будут следовать через время го, а на выходе ждущего мультивибратора 6 потенциал «единицы» будет в течение 99% времени, т. е. практически все время на второй вход цифрового интегратора 7 будет подаваться потенциал

«единицы».

Благодаря тому что к третьему и четвертому входам цифрового интегратора 7 подключены основной и инвертированный выходы RS-триггера 13 второго узла ФАПЧ 3, то число импульсов, поступающих на входы усредняющих делителей 22 с выхода генератора 10 тактовых импульсов через элементы И 21, будет зависеть от состояния

RS-триггера 13. Если частоты принимаемого сигнала 1„и 10, имеют номинальное значения, то время приема двух посылок различных знаков число импульсов, поступающих на входы усредняющих делителей 22 с выхода генератора 10 тактовых импульсов, будет одинаковым, так как изменение времени

t для RS-триггеров 13 относительно величины 1, будет одинаковым при приема частот f и f0 . Коэффициент деления усредняющих делителей 22 выбирается таким, чтобы за время тц на их выходе появилось не более одного импульса. Так как выход одного усредняющего делителя 22 подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика 23, а выход другого — к его вычитающему входу, то за время приема двух посылок разного знака состояние реверсивного счетчика 23 не изменится. Так как выходы разрядов реверсивного счетчика 23, являющиеся выходами цифрового интегратора 7, подключены к входам преобразователя 8 О код — частота, то при неизменном состоянии реверсивного счетчика 23 будет неизменной также средняя частота следования импульсов на выходе этого преобразователя 8.

Если частоты «нажатия» и «отжатия» принимаемого сигнала будут отклоняться от своих номинальных значений, то изменение времени tq для RS-триггеров 13 относительно величины t будет неодинаковым при приеме частот t„è foT .

В результате за время приема нескольких

2е пар посылок различных знаков число импульсов на выходах усредняющих делителей 22 будет различным, состояние реверсив- —— ного счетчика 23 изменится, что повлечет за собой изменение средней частоты следо35 вания импульсов на выходе преобразователя 8 код †часто и на выходе элемента

ИЛИ 9.

Так как границы полосы удержания узлов ФАПЧ 2 и 3 зависят от частоты импульс сов, поступающих, на их входы, то в результате изменения частоты импульсов на выхбде элемента ИЛИ 9 эти границы смес тятся таким образом, что средняя частота принимаемого сигнала- сйова будет совпадать с серединой полосы удержания. Аналогичные процессы будут протекать при отклонении частоты импульсов на выходе ге-" нератора 10 тактовых импульсов от номинального значения.

Цепь, содержащая выделить 5 передних фронтов продетектированного сигнала и ждущий мультивибратор 6, предназначена для нормального функционирования устройства частотно-манипулированных сигналов при приеме случайной последовательности манипулирующих посылок и в статическом режиме, когда длительное время принимает- ся либо частота f„, либо частота fo °

В первом случае эта цепь осуществляет поочередное подключение к входу усредняющих делителей 22 выхода генератора 10 тактовых импульсов с учетом состояния

RS-триггера 13 второго узла ФАПЧ 3 при приеме частот 1„и fo обеспечивая тем самым парность манипулирующих посылок различных знаков, используемых для работы цифрового интегратора 7.

Во втором случае, как уже отмечалось, никакой подстройки частоты на выходе элемента ИЛИ 9 происходить не будет.

768000

Формула изобретения

Составитель В. Маврин

Редактор Н. Суханова Техред К. Шуфрич Корректор В. Бутяга

Заказ 7221/53 Тираж 729 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Устройство для приема частотно-манипулированных сигналов, содержащее генератор тактовых импульсов, два узла фазо- вой автоподстройки частоты и фазовый де тектор, отличающееся тем, что, с целью повышения достверности принимаемых сигналов, в него введены выделитель фронтов входного сигнала, преобразователь код— частота, элемент ИЛИ и последовательно соединенные выделитель фронтов продетектированного сигнала, ждущий мультивибратор и цифровой интегратор, выходы которого подключены к входам прес бразователя код — частота, дополнительный вход и выход которого соединены соответственно с выходом генератора тактовых импульсов и первым входом элемента ИЛИ, к второму входу которого подключен выход генератора

"тактовых. импульсов, который соединен с тактовым входом цифрового интегратора, к дополнительным входам которого подключены выходы второго узла фазовой автоподстройки частоты, входы которого соединены соответственно с выходами первого узла фазовой автоподстройки частоты и элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу первого узла фазовой автоподстройки частоты, второй вход которого соединен с выходом выделителя фронтов входного сигнала, при этом выход первого узла

4е фазовой автоподстройки частоты подключен к первому входу фазового детектора, второй вход которого соединен с соответствующим выходом второго узла фазовой автоподстройки частоты.

Источники информации, принятые во внимание.при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 227404, кл. Н 04 В 1/30, 1966 (прототип) .