Приемник сигналов с двойной фазовой манипуляцией

(59 4 Н 04 Ь 27/22 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТНРЫТИЙ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ лов с тройной фазовой манипуляцией, Устр-во содержит полосовой фильтр 1, формирователь 2 импульсов, элементы 3, 4 задержки, арифметические сумматоры 5, 6, блок 7 фазовой автоподстройки частоты, формирователи 8, 9, 10 строб-импульсов, распределитель 11 импульсов, блок 12 разделения сиг налов,. фильтры нижних частот (ФНЧ) 13, 14, 17, выходные блоки сопряжения (ВБС) 15, 16, 18. Блок 12 разделения сигналов содержит измеритель 19 дальности, выходной регистр 20, коммутатор 21 и анализаторы 22, 23. Для осуществления приема сигналов с тройной фазовой манипуляцией введены элемент 4 задержки, арифметический сумматор 6, формирователь 10 строб-импульсов, ФНЧ 17 и ВБС 18.2 з.п. ф-лы, 24 ил.;(56) Авторское свидетельство СССРУ 1220135, кл. Н 04 1; 27/22, 1983,(54) ПРИЕМНИК СИГНАЛОВ С ДВОЙНОЙФАЗОВОЙ МАНИПУЛЯЦИЕЙ(57) Изобретение относится к телегра.фин и Может использоваться в моделяхсреднескоростных систем передачидискретной информации. В сравнениис изобретением по основному авт. св.У 1220135 увеличивается объем принимаемой информации путем приема сигнаФр-,ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /71264370 Составитель О.ГеллерТехред Л.Олейникф Корректор Е.Сироман Редактор А.Гулько Заказ 5577/59 Тираж 624 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Изобретение относится к телеграфии, может быть использовано в моделях среднескоростных систем передачи дискретной информации и является дополнительным к авт,св. У 1220135, 5Целью изобретения является увеличение объема принимаемой информации путем приема сигналов с тройной фазовой манипуляцией.На фиг, 1 изображена структурная электрическая схема предложенного приемника; на фиг. 2 - структурная электрическая схема распределения импульсов; иа Фиг. 3 - 22 - временные диаграммы работы устройства; 15 на фиг. 23 и 24 - временные диаграммы работы распределителя импульсов.Приемамк сигналов с двойной фазовой манипуляцией содержит полосовой фильтр 1, формирователь 2 импуль сов, элемент Э задержки, дополнительный элемент 4 задержки, арифметически сумматор 5, дополнительный арифметический сумматор 6, блок 7 фазовой автоподстройки частоты, первый и второй Формирователи 8 и 9 строб- импульсов, дополнительный формирователь 10 строб-импульсов, распределитель 11 импульсов, блок 12 разделения сигналов, первый и второй фильт- М ры 13 и 14 нижних частот, первый и второй выходные блоки 15 и 16 соп ,ряжения, дополнительный фильтр 17 нижних частот, дополнительный выходной блок 18 сопряжения. 35Блок 12 разделения сигналов содержит измеритель 19 длительности, выходной регистр 20, коммутатор 21, первый и второй анализаторы 22 и 23.Измеритель длительности содержит 40 первый и второй элементы И-НЕ 24 1 и 25.Коммутатор содержит первый и второй элементы И 26 и 27, элемент И 28 .3Первый анализатор содержит первый 45 и второй В -триггеры 29 и 30.Выходной регистр содержит первый, второй и третий 0 -триггеры 31, 32и 33.Второй анализатор содержит инвертор 34, первый и второй счетчики 35 и 36 импульсов.Распределитель импульсов содержитодновибратор 37, счетчик 38 импульсов, делитель 39 частоты, первый и второй элементы И 40 и 41.Приемник работает следующим образом. Колебания несущей частоты, выделенные полосовым фильтром 1 из входного сигнала, преобразуются формирователем 2 импульсов в прямоугольные импульсы и поступают на первые входы арифметических сумматоров 5 и 6 непосредственно. На второй вход арифметического сумматора 5 они поступают через элемент 3 задержки, сдвигающий их по .Фазе на половину периода колебаний несущей частоты. На второй вход арифметического сумматора 6 они поступают через два одинаковых элемента 3 и 4 задержки, создающих задержку в период колебаний несущей частоты (Фиг. 11 с, д 1 8 а д ) .Если в колебаниях несущей частоты появляется манипуляция фазы, на выходе суммы арифметического сумматора 5 устанавливается потенциал логического нуля на время, однозначно зависящее от величины сдвига фазы при манипуляции.При сдвиге фазы на 180 ф это время равно половине периода следования импульсов несущей частоты, Сигнал на выходе переноса в течениеэтого времени может быть различен,но полностью и однозначно определяется вариантом манипуляции колебанийнесущей частоты, Его можно рассматривать как последовательный двухраэрядный код, который для различныхвариантов манипуляции имеет значения:О - 180 - код 11; 180 - 0 - код00; 90 - 270 - код 10; 270 - 90код 01,Приемник разделяет разряды этогокода в два отдельных канала, Приэтом один разряд кода выражает зна-чение принятой элементарной посылкипервого канала, а другой - второгоканала. Эта работа выполняется анализатором 22 первого переноса с помощью распределителя 11 импульсов,Анализ выполняется в течение интервала времени, пока на выходе суммыарифметического сумматора 5 нрисутствует потенциал логического нуля, изаключается в следующем. Интерваланализа разбивается на две частй.Значение переноса на каждый из нихзаносится в отдельный 0 -триггер29 и 30. Сначала значение переносазаносится в О -триггер 30, а затемв Э -триггер 29, после чего последовательный кбд с выхода переносаарифметического сумматора 5 оказывается преобразованным в первый, но разряды этого кода формируются в разное время. Когда в Ь -триггер 30 заносится первый разряд кода с 5 выхода переноса, в Э -триггере 29 еще хранится значение второго разряда такого же рода, но от прежного момента манипуляции фазы, и заменится новым значением только пос О ле записи в Р -триггер 29 второго разряда нового кода. Эти моменты разнесены на постоянную величину, равную четверти периода колебаний несущей частоты. 5 1Для устранения этого сдвига содержимое анализатора 22 первого переноса переписывается параллельным кодом в . Р -триггеры 31 и 32 выходного. ре гистра 20. При этом в его Р -триг" гер 33 информация переписывается непосредственно, а в Э -триггер 32 через коммутатор 21, управляемый измерителем 19 длительности первой сум мы, представляющим собой статический триггер. Если в анализируемом варианте манипуляции фаза сдвигалась на 180 , на вход установки этого триггера с третьего выхода распределителя ЗО 1 импульсов в конце интервала анализа поступает отрицательный импульс, обеспечивающий на выходе элемента И 24 потенциал логической единицы, а на выходе элемента И 25 - логичес35 кого нуля. За счет этого к моменту записи в выходной регистр 20, поступающему после окончания интервала анализа, коммутатор 21 подключаетк информационному входу Э -тригге О ра 32 выход Э -триггера 29. Когда с четвертого выхода распределителя 11 импульсов появится импульс записи, в два В -триггера 31 и 32 выходного регистра запишется код с вы хода переноса арифметического сумматора 5,а в первый Э -триггер 31 запишется логическая единица с выхода измерителя 19 длительности (первой суммы)., т.е. в выходном регистре 20будет записан один из четырех пер вых кодов приведенной таблицы кодировки. Какой именно код будет записан определяется значением переноса арифметического сумматора 5. После этого импульсом с пятого выходараспределителя 11 импульсов измеритель 19 длительности (первой суммы) будет установлен в исходное состояние.Результаты дополнительной обработки, выполняемой элементом 4 задержки, арифметическим сумматором6 и анализатором 23 (второго переноса), в этой ситуации не используются,При сдвиге фазы на 90 времясуществования потенциала логического нуля на выходе суммы арифметического сумматора 5 всегда равночетверти периода следования импульсов несущей частоты (фиг. З,а,б ,Ь, г - 10 а., б, Ь, ). Поэтому навыходе установки триггера, выполняющего роль измерителя 19 длительности (первой суммы), не поступаетимпульс с третьего выхода распределителя 11 импульсов и он остаетсяв исходном состоянии, в которое онбыл установлен после анализа предыдущего варианта манипуляции фазыимпульсом с пятого выхода распределителя 11 импульсов. В результатеэтого при записи кода в выходной регистр 20 к информационному входу1)-триггера 32 через коммутатор 21будет подключен выход анализатора23 (второго переноса).Анализ второго переноса выполняется следующим образом. При арифметическом суммировании принятого сигнала и сигнала, задержанного на величину, равную периоду колебаний импульсов несущей частоты, сигнал свыхода суммы арифметического сумматора 6 при сдвиге фазы на 90 всегда имеет .вид двух импульсов, имеющихдлительность, равную четверти периода колебаний несущей частоты. Ониразделены интервалом такой же длительности. Сигнал на выходе переноса арифметического сумматора 6 приотсутствии манипуляции повторяетимпульсы несущей частоты. Появлениеманипуляции нарушает регулярностьсигнала. Нарушение может быть двухтипов. При одном из них между импульсами суммы оказывается импульс переноса (фиг, 13 в,- 18 б, х ), придругом этот импульс отсутствует(фиг. 11 6,- 16 б, 2, ) . Чтобы различить эти два типа нарушения регулярности сигнал с выхода суммыарифметического сумматора 6 поступает на счетный вход счетчиков 35 и 36импульсов, на вход установки котопыхпоступает сигнал с выхода переноса арифметического сумматора 6, Выходом анализатора является выход второго счетчика 36.Так как с выхода переноса арифметического сумматора б при отсутствии манипуляции постоянно поступают им" пульсы, то счетчики 35 и 36 постоянно ходятся в исходном состоянии. При появлении манипуляции начинает О ся счет импульсов с выхода суммы арифметического сумматора,б. Если между этими импульсами отсутствует импульс переноса, то к моменту запи", си информации в выходной регистр 15 20 счетчики 35 и 36 досчитывают до двойки и на выходе анализатора 23 появится потенциал логической единицы. Если между импульсами суммы окажется импульс переноса, то после 20 того, как счетчики 35 и 36 зафиксируют первый импульс, они будут сно" ва установлены в исходное состояние и затеи зафиксируют второй импульс суммы, т.е, к моменту записи информации в выходной регистр 20 счетчики 35 и 36 досчитают только до единицы и на выходе анализатора 23 к этому моменту будет находиться потенциал логического нуля. 30Инвертор 34 введен в состав анализатора 23, чтобы обеспечить работу счетчиков 35 и 36 на положительных фронтах импульсов суммы. Это позволяет полностью завершить анализ второго переноса уже в начале второго импульса суммы. К моменту записи информации в выходной регистр 20 измеритель 19 длительности (первой суммы)будет находиться в исходном состоя нии. Поэтому в первый 0 -триггер 31 выходного регистра 20 запишется ноль. В следующ 7 ю В -триггеры 32 и 33 запишутся коды, которые для различных вариантов манипуляции бу дут иметь следующие значения:фиг. 19 О. Б у Ь рг Я Ю 1 ъс код 10 фиг. 20 о., б, 6, г, ,С., ъс - код 01 фиг. 21 а, Е, Ь, Ъ, с,с,ж - .- код 11; фиг. 220.,Х,Ь9 50 е,ж - код оо.При этом надо учитывать, что в Э-триггер 33 заносится значение по-. тенциала на выходе переноса арифметического сумматора 5 в то время, 55 пока на втором выходе его суммы присутствует потенциал логического нуля. Во второй Э -триггер 32 заносится 32 ноль, если между .импульсамисуммы находится импульс переноса,и единица, если импульс отсутствуетПолученные значения полностью. соответствуют четырем нижним строкамприведенной кодировки, т.е такоепостроение схемы позволяет отождествить код, записанный в выходном регистре 20, с кодом, образованным одновременно передаваемыми элементарными посылками трех независимых сигналов, Разряды этого кода оказываются разделенными в три отдельных канала и каждый разряд кода выражаетзначение принятой элементарной посылки отдельного канала. Далее элементарные посылки каждого канала черезотдельный фильтр 13 (14 и 17) нижнихчастот и выходной блок 15 (16 и 18)сопряжения поступают на отдельный выход приемника.Таким образом, для правильной работы приемника операций в блоке разделения каналов должны выполнятьсястрого определенные моменты времени,определяемые распределителем 11 импульсов. Основу распределителя 11 импульсов составляет делитель 39 частоты (трехразрядный двоичный счетчик),выходы первых двух триггеров которого соединены с входами элементовИ 40 и 41. Импульсы, проходящие навыходы элементов И 40 и 41, и делитель 39 частоты на два определяют соответственно моменты записи информации в Э -триггеры 29 и 30 анализатора 22 и установки измерителя19 (первой суммы).формирования импульсов при манипуляции фазы на 180 и 90 немногоразличаются. В первом случае импульсы записи информации в триггеры 29и 30 анализатора 22 первого пере"носа формируются так, чтобы импульсна выходе элемента И 40 находился насередине первой половины этого интервала (фиг. 23 а,ч), Импульс на выходе делителя частоты 39 (3) располагается в самом конце интервалаанализа после импульсов на выходахэлементов И 40, 41 (фиг. 23 О,Фс,,к),Эти импульсы формируются следующим образом. Из выходных сигналовблока 7 фазовой автоподстройки частоты формирователи 8, 9,10 строб-импульсов формируют при последовательности импульсдв, поступающих на вхо1264370 7ды распределителя 11 импульсов. Их вид и взаимное расположение, а также расположение относительно сигнала суммы арифметического сумматора 5, поступающего на третий вход (фиг. 234, 5 показаны соответственно на фиг, 23 Ь, 6,. Такое взаимное расположение обеспечивается работой блока 7 фазовой автонодстройки частоты, фази рующего свои выходные сигналы под колебания несущей частоты. Вторая из этих последовательностей поступает на вход делителя 39 частоты, состоящего из трех счетных триггеров, ус тановочные входы которых соединены с третьим входом. При отсутствии манипуляции фазы несущих колебаний на третьем входе присутствует постоянная логическая единица, принудительно удерживающая на выходах триггеров потенциалы логического нуля (фиг. 23 а, ф, е, м), Это запрещает прохождение импульсов с первого входа на выход элементов И 40 и 41 (фиг. 23 ,ц ).При смене фазы несущих колебаний на выходе суммы арифметического сумматора 5 появляется потенциал логического нуля (фиг, 23 а) на время равное половине периода несущих колебаний, который снимает принудительную установку с триггеров делителя 39 частоты, начинающих деление частоты второй последовательности импульсов, После окончания четвертого импульса этой последовательности на выходе суммы арифметического сумматора 5 появляется снова потенциал логической единицы, за счет чего на выходе третьего триггера делителя 39 частоты формируется узкий импульс (фиг. 23).Элементы 40 и 41, выполняют дешифрацию и стробироваииедвух состояний делителя 39 частоты. На их выходы приходят стробирующие импульсы в моменты, когда делитель 39 частоты находится в дешифруемом состоянии,На выход элемента И 40 он приходит,. когда на выходе первого триггера делителя 39 частоты присутствует потенциал логической единицы, а на выходе второго - потенциал логического нуля. ,(фиг.,23 Ь,(, й, 1 ), На выходе эле- ментаИ 41 приходит, когда йа выходе второго триггера делителя 39 частаты присутствует потенциал логической единицы (фиг. 23 Ь, Ю,и. ) . 10 5 20 25 30 35 45 8При манипуляции фазы на 90 схема выполняет те же действия, но за счет того, что потенциал логической единицы на выходе суммы арифметического сумматора 5 восстанавливается после окончания второго импульса входной последовательности делителя 39 частоты (фиг. 24 а, Е, Ь, а ), цикл работы делителя 39 частоты укорачивается (фиг. 23 Я, с, мс, фиг. 24 , , Ж, ). Из-за этого импульсы на выходе делителя 39 частоты и элемента И 41 не формируются (фиг. 24 ж, и), т.е. распределитель 11 импульсов не выдает импульсы записи информации во второй триггер 30 анализатора 22 переноса первого сумматора и установки измерителя 19 длительности сум 1" мы. При отсутствии в принимаемом сигнале манипуляции фазы на выходе одновнбратора 37 постоянно присутствует потенциал логической единицы, который по входам установки удерживает счетчик 38 импульсов в исходном состоянии, Это препятствует прохождению стробирующих импульсов, поступающих со входов распределителя 11 импульсов, Такое состояние является устойчивым за счет действия об-. ратной связи с выхода счетчика 38 импульсов на вход одновибратора 37.При появлении манипуляции фазы на выходе суммы арифметического сумматора 5 появится потенциал логического нуля, который установит на выходе одновибратора 37 ток потенциал логического нуля (фиг, 23 а,к ) и (триггер) счетчик 38 импульсов начи(нает делить частоту входных импуль- . сов (фиг. 23 м,.м.), Стробнрующие импульсы проходят на выходы счетчика 38 импульсов, когда на выходе (обоих триггеров) счетчика 38 импульсов установится потенциал логической еди" . ницы, но проходят они в разное время (фиг. 23 Ь, , н,о ). Сначала появляется импульс, используемый в приемнике для записи информации в выходной регистр 20. Затеи появится импульс, используемый для установкив исходное состояние измерителя 19длительности первой суммы и самого одновибратора 37. Поэтому этот импульс имеет малую длительность, определяемую временем задержек сраба-:тывания используемых логических элементов. После установки одновибратора 37 в исходное состояние на его1264370 выходе снова устанавливается потенциал логической единицы, принудитель но устанавливающий счетчик 38 импульсов в исходное состояние (фиг. 23 к, 1 ) .5Работа одновибратора 37 никак не зависит от варианта манипуляции фазы несущих колебании. Моменты появления импульсов подобраны так, чтобы они оказывались за пределами ин О тервалов анализа переноса арифметического сумматора 5 (фиг. 23 О, Н 0) и переноса арифметического сумматора 6 (фиг. 24 О., Н, 0 ). Последнее можно оценить, сравнивая расположе ние этих импульсов и сигнала суммы арифметического сумматора 6 (фиг. 24 Н, О,п ) и учитывая, что анализ переноса его завершается в момент появления переднего фронта вто рого импульса сигнала суммы арифметического сумматора 6. Формула изобретения25 Приемник сигналов с двойной фазовой манипуляцией по авт, св. У 1220135, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью увеличения объема принимаемой информации путем приема сигналов с тройной фазовой манипуляцией, введены дополнительный фильтр нижних частот, дополнительный выходной блок сопряжения, дополнительный формирователь строб-импуль 35 сов, дополнительный арифметический сумматор и дополнительный элемент задержки, выход которого соединен с первым входом дополнительного арифметического сумматора, второй вход которого подключен к входу блока фазовой автоподстройки частоты, третий выход которого соединен с входом дополнительного формирователя строб-импульсов, выход которого соединен с четвертым входом распределителя импульсов, дополнительные выходы которого подключены к дополнительным входам блока распределения сигналов, дополнительные первый и50 второй информационные входы которого подключены соответственно к первому и второму входам дополнительного , арифметического сумматора, при этом третий выход блока разделения сигна- лов соединен через дополнительный фильтр нижних частот с входом дополнительного выходного блока сопряже" ния в 102. Приемник по п. 1, о,т л и ч аю щ и й с я тем, что распределитель импульсов содержит одновибратор, счетчик импульсов, делитель частоты и два элемента И, первые входы которых соединены с первым входом счетчика импульсов, второй вход которого подключен к выходу одновибратора, первый вход которого соединен с первым выходом счетчика импульсов, второй вход одновибратора соединен с первым входом делителя частоты, первый выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, третий вход которого подключен к второму выходу делителя частоты, третий выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, при этом первый вход первого элемента И, второй вход делителя частоты, второй вход одновибратора и третий вход счетчика импульсов являются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым входами распределителя импульсов, выходами которого являются выходы пер" вого и второго элементов И и второй выход счетчика импульсов, дополнительными выходами распределителя импульсов являются выход делителя частоты и первый .выход счетчика импульсов.3. Приемник по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что блок разделения сигналов содержит выходной регистр, измеритель длительности,два анализатора и коммутатор, первый вход которого подключен к первому выходу измерителя длительности и к первому входу выходного регистра,второй вход которого подключен к выходу коммутатора, второй вход которого соединен с первым выходом первого анализатора, второй выход которого соединен с третьим входом выходного регистра, выход второго анализатора соединен с третьим входом коммутатора, четвертый вход которого подключен к второму выходу измерителя длительности, при этом первый вход первого анализатора является информационным входом блока разделения сигналов, дополнительными первым и вторым информационными входами которого являются соответственно первый и второй входы второго анализатора, входами блока разделения сигналов являются второй и третий входы первого анализатора и четвертый входФвыходного регистра, третий и четвер11тый выходы измерителя длительности,являются дополнительными входамиблока разделения сигналов, первв 1 м,1264370 12вторым и третьим выходами которогоявляются первый, второй и третий выходы выходного регистра.