Устройство для демодуляции фазоманипулированных сигналов

) В.И. Не лемент ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИДЕ(56) Финк Л.М. Теория передачи дискретных сообщений. М.: Советское радио, 1970, с. 302-305.Авторское свидетельство СССР У 1020970, кл. Н 03 0 13/00, 1980. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕМОДУЛЯЦИИ ФАЗОМАНИПУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ, содержащее первый пороговый блок, дифференцирующий блок и реверсивный счетчик, выходы которого подключены к входам цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к входу последовательно соединенных сумматора, Фильтра нижних частот, перестраиваемого генератора и фазового детектора, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости при одновременном сокращении времени переходного процесса, введены первый формирователь импульсов, первый селектор полярности, последовательно соединенные второй селектор полярностии первый элемент ИЛИ, последовательно соединенные фильтр верхних частот, второй пороговый блок, второйформирователь импульсов и второйэлемент ИЛИ, выход которсго подключен к первому входу реверсивногосчетчика, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИвыход фазового детектора подключенк второму входу сумматора и к входу дифференцирующего блока, выходкоторого подключен к входам первогои второго селекторов полярности,причем выход первого селектора полярности подключен к второму входувторого элемента ИЛИ, выход Фильтранижних частот подключен к входуфильтра верхних частот, выход которого через последовательно соединенные первый пороговый блок ипервый формирователь импульсовподключен к второму входу первого1 1184Изобретение относится к радиосвязи и может найти применение вустройствах для помехоустойчивойдемодуляции Фазоманипулированныхсигналов. 5Цель изобретения- повышениепомехоустойчивости приодновременном сокращении временипереходного процесса.На Фиг.1 изображена структурноэлектрическая схема предлагаемогоустройства, на фиг.2 - эпюры напряжений, поясняющие его работу.Устройство для демодуляции фазоманипулированных сигналов содержитфазовый детектор 1, сумматор 2,фильтр 3 нижних частот, перестраиваемый генератор 4, дифференцирующий блок 5, первый селектор 6 полярности, второй селектор 7 полярности, первый элемент ИЛИ 8, второй 20элемент ИЛИ 9 реверсивный счетчик10, цифроаналоговый преобразователь11, Фильтр 12 верхних частот, первый13 и второй 14 пороговые блоки,первый 15 и второй 16 формирователи 25импульсов.Устройство работает следующим образом.Сущность демодуляции заключаетсяв том, что относительно входного ко- ЗОлебания (п(1)-шум)ФЬвУ,со+,6 Л ,Г/(А,)- б(-З -д 11)к Йприменяется такой нелинейный оператор Ь, который формирует аддитивную смесь информационной функциии функции продуктов переходногопроцесса, при этом в.спектре выходного напряжения демодулятора кроме информационного спектра будутдополнительные гармонические составляющие, частоты которых с увеличением времени асимптотически стремятся к нулю. Нелинейный операторЬ выбирается таким образом, чтобыспектр выделяемого сообщения испектр асимптотически стремящейсяк нулю несущей не совпадали. Наиболее просто такой алгоритм реализуется, если основная часть мощностиасимптотически нулевой несущей сосредоточена в спектральных составляющих вблизи нулевой частоты. Оператор Ь обеспечивает также высокуюпомехоустойчивость приема дискретных сообщений. 107На Фиг.2 показан случай приема Фазоманипулированных сигналов для модулирующей функции типа сглаженно го меандра (изображена часть процесса вхождения в синхронизм), а также прохождение аномального перескока входной фазы на 360 , обусловленного действием аддитивных шумов. Сигнал, который обрабатывается демодулятором, записывается как где х(С) - модулирующая функциясглаженного меандраУ И) - флуктуации входной фазы.Коэффициент передачи петли ФАПЧ выбирается так, чтобы полоса ФАПЧ была меньше нижней частоты спектра модулирующей функции. В этом случае фазовая ошибка за малый промежуток времени (например, на периоде модулирующей функции) определяется в основном фазой входного сигнала (фиг.2 Ь). Подобная фазовая ошибка, в которой аддитивно содержится функция переходного процесса системы ФАПЧ,проходит через фазовый детектор 1, характеристика которого изображе-" на на фиг.2 ц, Так как фазовый детектор имеет нелинейную характеристику, выходная его функция существенно отличается от входной, в частности появляются точки разрыва первого рода (фиг.2 й). В этих точках с помощью дифференцирующего блока 5 формируются короткие импульсы (аппроксимируемые в виде дельта-функций) обеих полярностей (фиг.2 Р, к,я). В качестве дифференцирующего блока 5 наиболее удобно применять однозвенную дифференцирующую ВС-цепь, однако при этом необходимо, чтобы длительность разрывного участка (Фиг.2 д) блока значительно меньше длительности основных участков.1Выходные импульсы дифференцирующего блока 5 после селекции по полярности селекторами 6 и 7 полярности поступают на входы (суммирующий и вычитающий) реверсивного счетчика 10,)двоичный вход которого с помощью цифроаналогового преобразователя 11 преобразуется в аналоговую форму (фиг,2 ж), Выходное напряжение цифроаналогового преобразователя 11 после сложения с выходным напряжением фазового детектора 1118407 3всумматоре 2 после сглаживающего фильтра 3 нижних частот имеет форму(фиг.2), подобную фазовой ошибке, и поступает на вход перестраиваемо го генератора 4 для управления его 5 частотой и фазой.В различных радиотехнических системах передачи информации спектр модулирующей функции х, получающейся из функциональной зависи мости сообщения а(й) для фазоманипулированных сигналов по алгоритму х(цдт хвре(ъНьри(1.1 -ь%ДК 15 имеет нижнюю частоту, равную нижней частоте спектра сообщения. Производная от этого выражения и является информационной составляющей начальной частотной расстройки фазо 20 манипулированного сигнала: Спектр информационной составляющей выходного напряжения сумматора расположен в области частот, превышающих нижнюю частоту спектра сообщения.Следовательно, при соответствующем выборе полосы удержания и нижней частоты спектра сообщения . спектры переходного процесса и инфор-. мационной составляющей выходного напряжения сумматора практически не30 пересекаются и поэтому могут быть разделены с помощью линейного. Фильт- . ра верхних частот. Отфильтрованная составляющая на выходе фильтра 12 верхних частот показана на фиг.20При этом демодулятор готов к работе непосредственно после его включения; Механизм повышения помехоустойчивости при аномальных перескоках фазы входного сигнала на 360 за счет действия адцитнвного шума бу дет следующим.Аномальный перескок фазы .(Фиг.2 ъ) проходит через фазовый детектор 1 (фиг.2 и) и далее преобразуется дифференцирующим блоком 5, селекторами 6 и 7 полярности (фиг.2 к), реверсивным счетчиком 10, цифроаналоговым преобразователем 11 (фиг.2 л) и выделяется на выходе сумматора 2 и фильтра 12 верхних частот (фиг,2 щ). Это напряжение поступает на вход пороговых блоков 13 и 14, уровни срабатывания которых равны соответственно плюс или минус половине аномального скачка напряжения сумматора 2. Порог выбирается таким,.чтобы пороговый блок реагировал только на аномальные скачки фазы, которые по величине превышают как изменение информационной составляющей фазы, так и нормальные флуктуации. Пороговые блоки 13 и 14 запускают соответствующий Формирователь 15 и 16 импульсов, вырабатывающий два коротких импульса, которые поступают на вход реверсивного счетчика 10 и компенсируют действие аномального перескока фазы. фильтр 3 нижних частот, который обычно стоит на выходе демодуляторов перед блоками вторичной обработки, сглаживает эти скачки напряжения (Фиг.2 о).1184107 Заказ 6285/56 Тираж 658 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5