Демодулятор сигналов с фазово-импульсной модуляцией

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) 3 К 9 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР. ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЛЬСТВУ К АВТОРСКОМУ СВ следовательн, Ю.И.Греб(21) 4779526/21(71) Воронежский научно-ис ский институт связи(56) Авторское свидетельство СССР М 1511858, кл. Н 03 К 9/04, 29,02.88Авторское свидетельство СССР ЬЬ 1137576, кл. Н 03 К 9/04, 02.03,83.(54) ДЕМОДУЛЯТОР СИГНАЛОВ С ФАЗОВО-ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах радиосвязи, телеметрии и преобразования сигналов, Цель изобретения.Ж, 1737722 А 1 повышение помехоустойчивости и расширение области принимаемых сигналов. Демодулятор содержит генератор 1 постоянного тока, ключи 2-4, блок 5 аналогового запоминания, дифференцирующую цепь 6, конденсатор 7, одновибратор 8, компаратор 9, одновибратор 10, ключ 11, формирователь 12. Введение в устройство и диодов 13 и и вычитателей 14 мод позволяет при приеме сигналов со "стертыми элементами" на время одного такта запоминать уровень напряжения, соответствующий наиболее вероятному значению сигнала (моде), что резко повышает помехоустойчивость приема сигналов. Кроме, этого устройство может работать с различными видами входных сигналов, так как мода вычисляется адаптивно к принимаемому сигналу. 3 ил.Изобретение относится к дискретной передаче сигналов и может быть использовано в системах радиосвязи. телеметрии и преобразовании сигналов.Целью изобретения является повышение помехоустойчивости устройства и расширение области принимаемых сигналов,На фиг.1 изображена функциональная схема; на фиг.2 - временные диаграммы работы на фиг.3 - пример реализации вычислителя моды.Устройство содержит генератор 1 постоянного тока, ключи 2-4; запоминающее устройство 5, дифференцирующую цепь 6, конденсатор 7, одновибраторы 8 и 9, компаратор 10, ключ 11, формирователь 12 опорных сигналов, диоды 13-113-п, вычислители моды 14-1, 14 п.Функциональная схема устройства имеет следующие связи. Генератор 1 постоянного тока через ключ 2 соединен.с блоками 3, 4 и 10 и первым выводом конденсатора 7. Выход ключа 3 и второй вывод конденсатора 7 подключены к корпусу, Вход 1 устройства через одновибратор 8 соединен с вторым входом ключа 2. Вход И устройства через дифференцирующую цепь 6 подключен к второму входу ключа 3 и вторым входам блоков 4 и 8. Выход компаратора 10 через одновибратор 9 соединяется с ключом 11. Второй вход компаратора 10 подключен к выходу формирователя 12 опорных сигналов.Второй выход одновибратора 9 подключен к третьему входу ключа 4. Выход ключа 4 соединен с выходом ключа 11 и входом запоминающего устройства 5, выход которого является выходом устройства и соединен с входами вычислителей моды 14-114-п, выходы которых подключены к анодам диодов 13-1,13-п, а катоды диодов 13-1 13-и соединены с вторым входом ключа 11.Устройство работает следующим образом.На входустройства поступают информационные импульсы с ФИМ (фиг.2, эпюра 2 ) на вход И- тактовые импульсы (ТИ) (фиг.2, эпюра 1). Приходящие ТИ дифференцируются в блоке 6, который формирует из них короткие положительные и отрицательные импульсы, соответствующие переднему и заднему фронтам. В момент прихода положительного импульса, соответствующего переднему фронту ТИ, ключ 4 на время его длительности замыкателя и напряжение на конденсаторе 7 запоминается запоминающим устройством 5. После замыкания ключа 4 под действием отрицательного импульса, соответствующего заднему фронту ТИ, на время его длительности замыкается ключ 3и разряжает конденсатор 7,Одновременно отрицательным импульсом, соответствующим заднему фронту ТИ,5,запускается одновибратор 8, формирующийспустя некоторое время т задержки, обусловленное срабатыванием самого одновибратора 8 и приближенно равноедлительности запускающего импульса, им 10 пульс управления ключом 2.После раэмекания ключа 3 под действием управляющего импульсас одновибратора 8 замыкается ключ 2 и конденсатор 7начинает заряжаться постоянным током от15 генератора 1. В момент прихода информационного импульса с ФИМ генерация импульса одновибоатора 8 принудительносрывается, вследствие чего ключ 2 размыкается и заряд конденсатора 7 прекращается20 (фиг.2, эпюра 3). Напряжение на конденсаторе 7 остается постоянным до моментаприхода следующего тактового импульса, врезультате на выходе запоминающего устройства 5 формируется ступенчатый сигнал25 (фиг,2, зпюра 4) с задержкой на один тактовый интервал.В случае отсутствия на тактовом интервале информационного импульса с ФИМ изза наличия в канале связи помех,30 вызывающих его "стирание" одновибратор8 формирует импульс управления ключом 2,приближенно равный по длительности тактовому интервалу, Под действием этого импульса ключ 2 замыкается на время35 длительности всего тактового интервала иконденсатор 7 заряжается до максимальновозможного уровня напряжения:Это вызывает срабатывание компаратора 10, вследствие превышения некоторого40 порогового уровня Опор, поступающего сформирователя 12 опорных сигналов и соответственно длительности интервала наблюдения т, (фиг.2, эпюра 2), посколькутактовый интервал складывается из интер 45 вала наблюдения тн и защитного интервала ь, наличие которого вызванонеобходимостью исключения попаданияинформационного импульса с ФИМ в соседний тактовый интервал (фиг.2, эпюра 1).50 Импульс сравнения с компаратора 10(фиг,6, эпюра 3) запускает одновибратор 9,который формирует противофазны импульсы управления ключами 4 и 11, несколько превышающие по длительности55 суммарную длительность защитного интервала и тактового импульса. Импульс отрицательной полярности с одновибратора 9исключает открывание ключа 4 в моментприхода ТИ, а импульс положительной полярности открывает ключ 11 и подает с катодов диодов 13-1,., 13-и на вход запоминающего устройства 5 уровень наиболеевероятного значения сигнала (моду),Сигнал моды формируется и-канальным 5узлом, состоящим из вычислителя моды 14-1и диода 13-1.Сигнал моды, представляющий собойнаибольший уровень, вычисляется в одномиз каналов и-канального узла и подается на 10ключ 11 через диоды 13-1 13-п, выполняющие Функцию ключей и,пропускающиесигнал наибольшего уровня только из одного канала. Поступающий наибольший уровень (модз) закрывает через диоды 13-1 1513-и выходы других каналов и-канзльногоузла с меньшими уровнями на выходе.В результате на выходе запоминающего устройства 5 вместо среднестзтистического значения(математического ожидания)уровня напряжения, подставляемого приотсутствии информационного импульсаФИМ, "стертого" помехами в канале связи,запоминается на время одного такта уровень напряжения, соответствующий наиболее вероятному значению сигнала (моде),Это существенно повышает помехоустойчивость устройства по сравнению с устройством-прототипом и расширяет 30диапазон видов принимаемых сигналов, таккак мода вычисляется адаптивно к принимаемому сигналу,Применяемый в устройстве вычислитель моды, например, может быть выполнен 35по блок-схеме, показанной на Фиг,З,На блок-схеме изображены; 15-1 15 п - полосовые фильтры; 16-1.,1 б-п - детекторы огибающей; 17-1, 17-исглаживающие Фильтры. 40Вычислитель моды работает следующим образом,Сигнал с выхода запоминающего устройства 5 подается на набор полосовых.Фильтров, полоса которых равна ЬГ/п, где 45Ы - полоса принимземого сигнала,п - количество фильтров,Сигнал фильтруется полосовым Фильтром и подается на детектор огйбзющей, выдающей огибающую сигнала, которая затем 50обрабатывается сглаживающим фильтром,выполняющим функцию интегратора.Техническую эффективность устройст. ва по сравнению с устройством-протОтипомможно показать на примере расчета относительной ошибки, которая определяетсяФормулойЕ 1ЯФгде е 1 - значение моды; е - значение математического ожидания.Например, для случая показательно- степенного закона распределения сигнала 81-1, е, тогда е - (е 1 1), т.е, получа 1ем двухкратный выигрыш при постановке моды вместо математического ожидания.Кроме того. предлагаемое устройство может работать с различными видами входных сигналов, статистические характеристики (например, мода) которых заранее известны, так как мода вычисляется адаптивно к принимаемому сигналу, т.е, изменяется динамически, Устройство-прототип может работать только с одним сигналом, статистические характеристики которого (например, математическое ожидание) заранее известны на приемной стороне, так как уровень матемзтического ожидания статичный (в процессе работы не изменяется) и должен быть заранее установлен на приемной стороне под конкретный вид сигнала, За счет этого в предлагаемом устройстве расширяется диапазон аидов принимаемых, сигналов, т,е, практически устройство может работать с любыми, заранее неизвестными сигналами.Формула изобретения Демодулятор сигналов с Фазово-импульсной модуляцией, содержащий первый . одновибратор, первый вход которого соединен с первой входной шиной, а выход - с управляющим входом первого ключа, вход которого соединен с выходом генератора постоянного тока, з выход - с первым входом компаратора, входом второго ключа и с общей шиной - через конденсатор, параллельно которому подключен третий ключ, управляющий вход которого соединен с первым управляющим входом второго ключа, вторым входом первого одновибратора и выходом дифференцирующей цепи, вход которой соединен с второй входной шиной, формирователь опорных сигналов, выход которого соединен с вторым входом компараторз, выход которого соединен с входом второго одновибратора, первый выход которого соединен с управляющим входом четвертого ключа, а второй выход - с вторым управляющим входом второго ключа, выход которого соединен с выходом четвертого ключа и.входом блока аналогового запоминания, выход которого соединен с выходной шиной, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и расширения области принимаемых сигналов, в него дополнительно введены и диодов и и вычислителей мод входного сигнала,1737722 при этом входы п вычислителей мод соединены с выходной шиной демодулятора сигналов, их выходы - с. одноименнымииЯ Составитель Е. Борз Техред М.Моргентал ктор Ю,Середа ректор Э,Лончаков Тираж Подписное Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5каз 1906 ВНИИП тельский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 Производствен Вход (бло выводами диодов, другие одноименные выводы которых соединены с входом четвертого ключа,Кдиодам 1" А