Устройство для демодуляции частотномодулированных сигналов

л .:, О Л Й С А П"-И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 1502,79 (21) 2731295/18-09 М (лЗН 0427/14 с присоединением заявки йо Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытийДата опубликования описания 25,1080 А.ф. Толочко, А.А. Пыжов, А.В. Беланович и С.А. Алексеева(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕМОДУЛЯЦИИ ЧАСТОТНОМОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВИзобретение относится к технике, передачи дискретной информации и может быть использовано при построении устройств преобразования сигналов.5 Известно устройство для демодуляции частотно-модулированных (4 М) сигналов при низком отношении несущей частоты к частоте модуляции, содер жащее последовательно соединенные полосовой Фильтр, усилитель-ограничитель, блок выделения фронта сигнала, первый счетчик, первый блок выделения огибающей, блок управления и уп равляемый генератор, выход которого подключен к первому входу генератора сигналов, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом делителя частоты и первым вхо дом блока совпадения, к второму входу которого подключен выход первого счетчика, второй вход которого соединен с вторым входом управляемого генератора, входом делителя частоты, 25 выходом высокочастотного генератора и первым входом второго счетчика, выходы которого подключены соответственно к третьему входу первого счетчика и к первому входу блока устранения дроблений, выход которого подключен к второму входу блока выделения фронта сигнала, выход которого соединен с вторыми входами второго счетчика и блока устранения дроблений, а выход блока совпацения подключен к второму входу блока управления 111 .Однако известное устройство имеет низкую помехоустойчивость.Цель изобретения - повышение помехоустойчивости. Указанная цель достигается тем, что в устройство для демодуляции частотно-модулированных сигналов при низком отношении несущей частоты к частоте модуляции, содержащее последовательно соединенные полосовой Фильтр, усилитель-ограничитель, блок выделения фронта сигнала, первый счетчик, первый блок выделения огибающей, блок управления и управляемый генератор, выход которого подключен к первому входу генератора сигналов, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом делителя частоты и первым входом блока совпадения, к второму входу которого подключен выход первого счетчика,773953 второй вход которого соединен с вторым входом управляемого генератора, входом делителя частоты, выходом высокочастотного генератора и первым входом второго счетчика, выходы которого подключены соответственно к третьему входу первого счетчика и к .5 первому входу блока устранения дроблений, выход которого подключен к второму входу блока выделения Фронта сигнала, выход которого соединен с вторыми входами второго счетчика и блока устранения дроблений, а выход блока совпадения подключен к второму входу блока управления, введены третий счетчик, элементы И, два триггера, элементы ИЛИ и второй блок выделения 5 огибающей, выходы которого подключены к первым входам соответствующих , элементов И, вторые входы и выходы которых соединены соответственно с первым выходом третьего счетчика и 20 первыми входами элементов ИЛИ, к вторым входам которых подключены второй и третий выходы третьего счетчика, при этом выходы элементов ИЛИ соединены с входами первого триггера, выходы которого подключены к первым входам соответствующих элементов И, вторые входы которых соединены с дополнительным выходом управляемого генератора и первым входом третьего счетчика, второй вход которого соединен с выходом блока выделения Фронта сигнала и первым входом второго блока выделения огибающей, к второму входу которого подключен дополнительный выход первого счетчика, а выходы соответствующих элементов Исоединены с входами второго триггера. На чертеже представлена структур ная электрическая схема устройства.Устройство для демодуляции ЧМ сигналов содержит полосовой фильтр 1, усилитель-органичитель 2, блок 3 выделения фронта сигнала блок 4 устра 1 а 5 нения дроблений, первый счетчик 5, второй счетчик б, высокочастотный генератор 7, первый блок 8 выделенияогибающей, управляемый генератор9, генератор 10 сигналов, делитель11 частоты, блок 12 совпадения, блок13 управления, третий счетчик 14,элемент ИЛИ 15, первый триггер 16,элемент ИЛИ 17, второй блок 18 выделения огибающей, элементы И 19-22,второй триггер 23. Устройство работает следующим образом.ЧМ сигнал, принимаемый из канала связи, ограничивается по спектру полосовым фильтром 1 и по амплитуде усилителем-ограничителем 2 поступает на вход блока 3 выделения фронта сигнала, вырабатывающего короткие импульсы-стробы (нулевые пересечения),моменты появления которых совпадают с моментами перехода ЧМ сигнала че-, рез нулевой уровень. При выделении нулевого пересечения блок 4 устранения дроблений вкл,чает блокировку приема нулевых пересечений на вредмя о . Одновременно нулевые пересечения с выхода блока 3 выделения фронта сигнала поступают на первый счетчик 5 и второй счетчик б, на вторф и первый входы которых соответственно поступают импульсы Г ц от высокоВцчастотного генератора 7. Когда второй счетчик б установится в состояние, соответствующее концу блокировки о , на его втором выходе Формирулется сигнал, по которому блок 4 Устранения дроблений снимает блокировку с блока 3 выделения фронта сигнала.В моменты времени, соответствующие нулевым пересечениям ЧМ сигнала, результат измерения текущего полупериода со второго счетчика б переносится в первый счетчик 5, который самостоятельно прибавляет к этому значениюрезультат измерения следующего полу- периода ЧМ сигнала. В итоге результат, накапливающийся в первом счетчике 5 в каждый момент появления нулевого пересечения, отображает длительность текущего периода ЧМ сигналачислом импульсов высокочастотного генератора 7. Для выделения огибающейпо длительности периода ЧМ сигналасигнал с выхода первого счетчика 5поступает на блок 8 выделения огибающей.Управляемый генератор 9 формирует синхронизирующие импульсы, которыми осуществляется запуск генератора10 сигналов с учетом начального сдвига точки отсчета, равного отношениючастоты Гб высокочастотного генератора 7 к характеристической частотеГ 1 , соответствующей символу "1". Навторой вход генератора 10 сигналовпоступают импульсы с делителя 11 частоты, осуществляющего деление частоты Гвысокочастотного генератора7 на коэффициент, равный отношениюхарактеристической частоты Г к удвоенной девиации частоты 2 ЬГ (2 дГГо - Г, где Го и Г, - характеристические частоты соответственно длясимволов 0 и 1). Выход генератора 10 сигналов подключен к первому входу блока 12 совпадения, второй вход которого соединен с выходом первого счетчика 5. Блок 12 совпадения осуществляет непрерывное во времени сравнение длительности периода ЧМ сигнала с текущим значением числа в генераторе 10 сигналов, Выход блока 12 совпадения связан со вторым входом блока 13 управления, первый вход которого подключен к выходу блока 8 вьщеления огибающей.Формула изобретения Если эа время длительности перно;ца ЧМ сигнала блоком 12 совпадениязафиксировано равенство значений чисел, поступающих с первого счетчика5 и генератора 10 сигналов, то блок13 управления при наличии с блока8 выделения огибающей сигнала энача 1 цего момента, соответствующего переключению от характеристической частоты Г к частоте Гд, уменьшает частоту импульсов управляемого генератора 9, обеспечивая подстройку синхронизирующего импульса под идеальныезначащие моменты,Если за время длительности периода ЧМ сигнала блоком 12 совпаденияне зафиксировано равенство значенийчисел, поступающих с первого счетчика 5 генератора 10 сигналов, то блок13 управления при наличии с блока 8выделения огибающей сигнала значащего момента, соответствующего переключению от характеристической частоты Г к частоте Г, увеличиваетчастоту импульсов управляемого гене.ратора 9. Таким образом осуществляется уменьшение величины фазовогорассогласования между идеальными значащими позициями и синхронизирующими импульсами.Восстановление огибающей ЧМ сиг -нала осуществляется следующим образом.Третий счетчик 14 осуществляет непрерывный во времени подсчет нулевыхпересечений, поступающих на второйвход с блока 3 выделения фронтовсигнала между двумя соседними синхронизирующими импульсами.Если третий счетчик насчитываетмежду двумя синхронизирующими импульсами число нулевых пересечений, которое принципиально принадлежит только характеристической частотето сигналом с третьего выхода третьего счетчика 14 через элемент ИЛИ 15первый триггер 16 устанавливаетсяв состояние, соответствующее приемузначащей позиции "1".Если третий счетчик 14 насчитывает между двумя синхронизирующимиимпульсами число нулевых пересечений,которое принципиально принадлежиттолько характеристической частотеГ ,то сигналом со второго выходатретьего счетчика 14 через элементИЛИ 17 первый триггер 16 устанавливается в состояние, соответствующееприему значащей позиции "0",Если третий счетчик 14 насчитывает между двумя синхроимпульсами число нулевых пересечений, которое получено как при приеме характеристической частоты 1 , так и частоты Г, тосигналом с первого выхода третьегосчетчика 14 на элементе И 19 и элементе И 20 производится анализ состояниявторого блока 18 выделения огибающей,который устанавливает состояния "О" или "1", исходя иэ условия, что допустимая величина фазового рассогласования каждой из характеристическихчастот ЧМ сигнала одинакова, а некоторая асимметрия потери части информации о сигнале при различных значащих позициях, низком отношении частоты несущей к скорости модуляции ицифровой обработке ЧМ сигнала устранена за счет сдвига границы эоны, скоторой сравнивается оцениваемый параметр ЧМ сигнала (длительность анализируемых полупериодов), в сторонуее некоторого увеличения.Если вторым блоком 18 выделенияогибающей зафиксирована значащая15 позиция, соответствующая "1", топри формировании сигнала на первомвыходе тре-.ьего счетчика 14 сигналомс выхода элемента И 20 первый триггер 16 устанавливается в состояние"1".Если на втором выходе второго блока 18 выделения огибающей зафиксирована значащая позиция, соответствующая "0", то при формировании сигнала на первом выходе третьего счетчика 14 сигналом с выхода элементаИ 19 первый триггер 16 устанавливается в "0".Состояние первого триггера 16синхроимпульсами управляемого генератора 9 переписывается через элементы И 21 и 22 во второй триггер 23,На выходе второго триггера 23формируется последовательность принятых единичных элементов,35 Учитывая то, что данное устройстводля демодуляции ЧМ сигналов исключает потерю части информации о сигнале(более половины) по сравнению с известным устройством, эффективность егоЩ применения в части повышения помехоустойчивости будет в пределах 3 дБ. 45Устройство для демодуляции частотно-модулированных сигналов при низкомотношении несущей частоты к частотемодуляции, содержащее последовательно соединенные полосовой фильтр,усилитель-ограничитель, блок выделения фронта сигнала, первый счетчик,первый блок выделения огибающей,блок управления и управляемый генератор, выход которого подключен к первому входу генератора сигналов, второй вход и выход которого соединенысоответственно с выходом делителячастоты и первым входом блока совпадения, к второму входу которого подключен выход первого счетчика, второйвход которого соединен с вторым входом управляемого генератора, входомделителя частоты, выходом высокочастотного генератора и первым входомвторого счетчика, выходы которого773953 Составитель Н, ПантелееваРедактор А. Мотыль Техред Ж. Кастелевич Корректор С. Шекмар Заказ 7534/81 Тираж 729 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж, Раушская наб д. 4/5Филиал ППП "Патент", г.,ужгород, ул. Проектная, 4 подключены соответственно к третьему входу первого счетчика и к первому входу блока устранения дроблений, выход которого подключен к второму входу блока выделения фронта сигнала выход которого соединен с втоФ5 рыми входами второго счетчика и блока устранения дроблений, а выход блока совпадения подключен к второму входу блока управления, о т л и ч аю щ е. е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, введены третий счетчик, элементы И, два триггера, элементы ИЛИ и второй блок выделения огибающей, выходы которого подключены к первым входам соответствующих элементов И, вторые входы и 15 выходы которых соединены соответственно с первым выходом третьего счетчика и первыми входами элементов ИЛИ, к вторым входам которых. подключены второй и третий выходы третьего счетчика, при этом выходы элементов ИЛИсоединены с входами первого триггера,выходы которого подключены к первымвходам соответствующих элементов И,вторые входы которых соединены сдополнительным выходом управляемогогенератора и первым входом третьегосчетчика, второй вход которого соединен с выходом блока выделения фронтасигнала и первым входом второго блока выделения огибающей, к второмувходу которого подключен дополнительный выход первого счетчика, а выходысоответствующих элементов И соединены с входами второго триггера. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Ф 441680, кл. Н 04 . 27/24, 1972,