Способ тактовой синхронизации приемника двоичного частотно модулированного сигнала и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК А 1 4 Н 04 ОМИТЕТТНРЫТИЯМ ГОСУДАРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ НИ тво С О, 19 73. уляцияастоерия2,ущеи ч и, с Вьп.(54) СПОСОБ ТАКТОВОПРИЕМНИКА ДВОИЧНОГОЛИРОВАННОГО СИГНАЛАЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение отпередачи данных. Целповьппение точности С 61 ХРОНИЗАЦИИЧАСТОТНО-МОДУ-.И УСТРОЙСТВО ДЛЯ осится к техник ь изобретения- актовой синхроИзобрет передачи д бам и устр зы тактово . синхронных (ЧМ). сигнаЦелью и ие откос ся к,технике ности к спос подстройки ф в приемника дулированньгх нныхв час йствам авт о колебани астотно о обретения вляется пов й синхрониз ение чности тактов На ф 1 и едставлена ст ая схема устр низации, пояс уктур йства ая эл актов ктриче й синх ющая ехническ ость способа тактовоичвой синхрониэ приемникалированногвременные ого ч стотнона фиг. сигдиагранала;, мы сиг лов АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетелУ 481140, кл. Н 04 Ь 27Швыдкий В,В, ЦифроваЧМ-сигнала на низкой нете , Техника средств свТехника проводной связи1979, с, 83-91. Вэамен ранее изданного,ЯО 136122 низации. Устр-во, реализующее данный способ тактовой синхронизации приемника двоичного частотно-модулирован" ного сигнала, содержит преобразователь 1 частотно-модулированного сигнала, демодулятор 2, формирователь 3 тактового сигнала, эл-ты И 4 и 5, инверторы 6 и 7, сумматоры 8 и 9 по модулю два, регистр 1 О сдвига, триггеры 11, 12 и 13, счетчик 14 импульсов и переключатель 15. Цель достигается эа счет уменьшения погрешности тактовой синхронизации. Это обеспечивает работу.устр-ва по каналу связи с шумами с меньшей вероятностью ошибок. При увеличении степени фазо- й вых искажений частотно-модулированного сигнала в канале связи выигрьпп в помехоустойчивости увеличивается. 2 с.п, ф-лы, 2 ил. Устройство тактовой синхронизации содержит входной преобразователь 1 щ ЧМ-сигнала, демодулятор 2, формирователь 3 тактового сигнала (ТС), пер- р вый и второй элементы И 4 и 5, первый и второй инверторы 6 и 7, сумматор 8 по модулю два, дополнительный сумматор 9 по модулю два, регистр сдвига 10, первый, второй и третий триггеры 11, 12 и 13, счетчик импуль" фв сов 14 и переключатель 15.Устройство тактовой синхронизации работает следующим образом.Принятый ЧМ-сигнал (фиг. 2 г) поступает на входной преобразователь 1, который формирует короткие импульсы нуль-переходов, временное положе ние которых соответствует моментамперехода ЧМ-сигнала через нулевойуровень. Входной преобразователь 1может осуществлять также фильтрациюсигнала и перенос спектра принятогоЧМ-сигнала, .а также временную привязку импульсов нуль-перехода к высокойчастоте.Формирователь, ТС 3 представляет 10собой, например, делитель частоты,подключенный к источнику импульсоввысокой частоты с возможностью добавления или вычитания .входных им"пульсов по сигналу управления, поступающих соответственно на один издвух его управляющих входов. Формирователь ТС 3 формирует две серии коротких импульсов ТЧ 1 и ТЧ 2, син"хронных с выходным сигналом делителя 20частоты (фиг. 2 а, б).Короткий импульс нуль-переходав момент(фиг. 2 в) устанавливаеттриггер 13 в исходное состояние иобнуляет счетчик импульсов 14. Этот . 25же импульс с нуль-перехода по своемузаднему фронту :(спаду) через второйинвертор 7. устанавливает первый триггер 11 в нулевое состояние.В исходном состоянии третьего триг.30гера 13 переключатель 15 пропускаетна счетный вход счетчика импульсов14 импульсы с частотой Г 1. В концетакта на границе между информационнымипосылками импульс ТЧ 2 устанавливаеттретий триггер 13 в другое устойчивое состояние, в котором на вход счетчика импульсов 14 через переключатель15 подаются импульсы с частотой Г.В момент фиксации счетчиком импульсов 4 О14 Я-го входного импульса на его выходе формируется сигнал, устанавливающий первый триггер 11 в единичноесостояние. Первый импульс нуль-перехода в начале следующего такта в мо" 45мент С вновь обнуляет счетчик импульсов 14 (при этом сигнал установки с первого триггера 11 снимается)и перебрасывает третий триггер 13.При этом на синхровходе второго триг Огера 12 формируется перепад потенциала, по которому во второй триггер12 из первого триггера 11 переписывается информация о том, достигло ликоличество импульсов, поступившихна вход счетчика импульсов 14 за интерзал Т, + и Т, числа И,После этого (по заднему фронту того же импульса нуль-перехода) триг 7Чгер 11 обнуляется, Число импульсов и, отсчитанных счетчиком импульсов 14 в момент , равнои = дТГ, +дТ Р (1)Частоты Г, и Р должны быть пропорциональными частотам передачи Г, итак, чтобы выполнялось хотя бы приближенно равенство- 2 М. (2)Суммарный фазовый сдвиг частоты передачи Г, за интервал Л Т, и частоты передачи Г за интервал А Т составляет в радианах(4)Равенству и = Б, как видно из вы" ражения (4), соответствует Щ = Т Таким образом, после момента 1второй триггер 12 принимает и сохраняет до конца такта одно из своих двух состояний в зависимости от того, превьппает или не превьппает суммарный фазовый сдвиг ЧМ-сигнала за время от 1 до 1 величину в .Выходной сигнал второго триггера 12, пройдя через сумматор 8, с помо.- щью первого инвертора 6 открывает . один из элементов И 4 (5) и закрывает другой элемент И 5 (4), В результате короткий импульс ТЧ 2, поступающий в моментиз формирователя ТС 3 на входы первого и второго элементов И 4 и 5, пройдет только через один йэ них и поступит на один из двух управляющих входов формирователя ТС 3 (добавление или вычитание).На второй вход сумматора 8 поступает из регистра сдвига 10 сигнал . двоичного нуля, если принятая демодулятором 2 очередность информационных символов в двух тактах, предшествующих моменту, соответствует передаче .частоты Г, в первом такте и частоты й во втором такте. При этом сигнал на выходе сумматора 8 совпадает с сигналом второго триггера 12. Если очередность символов противоположна, то на второй вход сумматора 8 из регистра сдвига 10 поступает двоичная единица, что приводит к инверсии на выходе сумматора 8 по отношению к сигналу второго триггера 12. Таким образом, в зави1361727 симости от порядка следования информационных символов (и, следовательно, порядка чередования частот заполнения ЧМ-сигнала) сохраняется5 или меняется предварительно записанный во второй триггер 12 знак фазового рассогласования относительно . идеального положения тактового ко-, лебания, соответствующего л Р = 7 (вследствие непрерывности фазы ЧМ- сигнала фазовый сдвиг между его любыми двумя нуль-переходами равен 6 ), Дополнительный сумматор 9 дает разрешение на прохождение импульса ТЧ 2 15 через первый и второй элементы И 4 и 5 только в том случае, если в двух разрядах регистра сдвига 10 записаны неравные двоичные символы и, следовательно, в анализируемой паре 20 тактов приняты посылки разных частот. Импульсы тактовой частоты ТЧ 2, поступающие в демодулятор 2, позволяют оптимизировать процесс демодуляции путем использования в демодуляторе 2 25 сведений об ожидаемых границахпосылок.Приемник двоичного ЧМ-сигнала, осуществляющий предложенный способ тактовой синхронизации, обеспечивает 30 за счет уменьшения погрешности тактовой синхронизации работу по каналу связи с шумами с меньшей вероятностью ошибок, причем при увеличении степени фазовых искажений ЧМ-сигнала в канале связи выигрыш в помехоустойчивости увеличивается. 35 2. Устройство тактовой синхронизации приемника двоичного частотномодулированного сигнала по п, 1,содержащее входной преобразователь 40 ЧМ-сигнала, выход которого подключенк входу демодулятора, а также формирователь тактового сигнала, счетчикимпульсов и сумматор по модулю два,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что 45 введены два элемента И, два инвертора, дополнительный сумматор по модулю два, регистр сдвига, триггерыи переключатель, при этом выход переключателя подключен к счетному вхо ду счетчика импульсов, выход которогочерез последовательно соединенныепервый и второй триггеры подключенк первому входу сумматора по модулюдва, выход которого подключен к пер- .5 вому входу первого элемента И непосредственно и через первый инвертор - к первому входу второго элемента И, а выходы первого и второго элементов И подключены к соответствую 1. Способ тактовой синхронизации приемника двоичного частотно-модулированного сигнала, заключающийся в формировании импульсов, соответствующих нуль-переходам ЧМ-сигнала, относительно которых определяют сигналы фазового сдвига соответствующих одной и другой частотам манипуляции, суммируют их и сравнивают с заданным порогом, формировании сигнала фазового рассогласования и коррекции фазы тактового сигнала, на каждом такте которого после формирования импульсов, соответствующих нуль-переходам Ж- сигнала, осуществляют демодуляцию ЧМ-сигнала с последующим выделением информационных символов двоичного ЧМ-сигнала, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности формула и зо брет ения тактовой синхронизации, сигнал фазового сдвига, соответствующий одной частоте манипуляции, определяют путем измерения длительности временного интервала на данной частоте кратной соответствующей частоте манипуляции между тактовым сигналом в ближайшим импульсом, соответствующим нуль- переходу ЧМ-сигнала на предшествующем такте тактового сигнала, а сигнал фазового сдвига, соответствующий другой частоте, кратной соответствующей частоте манипуляции, определяют путем измерения длительности временного интервала на данной частоте манипуляции между тактовым сигналом и ближайшим импульсом, соответствующим нуль-переходу ЧМ-сигнала на соседнем такте тактового игнала1 а суммарный сигнал фазового сдвига сравнивают с заданным порогом в 180 , причем сигнал фазового рассогласования, сформированный по результатам сравнения с заданным порогом, инвертируют, если порядок чередования одной и другой частот манипуляции при определении сигналов фазового сдвига на указанных соседних тактах тактового сигнала не совпадает с порядком поступления информационных символов двоичного ЧМ-сигнала, выделенных на соответствующих тактах тактового сигнала при демодуляции.щим входам формирователя тактовогосигнала, один иэ выходов которогоподключен к объединенным вторым вхо"дам первого и второго элементов И, к,третьим объединенным входам которыхподключены выходы двух разрядов регистра сдвига через дополнительныйсумматор по модулю два, один иэ вхо"дов которого объединен с вторым вхо Одом сумматора по модулю два, к тактовому входу регистра сдвига подключендругой выход формирователя тактовогосигнала, а к информационному входурегистра сдвига подключен выход демодулятора, к тактовому входу которого подключен соответствующий выходформирователя тактового сигнала,выход входного преобразователя ЧМсигнала подключен к входу обнулениясчетчика импульсов непосредственнои через второй инвертор - к синхровходу первого триггера, вход демодулятора объединен с синхровходом третьего триггера, выход которого подключен к управляющему входу переключателя и к синхровходу второго триггера, причем первый и второй входыпереключателя являются входами сигналов частот, кратных частотам манипуляции, вход обнуления третьего триггера соединен с соответствующим выходом формирователя тактового сигнала, сигнальный вход третьего триггера является входом логической единицы, а сигнальный вход первого триггера является входом логического нуля.Тираж 627комитета по иэобрМосква, Ж, Рауш Подписноеениям и открытиям при ГКНТ СССРкая наб., д, 4/5