Способ выделения тактовой частоты многоканального сигнала относительной фазовой телеграфии

ИСАВ ИЗОБР ПАТЕНТ 2 Комитет Российской Федерации по патентам и топарным знакаь(76) фавстов Юрий Андреевич(54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ТАКТОВОЙ ЧАСТОТЫ МНОГОКАНАЛЬНОГО СИГНАПА ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ФАЗОВОЙ ТЕЛЕГРАФИИ(57) Изобретение относится к радиотехнике ипредназначено для выделения тактовой чагтотымногоканального сигнала относительной фазовойтелеграфии. Г(епь изобретения - повышение помехозащищенности и упрощение способа Сущность способа выделения тактовой частоты многоканального сигнала относительной фазовой телеграфии заключается в преобразовании принятогосигнала по частоте, задержке преобразованногосигнала, определении разности задержанного и незадержанного сигналов, определении модуля попученной разноститих сигналов и фильтоации тактовой частоты сигнала, при этом принятый сигналпреобразуют по частоте так чтобы частоты преоб(5 Ц 5 Н 042 3 06 Н 04 Ь 7 ОХ разованного сигнала были кратны частотному разносу ЬГ между частотными каналами принятого сигнала, а задержку преобразованного сигнала осуществляют на время Т=1/ЬГ, кроме того одновременно осуществляют "и" преобразований принятого сигнала по частоте где "и" - целое число) с разницными частотными и фазовыми сдвигами, в том числе и со сдвигами частот принятого сигнала на нулевое значение, определяют модули разности задержанного и незадержанного сигналов при каждом преобразовании, которые суаоируот перед фильтрацией тактовой частоты Устройство для осуществления способа содержит многочастотный генератор 1 квадратурных гетеродинных напряжений, синусные преобразователи 2,1 - 2 К косинусные преобразователи 3 1 - З.К линию задержки 4 на время Т=1 /И, инвснтор 5. суммирующий блок 6, двухполупсриодный детектор 7, суммирующий блок 8, фильтр 9 на тактовую частоту. 1 здф-лы, 1 ил.Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для выделения тактовой частоты многоканального сигнала относительной фазовой телеграфии.В системах связи относительной фаэоеой телеграфии типа "Кинеплекс" для получения тактовой частоты используется специальный частотный канал для ее передачи. Помимо необходимости использования для этого дополнительного оборудования и мощности передатчика, это влечет эа собой снижение информационной емкости системы связи или расширение занимаемой ею полосы частот. В случае, если синхроканал, передающий тактовую частоту, поражен помехой, нарушается прием информации по всем каналам многоканального сигнала.Указанных недостатков можно избежать, выделяя тактовую частоту из информационного спектра многоканального сигнала.В настоящее время известны следующие пригодные для этого способы: синхронизация по максимуму огибающей боковых колебаний, выделяемых с помощью фильтра, полоса которого расположена за пределами основной полосы сигнала, синхронизация по рабочим посылкам методом сравнения модулей посылок сигнала и синхронизация по переменной составляющей квадрата группового сигнала,Синхронизация по максимумам огибающей боковых колебаний обеспечивает сравнительно низкую точность определения границ посылок особенно при изменении уровня сигнала и подвержена сильному влиянию сосредоточенных помех,Синхронизация по рабочим посылкам методом сравнения модулей посылок сигнала в режиме вхождения в синхронизацию предусматривает интегрирование за интервал времени, в течение которого производится изменение фазы посылки, При этом каналы передачи не являются ортогональными и на результат отсчета влияют помехи из соседних каналов. Для усреднения воздействия этих помех необходимо значительное время. Кроме того, одиночный отсчет может быть ошибочным из-за неблагоприятного сочетания фаэ, соответствующих соседним посылкам, Более того. даже полученный усредненный отсчет на устанавливает синхронизм, а только изменяет на одну дискрету фазу опорного генератора, Для вхождения в синхронизм требуется многократное повторение циклов определения величины рассогласования по фазе, то есть подстройка фазы генератора тактовой частоты получается довольно инерционной,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Помимо этого, поскольку синхронизация производится по модулям посылок, этот метод подвержен сильному влиянию федингования, ухудшающего устойчивость синхронизации.Попытка уменьшить это влияние сделана в изобретении, в котором способ существенно усложняется за счет введения дополнительных операций, предназначенных для вычисления параметров федингования и за.прещения изменения фазы напряжения синхронизации при значительной величине флюктуаций входных параметров, Это, с одной стороны, исключает возможност 1 вывода из синхронизации за счет кратковременных входных флюктуаций сигнала, а, с другой стороны, делает синхронизацию невозможной при длительных флюктуациях. В изобретении для формирования воздействия, управляющего фазой напряжения синхронизации, используют интегрирование эа время, равное половине длительности посылки сигнала. Это ведет к нарушению ортогональности частотных каналов сигНала и к тому, что на результаты интегрирования влияют помехи из соседних частотных каналов не только при вхождении в синхронизм, как в ранее рассмотренном способе, но и при достижении синхронизма, благодаря чему снижается помехозащищенность. Кроме того, воздействие, управляющее фазой напряжения синхронизации, определяется квадратом входного сигнала, что еще более снижает помехозащищенность.От рассмотренных ранее способов выгодно отличается способ синхронизации по переменной составляющей квадрата группового сигнала, который выбран в качестве прототипа и включает в себя возведение в квадрат группового сигнала относительной фазовой телеграфии, фильтрацию фильтром верхних частот результата с целью подавления постоянной составляющей, задержку полученного сигнала и определение разности задержанного и неэадержанного его значений, интегрирование этой разности, определение модуля проинтегрированного напряжения и фильтрацию этого модуля фильтром на тактовую частоту, на выходе которого получают напряжение тактовой частоты,К недостаткам этого способа можно отнести использование возведения в квадрат группового сигнала, что снижает помехозащищенность способа, и неоправданное использование лишних операций (фильтрации верхних частот, возведения в квадрат, интегрирования, дополнительной операции задержки сигнала). Поскольку при задержке510 15 20 25 30 35 40 45 50 55 используется сигнал, предварительно подвергнутый операциям возведения в квадрат и фильтрации верхних частот, операция задержки при этом способе не может быть совмещена с операцией задержки, используемой и ри демодул я ции.Целью изобретения является повышение помехоэащищенности и упрощение способа выделения тактовой частоты многоканального сигнала относительной фазовой телеграфии. Для достижения указанной цели используют то, что разность суммы синусоидальных напряжений кратных частот, задержанных на один или несколько периодов наименьшей кратной частоты и неэадержанной аналогичной суммы равна нулю. Преобразовав по частоте принятый многоканальный сигнал относительной фазовой телеграфии так, чтобы после преобразования значения частот преобразованного сигналабыли кратны разносу между ними Жр (то есть так, чтобы соблюдалось условие 1 = гп Юр, где е - целое число), задерживают этот преобразованный сигнал на время Т" 1/ Мр и определяют разность задержанного и незадержанного сигналов, В случае если в течение интервала времени, равного длительности задержки, не происходило изменений фаэ частотных составляющих сигнала, значение этой разности равно нулю, Это условие в данном случае будет соблюдаться в течение интервала времени, равного разности длительности сигнальной посылки и длительности задержки сигнала. определяЮщего защитный промежуток. После изменения фаз частотных составляющих сигнала на границе информационных посылок разность задержанного и неэадержанного сигналов будет равна в течение интервала задержки разности сигналов, соответствующих соседним информационным посылкам, модуль которой отличен от нуля. Определив модуль разности задержанного и неэадержанного сигналов, например двухполупериодным детектированием, получают, таким образом, сигнал, содержащий тактовую частоту, Упомянутую обработку производят с использованием одного или нескольких гетеродинных напряжений с различными частотными и фазовыми сдвигами, в том числе и со сдвигами частот принятого сигнала на нулевое значение. При этом в случае. если одна из частот принятого сигнала преобразуется на нулевое значение, значения частот зеркальных по отношению к ней частотных составляющих могут после преобразования совпадать,В результате получают один или несколько модулей разности. содержащих одни и тех же синфазные составляющие тактовой частоты и некоррелированные составляющие помех, В случае использования нескольких гетеродинных напряжений полученные модули разности складывают, благодаря чему за счет усреднения по множеству увеличивается помехозащищенность. Составляющую тактовой частоты выделяют фильтрацией, Поскольку операции задержки подвергается неискаженный сигнал, эта операция может быть совмещена с операциями задержки, используемыми при демодуляции сигнала, Что касается операции преобразования по частоте, то она выполняется во всех способах и, в том числе, в прототипе и в заявленном способе и связана с необходимостью переноса сигнала на промежуточную частоту, Однако выбор параметров преобразования в заявленном способе является одним из факторов, благодаря которым достигается положительный эффект, заключающийся в повышении помехозащищенности иэ-эа возникновения упомянутой выше возможности усреднения по множеству и отсутствию операции возведения сигнала в квадрат, ухудшающей, как известно, соотношение сигнал/помеха, и при этом исключен ряд операций, используемых в прототипе (возведение в квадрат, фильтрация верхних частот, дополнительная операция задержки сигнала и интегрирование),На чертеже приведен пример реализации описываемого способа выделения тактовой частоты. При этом использованы следующие обозначения: 1 - многочастотный генератор квадратурных гетеродинных напряжения, 2.1 - 2, К - синусные преобразователи, 3.1-3.К - косинусные преобразователи, 4 - линия задержки на время Т = 1/ Лр, где Л 1 р - разнос между частотами (частотными каналами) сигнала, 5 - инвертор, б - суммирующее устройство, 7 - доухполупериодный детектор, 8 - суммирующее устройство, 9 - фильтр на тактовую частоту.Принятый сигнал подвергают преобразованиям, число которых равно 2 К, где К - число частотных составляющих (частотных каналов) сигнала.При каждом преобразовании в качестве гетеродинного напряжения используют напря;ение с частотой, равной частоте одной из частотных составляющих сигнала. в результате происходит ее перенос на нуле- вю частоту, Число преобразований с использованием одной и той же частоты5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 гетеродинных напряжений равно двум. При этих преобразованиях фазы гетеродинных напряжений сдвинуты на 90 О.Каждый из 2 К преобразованных сигналов задерживают на время Т - 1/ Жя, где Мр - величина частотного разноса между частотами (частотными каналами) принятого сигнала, и для каждого иэ преобразованных сигналов определяют разность между незадержанным и задержанным значениями. Каждую из полученных разностей подвергают операции определения модуля путем двухполупериодного детектирования, Все полученные модули разностей суммируют и сумму подвергают операции фильтрации для выделения тактовой частоты,Предлагаемый способ может быть реализован с помощью устройства, схема которого изображена на чертеже, Устройство содержит 2 к каналов (по паре квадратурных каналов на каждую частотную составляющую многоканального сигнала), каждый из которых соединен со входом устройства и включает в себя последовательно соединенные преобразователь (2,1 - 2.КЗ.1-3.К), линию задержки на время Т = 1/ Ж (4), инвертор 5, суммирующее устройство 6 и двухполупериодный детектор 7. Суммирующее устройство 6 помимо выхода инвертора соединено с входом линии задержки 4. Готеродинные входы преобразователей соединены с выходами многочастотного генератора квадратурных гетеродинных напряжений 1, вырабатывающего для каждой пары квадратурных каналов устройства два напряжения, сдвинутые друг относительно друга на 90 О, с частотой равной частоте частотной составляющей сигнала, которой соответствует квадратурный канал. Выходы двухполупериодных детекторов 7 соединены с входами суммирующего устройства 8, выход которого соединен с входом фильтра на тактовую частоту 9, выход которого является выходом устройства.Предлагаемый способ обладает нижеследующими преимуществами по сравнению с прототипом.Поскольку приведенная выше процедура выделения тактовой частоты совместима с оптимальной демодуляцией сигнала относительной фазовой телеграфии, заключающейся в интегрировании упомянутых выше разностей задержанных и незадержанных сигналов и во взятии отсчетов, соответствующих результатам интегрирования в моменты времени, когда фаза выделенной тактовой частоты соответствует середине защитного промежутка, число дополнительных операций, необходимых для выделения тактовой частоты минимально. В связи с этим на чертеже часть тракта до блоков 7 является частью демодулирующего тракта (на чертеже показаны отводы, связанные с остальной частью демодулирующего тракта) и для выделения собственно тактовой частоты требуются канальные двухполупериодные детектирования, суммирование результатов детектирования и фильтрация полученной суммы.При этом несмотря на значительное упрощение способа выделения тактовой частоты многоканального сигнала относительной фаэовой телеграфии благодаря исключению операций возведения в квадрат, фильтрации верхних частот, дополнительной операции задержки и интегрирования, предложенный способ обеспечивает лучшую помехозащищенность благодаря исключению операции возведения в квадрат, ухудшающей помехозащищенность, и использованию операции усреднения по множеству (суммированию) напряжений, содержащих тактовую частоту. В связи с тем, что разности упомянутых выше задержанных и незадержанных напряжений формируются в тракте демодуляции, осуществление этой операции не требует, как указывалось, больших затрат. Следует отметить, что преимущества заявленного способа сохраняются и в том случае, если суммирование модулей разности задержанных и незадержанных сигналов не производить, а использовать только один модуль разности. В этом случае они будут обусловлены отсутствием операции возведения в квадрат и связанным с этим улучшением помехозащищен ности и упрощением способа, связанным с отсутствием операций возведения в квадрат, фильтрации верхних частот, дополнительной операции задержки сигнала и интегрирования. Что касается операции преобразования по частоте, то она выполняется во всех способах и, в том числе, в прототипе и в заявленном способе, и связана с необходимостью переноса сигнала на промежуточную частоту. Однако выбор параметров преобразования в заявленном способе является одним из факторов, благодаря которым достигается положительный эффект.(56) Звездный А М. и др, Фазораэностная модуляция и ее применение для передачи дискретной информации. - М.; Связь, 1967, с. 257- 272,Авторское свидетельство СССР М 1589414, кл. Н 047/04, 1988.10 2001534 Составитель Ю,ФавстоТехред М.Моргентал ректор М.Демчи акто каэ 3133 Тираж Подпис НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 ий комбинат "Патент", г, Уж, ул.Гагарина,ат роиэводстве Формула изобретения 1. СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ТАКТОВОЙ ЧАСТОТЫ МНОГОКАНАЛЬНОГО СИГНАЛА ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ФАЗОВОЙ телеГРАФии, заключающийся в преобразовании принятоГо сигнала по частоте, задержке преобразованного сигнала, определении разности задержанного и не- задержанного сигналов, определении модуля полученной разности этих сигналов и фильтрации тактовой частоты сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения помехозащищенности и упрощения способа, принятый сигнал преобразуют по частоте так. чтобы частоты преобразованного сигнала были кратны частотному разносу Ь 1 между частотными каналами принятого сигнала, а задержку преобразованного сигнала осуществляют на время Т=1/Ь 1, 5 2, Способ по п.1, отличающийся тем,что одновременно осуществляют и преобразований принятого сигнала по частоте (где и - целое число) с различными частотными и фазовыми сдвигами, в том числе и 10 со сдвигами частот принятого сигнала нанулевое значение, определяют модули разности задержанного и неэадержанного сигналов при каждом преобразовании, которые суммируют перед фильтрацией так товой частоты,