Устройство для приема фазомодулированных сигналов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 27/ 51) 4 Н ИЗОБРЕТЕНИЯИДЕТЕЛЬСТВУ ВСЕСОЮЗНАЯ3,";13 ВНБДКВТЯй ОПИ САНИК АВТОРСКОМ нспорта ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Харьковский институт инженеров железнодорожного траим. С.М.Кирова(56) Тихонов В.И. и др.Нелинейная фильтрация и квазикоге- рентный прием сигналов. М.: Советское радио, 1975, с. 704Авторское свидетельство СССР У 259972, кл, С 01 8 13/02, 1965. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА ФАЗОМОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ, содержащее первый и второй фазовый детекторы, первый и второй фильтры нижних частот, первый сумматор, первый управляющий элемент, выход которого подключен к входу первого подстраиваемого генератора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены пять сумматоров, два усилителя, два интегратора, второй подстранваемый генератор, второй управляющий эдементр блок сравнения сигналов по фазе, блок сравнения сигналов по амплитуде и генератор периодических колебаний, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым входами блока сравнения сигналов по амплитуде, третий вход которого подключен к первому выходу блока сравнения сигналов по фазе, первый вход которого соединен с выходом первого подстраиваемого генератора и с первым входом первого фазового де. - тектора, выход которого соединен ЯО 1202069 с первым входом второго сумматора,с первым входом третьего сумматора, с вторым входом блока сравнения сигналов по фазе, с первым входом четвертого сумматора и с первым входом пятого сумматора, второй вход которого подключен к второму выходу блока сравнения сигналов по фазе, к второму входу четвертого сумматора, к второму входу второго сумматора и к второму входу третьего сумматора, выход которого через первый интегратор подключен к первому входу первого сумматора, второй вход которого подключен к выходу первого фильтра нижних час- р тот, вход которого соединен с выходом Е первого усилителя, вход которого подключен к выходу второго сумматора, третий вход которого соедииее с треть- С им входом третьего сумматора, с третьим входом блока сравнения сигналов аппо фазе, с выходом второго фазового детектора, с вторым входом четвер-: фф того сумматора и с третьим входом юр пятого сумматора, выход которого через второй интегратор соединен с первым входом шестого сумматора, дй выход которого через второй управляющий элемент соединен с входом второго подстраиваемого генератора, выход которого соединен с четвертым входом блока сравнения сигналов по фазе и с первым входом второго фазового. детектора, второй вход которого подключен к второму входу первого фазового детектора, третий вход четвертого сумматора подключен к выходу блока сравнения сигналов по амплитуде, четвертый вход которого соединен с выходом второго усили 1теля и с входом второго фильтра ниж них частот, выход которого соединенс вторым входом шестого сумматора,выход четвертого сумматора соединенс входом второго усилителя, выходпервого сумматора подключен к входупервого управляющего элемента2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок сравненйя сигналов по фазе содержит интегратор, сумматор, фазовращатель и фазовый детектор, выход которого соединен с первым входом сумматора, выход которого подключен к. входу инте"гратора, выход фаэовращателя соединен с первым входом фазового детектора, второй вход которого являетсяпервым входом блока сравнения сигналов по фазе, вторым, третьим и четвертым входами которого являются со-.ответственно второй и третий входысумматора и вход фазовращателя, первым и вторым выходами блока сравне-,ния сигналов по фазе являются соответственно выход интегратора и выход .фазового детектора.3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок сравнения сигналов по амплитуде содержит.вычитатель и два перемножителя, выходы которых подключены к входам вычитателя, выход которого является выходом блока сравнения сигналов по амплитуде, первым, вторым, третьим и четвертым входами которого являются соответственно первый вход первого:перемножителя, первый вход второго перемножителя, второй вход первого перемножителя и второй вход второго перемножителя.4. Устройство по п.1, о т л ич а.ю щ е е с я тем, что генератор периодических колебаний содержит два перемножителя, блок обратного преобразования сигнала, вычитатель, квадратор, блок зеркального преобразования сигнала, генератор периодического колебанйя экспоненциаль. ной формы и синхронизатор, выход которого соединен с первым входом 202069блока зеркального преобразования .сигнала и с входом генератора периодического колебания экспоненциальной формы, выход которого соединен с вторым входом блока зеркального преобразования сигнала, выход которого соединен с первым входом первого перемножителя и с входом квадрато. ра, выход которого подключен к первому входу второго перемножителя ик первому входу вычитателя, выход которого через блок, обратного преобразования сигнала подключен к вторым входам первого и второго перемножителей, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами генератора периодических колебаний, при этом второй вход вычитателя является опорным входом. 5. Устройство по п. 4, о т л и" ч а ю щ е е с я тем, что блок зеркального преобразования сигнала содержит фильтр нижних частот, сумматор, два нагрузочных элемента, переключатель, два блока памяти, два формирователя потенциалов и генератор тактовых импульсов, первый и второй выходы которого подключены к входам соответственно первого и второго формирователей потенциалов, выходы которых соединены с входами соответственно первого и второго блоков памяти, выходы которых подключены соот" ветственно к первому и второму выводам переключателя, третий и четвертый выводы которого подключены соответственно к первому и второму нагрузочным элементам и к перврму и второму входам сумматора, выход которого соединен с входом фильтра нижних частот, при этом пятый вывод переключателя,подключен к входу генератора тактовых импульсов и является первым входом блока зеркального преобразования сигнала, вторым входом которого является шестой вывод переключателя, а выход фильтра нижних частот является выходом блока зеркального преобразования сигнала.Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в сис,темах передачи информации по двухлучевому каналу связи,Целью изобретения является повышение помехоустойчивости,На фиг. 1 изображена структурнаяэлектрическая схема предложенногоустройства; на фиг. 2 - структурнаяэлектрическая схема генератора периодических колебаний; на фиг. 3 - струкрурная электрическая схема блока зеркального преобразования; на фиг.4 -временные диаграммы работы блоказеркального преобразования.Устройство для приема фазомодулированных сигналов содержит генерантор 1 периодических колебании, первый подстраиваемый генератор 2,первый фазовый детектор 3,первый сумматор 4, первый,усилитель 5, первый фильтр 6 нижних час тот, второй сумматор 7, первыйуправляющий элемент 8, третий сумматор .9, первый интегратор 10, второйподстраиваемый генератор 11, блок 12сравнения сигналов по фазе, блок 13сравнения сигналов по амплитуде,второй фазовый детектор 14, четвертый, пятый и шестой сумматоры 15 -17, второй усилитель 18, второйфильтр 19 нижних частот, второйинтегратор 20, второй управляющийэлемент 21.Блок 12 сравнения, сигналов пофазе содержит фазовый детектор 22,фазовращатель 23, сумматор 24,интегратор 25,Блок 13 сравнения сигналов поамплитуде содержит первый и второйперемножители 26 и 27, вычитатель 28.Генератор 1 периодических колебаний содержит первый и второй перемножители 29 и 30, блок 31 обратногопреобразования сигнала, вычитатель 32.квадратор 33, блок 34 зеркальногопреобразования сигнала, генератор 35 периодических колебаний экспоненциальной формы, синхронизатор 36.Блок 34 зеркального преобразования содержит фильтр 37 нижних час- .тот, сумматор 38, первый и второйнагруэочные элементы 39 и 40, переключатель 41, первый и второй блоки 42 и 43 памяти, первый и второйНа вторые входы фазовых детекторов 3 и 14 поступает входное колебание, представляющее, сумму двух взаимно задержанных фазомодулированных сигналов и шума. фазовая модуляция осуществляется некоторым случайным процессом (в системах передачи информации этим случайным процессом являются передаваемые сообщения, в системах измерения параметров движения объектов этим случайным процес. 5 1 О сом является, например, радиальная составляющая скорости движения объ; екта). На первые входы фазовых детекторов 3 и 14 подаются опорныеколебания с выходом подстраиваемых фильтрации (интегрирования) низкочастотный сигнал, .адекватный апосте. риорной оценке отсчета сообщенияв первом луче на интервале времени, равном разности задержек сигналов в лучах, В блоке 13 сравнения сигналов по амплитуде происходит вычитание этого низкочастотного сигнала с выходным колебанием с выхода усилителя 18, причем перед вычитанием происходит взвешивание (умножение на весовые сигналы, формируемые генератором 1 периодических колеба 50 55 генераторов 2 и 11. Эти опорные колебания достаточно близки по формек применяемым фазомодулированнымсигналам, а на входах фильтров 6и. 19 нижних частот формируются выделенные модулирующие процессы, при-,чем на выходе фильтра 19 нижних частот выделение модулирующего процессапроизводится с меньшей ошибкой, таккак в формировании задержанного модулирующего процесса участвуют измерения незадержаннопо. Поэтому выходомустройства является вход фильтра 19нижних частот, где вьделяется задержанный модулирующий процесс (сообщение), Блоки 12 сравнения сигналов по фазе и блок 13 сравнения сигналов по амплитуде, таким образом,предназначены для увеличения точности выделения задержанного модулирующего процесса путем выделения незадержанного модулирующего процесса. Происходит это следующим образом. Опорные колебания перемножают 40 в фазовом детекторе 22, предварительно опорное колебание подстраиваемого генератора 11 сдвигают по фазена 90 , суммируют с выходными колебаниями фазовых детекторов 3 и 14 45 и получают после низкочастотнойний). Взвешивание производится с целью усиления чувствительности блока 13 сравнения сигналов по амплитуде к рассогласованию по задержке сигналов в лучах. Уровни напряже,ний на выходах генератора 1 периодических колебаний устанавливаются таким образом, чтобы в конце каждого интервала времени, равного взаимной задержке между сигналами в первом ,и втором лучах, напряжение на выходе "блока 13 сравнения сигналов по амплитуде быпо равно нулю.Работа генератора 1 периодических колебаний происходит следующим образом. Напряжение экспоненциальной формы на интервале времени, равном периоду следования синхронизирующих импульсов синхронизатора 36, формируется в генераторе 35 периодических колебаний экспоненциальной формы (константа, являющаяся сомножителем в показателе экспоненты, численно равна ширине спектра сообщения). Это напряжение после эеркального преобразование в блоке 34 зеркального преобразования во времени относительно конца интервала поступает на первые входы перемножителей 29 и 30, причем на перемножитель 30 - после возведения в квадрат.На вторые входы перемножителей 29 и 30 подается напряжение, обратное по величине разности выходного напряжения квадратора 33 опорного напряжения (1 В). В результате на первом выходе первого генератора 1 периодических колебаний формирутся колебание видаекр -сС(Ъ-Е)3/(1- ехр -2 с(7-с)Ц, а на втором выходеекр -2 Ы(Т-т) /11-ехр -2 Ы(7-с) 3),где Ы - ширина спектра сообщения;- время задержки между сигналами в первом и втором лучах,Период следования Т синхронизирующих импульсов должен быть выбран из условияТ( (1) где Т- время взаимной задержки фазомодулированных сигналов, известное в месте примера./ Помехоустойчивость в установившемся режиме приема фазомодулированных02069 4сигналов, практически не зависит отесли выполняется условие (1).Блок 34 зеркального преобразования сигнала во времени за один период колебания экспоненциальной формыработает следующим образом.На фиг. 4 а приведена временнаядиаграмма сигнала на входе блока 34зеркального преобразования; сигнал 1 О после дискретизации по времени привгден на фиг. 4 б; сигналы, записанныев блоки памяти 42 и 43 - фиг. 4 в и 4 г; сигналы, считанные с блоковпамяти 42 и 43 - на фиг. 4 д, е;15 Сигнал на выходесумматора 38фиг. 4 ж, сигнал на выходе фильтра 37 20 25 ЗО 35 40 45 50 нижних частот - на фиг. 4 з.Напряжение, экспоненциальной формы вида екр( -с, которое может быть получено, например, при разряде конденсатора, поступает поочередно на входы блоков 42 и 43 памяти на основе приборов с зарядовой связью, т.е. в первый период происходит запись сигнала экспоненциальных форм в блок 42 памяти, за второй пгриод происходит запись сигнала в блок 43 памяти, за третий период происходит запись опять в блок 42;памяти и т.д. При этом за период,когда происходит запись в блок 42 памяти, происходит считывание сигнала с блока 43 памяти и наоборот. Переключатель 41 производит периодическое переключение записывающего (считывающего) входа каждого из блоков 42 и 43 памяти. Процессом записывания и считывания управляют формирователи 44 и 45 потенциалов. Частота дискретизации определяется генератором 46 тактовых импульсов. Зеркально преобразованные четырехпериодные дискретные сигналы суммируются в сумматоре 38, и на выходе фильтра 37 нижних частот выделяется колебание, зеркально отображенное входному за каждый период.Задачей блоков памяти 42 и 43 на основе приборов с зарядовой связью является запоминание выборок сигнала экспоненциальной формы за один период сигнала (за время Т= =с; -С; , 1 =1,2,3,4,), т,е, они запоминают дискретно-аналоговый сигнал.1202069 ставитель В.Чи хред Т. Дубинчак ов КоРРектоР С,Шек Редактор и аказ 8"Патент" Филиал город, ул.Проектн 107/61 Тираж 658 Подписно ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/