Устройство для когерентной обработки фазоманипулированных сигналов

СОЮЗ СОВЕТСКИХщиюнртасиикРЕСПУБЛИК 801131037 зс 5 ц Н 04 Ь 27/22 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ТЕЛЬСТВУ К АВТОРСК.П. Котр88.8)Дж ЦифСвязь ов при двигом блок задержки тактовых а в каждый канал - фо импульсов,мирователь ровая сп1979,н управляющих импульсов, элемент задержки и блок памяти, первый вход которого соединен с выходом формирователя управляющих импульсов, вход которого соединен с вторым входом решающего блока и с соответствующимвыходом блока задержки тактовых импульсов, выход фазового детекторапервого канала через элемент задержки подключен к второму входу перемно"жителя второго канала, выход которого соединен с вторым входом блокапамяти, выход которого соединен спервым входом блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом блока памяти первого к а,второй вход которого соеди с выходом .перемножителя, второй вход которого подключен к выходу. элементазадержки второго канала, при этомвход формирователя управляющих импульсов первого канала является тактовым входом устройства. свидетельство ССС04 Ь 27/22, 1974 анапнен ГОСУДАРСтВЕННЫй КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОГЕРЕНТНОЙОБРАБОТКИ ФАЗОМАНИПУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ, содержащее в каждом из двухканалов Фазовый детектор, выход которого через согласованный фильтрподключен к первому входу решающегоблока, выход которого соединен с первым входом перемножителя, причемпервый вход фазового детектора первого канала соединен с первым входом фазового детектора второго ка"нала, второй вход которого соединенс первым выходом фазорасщепителя,вход которого соединен с выходомуправляемого генератора, вход которого подключен к выходу фильтра:нижних частот, вход которого подключен к в зходу блока вычитания, а орой выход фазовращателя соединенвторым входом фазового детекторарвого канала, о т л и ч а ю щ ем, что, с целью повышенияойчивости обработки сигнаанипуляции с минимальным стоты, в него введень111Изобретение относитя к радиоэлектронике и может быть использовано в системах передачи дискретной информации при манипуляции с минимальным сдвигом частоты.Известно устройство для когерентной обработки сигналов при манийуляции с минимальным сдвигом частоты, содержащее квадратор, выход которого через две параллельные цепи, состоящие из последовательно соединенных блока фазовой автоподстройки частоты и делителей частоты на два, подключен к входам первого и второго сумматоров и к входам первого перемножителя, выход которого подключен к входу полосового фильтра, выход которого соединен с первым входом переключателя и с первым входом первого интегратора, первый выход которого соединен с входом первого решающего блока, выход которого соединен с вторым входом переключа.,теля, третий вход которого соединен с выходом второго интегратора, первый вход которого соединен с вторым выходом первого интегратора, второй вход которого соединен с выходом второго перемножителя, первый вход которого соединен с выходом второго перемножителя, первый вход которого соединен с выходом первого сумматора, выход второго сумматора соединен с первым входом третьего пере- множителя, второй вход которого соединен с вторым входом второго перемножителя и с входом квадратора, выход третьего перемножителя подключен к второму входу второго интегратора 11.Недостатком этого устройства яв-. ляется низкая помехоустойчивость при работе с малым отношением сигналшум, связанная с неоптимальностьюсхемы снятия манипуляции.Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для когерентной обработки фазоманипулированных сигналов, содержащее в каждом йэ двух каналов фазовый детектор, выход которого че,рез согласованный фильтр подключен к первому входу решающего блока, выход которого соединен с первым вхо" дом перемножителя, причем первый вход фазового детектора первогоканала соединен с первым входом фазового детектора второго канала, ,второй вход которого соединен с пер 31.037 2вым выходом фазовращателя, вход которого соединен с выходом управляемого генератора, вход которого подключен к .выходу фильтра нижних частот,вход которого подключен к выходу5блока вычитания, а второй выход фазорасщепителя соединен с вторым входом фазового детектора первого канала Г 23Однако известное устройство обладает низкой помехоустойчивостьюобработки сигналов при манипуляциис минимальным сдвигом частоты.Цель изобретения - повышение помехоустойчивости обработки сигналовпри манипуляции с минимальным сдвигом частоты,Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для когерент 20ной обработки фазоманипулированныхсигналов, содержащее в каждом из двухканалов фазовый детектор, выход которого через согласованный фильтрподключен к первому входу решающего блока, выход которого соединенс первым входом перемножителя, причемпервый вход фазового детектора первого канала соединен с первым входомфазового детектора второго канала,второй вход которого соединен спервым выходом фазорасщепителя, входкоторого соединен с выходом управляемого генератора, вход которогоподключен к выходу фильтра нижнихчастот, вход которого подключен к35 выходу блока вычитания, а второй. выходфазорасщепителя соединен с вторымвходом фазового детектора первогоканала, введены блок задержки тактовых импульсов, а в каждый канал -40 формирователь управляющих импульсов,элемент задержки и блок памяти,первый вход которого соединен с выходом формирователя управляющих импульсов, вход которого соединен с45 вторым входом решающего блока и ссоответствующим выходом блока задержки тактовых импульсов, выходфазового детектора первого каналачерез элемент задержки подключен к50 второму входу перемножителя второгоканала, выход которого соединен свторым входом блока памяти, выходкоторого соединен с первым входомблока вычитания, второй вход кото"55 рого соединен с выходом блока памяти первого канала, второй вход. которого соединен с выходом перемножителя, второй вход которого подключен40 3 1131 к выходу элемента задержки второго канала, при этом вход формирователя управляющих импульсов первого канала является тактовым входом устройства.На фиг. 1 изображена структур-5 ная электрическая схема предложенного устройства; на фиг, 2 - дискриминационная характеристика устройства а на фиг. 3 и 4 - временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства соответственно при наличии некоторого фазового рассогласования и в случае отсутствия фазовой ошибки на фиг. 3 - а, Б - сигналы на выходах фазовых детекторов 1 двух15 каналов приема при наличии фазовой ошибки приходящими и опорными сигналами на фиг, 3 в, ъ - напряжения на выходах 3 решающих блоков на фиг. Зд . е - задержанные на интервал времени20 Ф:Т+ат элементом задержки сигналы Эа 4для двух каналов приема, где Т -небольшая задержка, обеспечивающая надежное срабатывание всей схемы.Предложенное устройство для коге 25 рентной обработки фазоманипулированных сигналов содержит фазовые детекторы 1, согласованные фильтры 2, решающие блоки 3, перемножители 4, элементы 5 задержки, фазорасщепитель 6, управляемый генератор 7, фильтр 8 нижних частот, блок 9 вычитания, блоки 10 памяти, формирователи 11 управляющих импульсов, блок 12 задержки тактовых импульсов.Устройство работает следующим об разом.Входной сигнал поступает синфазно на фазовые детекторы 1 квадратурных каналов, на которые со сдвигом на л/2 через фазорасщепитель 6 подано опорное напряжение с управляемого генератора 7. Видеосигналы с фазовых детекторов 1 поэлементно оптимально обрабатываются в согласованных фильтрах 2 и поступают на 45 решающие блоки 3, где принимается решение о знаке принятой посылки сигналов в моменты времени, определяемые тактовыми импульсами и соответ.ствующие максиальному отношению сигнал-шум в данном канаде, С учетом принципа формирования сигналов при манипуляции с минимальным сдвигом частОты посылк 11 в каждом из квадратурных каналов имеют синусоидальную форму, их длительность составляет 27., где Т - длительность символа передаваемой двоичной последа; 037 4 вательности, а границы посылок вквадратурных каналах сдвинуты междусобой на интервал Т . В связи с этиммоменты принятия решения в квадратурных каналах также сдвинуты междусобой на интервал т и.повторяются стактовым интервалом 2 Т . Так какмаксимум отношения сигнал-шум навыходе согласованного фильтра 2 и-последующее принятие решения о знакепосылки в решающем блоке 3 имеют место по окончании каждой посылки,бинарные сигналы перемножителей 4,поступающие с решающих блоков 3,оказываются задержанными на длительность посылки сигнала, т.е; на 2 Т ,по отношению к видеосигналу на выходе фазовых детекторов 1. С другойстороны, последовательности посылокобоих каналов сдвинуты друг относительно друга на Т , причем в моменты времени, соответствующие максимуму сигнала по амплитуде в одномканале, имеет место минимум сигналав другом канале. При наличии фазовойрасстройки управляемого генератора 7в тактовых точках напряжение на выходе фазового детектора 1 с точностью до знака (за счет наличияманипуляции) пропорционально величине этой расстройки. Использованиерешающей обратной связи для снятияманипуляции позволяет обеспечитьнормальную работу кольца фазовойавтоподстройки частоты (ФАПЧ). Задержанные элементами 5 задержки сигна-лы с выходов фазовых детекторов 1поступают на второй вход перемножителя 4. Величина задержки сигналаэлементом 5 задержки с учетом времени срабатывания решающего блока 3должна быть выбрана несколько больше Т . Необходимо отметить, чтоизвестного устройства величина задержки составляет 2 Т . Для устойчивого срабатывания всей схемы сучетом имеющейся задержки при обработке сигналов формирователь 11 управляющих импульсов вырабатывает импульсы, задержанные относительнотактовых импульсов, подаваемых навторые управляющие входы решающихблоков 3. В соответствии с моментамивремени, определяемыми импульсамиформирователя 1 управляющьй импульсов, блок 10 памяти каждого канала один раз эа интервал времени2 Т осуществляет запоминание уровнянапряжения, поступающего с выхода пе1131 ремйожителя 4, Величина напряженияна выходе блока 10 памяти каждогоканала определяется величиной фазовой ошибки опорного напряжения с выхода управляемого генератора 7 относительно входного сигнала, измеренной в моменты прихода управляющих импульсов на соответствующий блок 10 памяти,.а знак напряжения на выходе блока 10 памяти каждого канала определяется знаком фазовой ошибки опорного напряжения относительно входного сигнала.Величины напряжений на выходах обоих блоков 10 памяти одинаковы, а знаки противоположны, поэтому полезное напряжение на выходе блока 9 вычитания имеет удвоенную величину по сравнению с напряжением на выходе блока 10 памяти, Результирующая дискриминационная характеристика устройства, т.езависимость напряжения на выходе фильтра 8 нижних час" тот от фазовой ошибки между входным и опорным сигналами, при наличии по дачи на вход устройства сигналов манипуляции с минимальным сдвигом частот имеет форму половины синусоиды, повторяющуюся через .У (фиг. 2). Такая дискриминационная характеристика устройства обеспечивает нормаль.ную работу петли ФАПЧ управляемого генератора 7 по входному сигналу сманипуляцией с минимальным сдвигом частоты. Необходимые параметры петли ФАПЧ обеспечиваются фильтром 8.35нижних частот. В результате перемножения сигналов с выходов решающего блока 3 и.элемента 5 задержки, поступающих с противоположных каналов, осуществляется съем манипуляции с несинфазной составляющей еигна;. 037 бла так, что в соответствующих тактовых точках образуются напряжения, пропорциональные величине фазовой расстройки (фиг. 3, з ). Блоки 10 памяти обоих каналов осуществляют запоминание напряжения с выходов перемножителей 4 в моменты времени, когда в данном канале присутствует только несинфазная составляющая сигнала (фиг. 3 и, к ). Объединением в блоке 9 вычитания этих напряжений обоих каналов приема и фильтрацией напряжения в фильтре 8 нижних частот осуществляется формирование управляющего напряжения подстройки, кото рое подается на управляемый генератор 7 (фиг. 3 л ), чем обеспечивается нормальная работа петли ФАПЧ. Соответствующие временные диаграммы для случая точной настройки приведены на фиг, 4 а, б , ь , ь , д , еЖЭ и клДискриминационная характеристика кольца ФАПЧ устройства имеет вид (фиг. 2) э 1 оУз 1 ь (сов Ч ), в то. время как у известного устройстваона имеет вид эоМ Ыосоз 2 Ч) где Ч - фазовая расстройка управляемого генератора 7 относительно номинального значения, так что размах дискриминационной характеристики устройства в два раза больше, чем у известного устройства 1-2 2 Э вместо Г- в ", д 1 Таким образом, в предлагаемом устройстве обеспечивается высокая помехоустойчивость приема сигналов за счет оптимального выделения опорного напряжения и снижения чувствительности к фазовым шумам,ктор Н.Пушненкова Заказ 968/ ПодписноеСР В 13 иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектн Тираж 634НИИПИ Государственного комито делам изобретений и откр35, Москва, Ж, Раушска Корректор М.Максимишин а ССтийнаб., д. 4/5