Демодулятор сигналов с фазоразностной модуляцией

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН Н 04 Ь 27/22 ЯЙСЯ(пОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(,1) Одесский электротехнический институт связи им. А,С.Попова (72) А.Г.Лашко, Т.В.Макаров, А.Л.Отливанский, Ю.А.Павличенко и Л.И.Рахович(56) Заездный А.М. и др, Аппаратура передачи дискретной информации МС, М.: Связь, 1970, с. 17.Авторское свидетельство СССР В 946007, кл. Н 04 Ь 27/22, 1980.(57) Изобретение относится к радиотехнике.и обеспечивает повышение помехоустойчивости. Я канальных сигналов, поступающих на вход демодулятора, отличаются только фазой Ук . Из ЯО 121 8 4 А суммарного сигнала выделяется каналь" ный сигнал, частота которого совпадает с частотой генератора опорных :игналов (ГОС) 7 Блок 2 синхронизации определяет моменты смены фазы во входном сигнале. Его импульсы, соответствующие границам посылок, поступают на тактовый выход демодулятора, на синфазные и квадратурные подканалы (ПК) 4,8 и 5,9 и на формирователь 3 импульсов, импульсы ко" торого поступают на управляющие входы ПК 4,8 и 5,9. Входной групповой сигнал через распределитель 1 мощности поступает на сумматоры мощности (СМ) 21 и 22 подканалов 4 и 8 непосредственно,а на СМ 21 и 22 подкананов 5 и 9 - через соото ветствующие фазовращатели на 90 6 и 1 О. На другие входы СМ 21, 22 поступают колебания ГОС 7, причем найс СМ 21 опорные колебания проходят чеМ12 реэ фазовращатель на )8023. Кроме того, колебания с ГОС 7 на дополнительныв синфазный и квадратурный ПК 8 и 9 поступают через переключатель 11 мощности, управляемый иипульсаьщ с Формирователя 3 импульсов. В результате опорные колебания на них проходят либо непосредственно,либо через фазовращатель на 180 12, т.е. нри нечетных посылкахФ 16834изменяется знак у проекций канального сигнала., С ПК 4 и 5 сигналы поступают на сумматор 13, а с ПК 8 и 9 - на сумматор 14, С сумматоров 14 сигналы поступают на компаратор 15.Знаки напряжения на, выходе компаратора 15., т.е. на информационном выходе демодулятора, соответствуют знакам символов переданной информации. 4 з.п. ф-лы. 1 ил.Изобретение относится к радиотехнике и может быть использованодля детектирования многочастотныхвзаимоортогональных сигналов,Цель изобретения - повышение помехоустойчивости..На чертеже изображена структурная электрическая схема предложенного демодулятора.Демодулятор сигналов с Фаэоразностной модуляцией содержит распределитель 1 мощности, блок 2 синхронизации, Формирователь 3 импульсов, основной синфаэный подканал 4,основной квадратурный подканал 5,опервый Фазовращатель на 90 6, генератор 7 опорных сигналов, дополнительный синфазный подканал 8,дополнительный квадратурный подканал 9, второй фазовращатель на 9010, переключатель 11 мощности, фазовращатель на 180 12, первый и второй сумматоры 13 и 4, компаратор 15Каждый основной .и дополнительный синфазный и квадратурные подканалы содержат первый и второйдетекторы 16 и 17, разностный интегратор 18, вычитатель 19, блок20 памяти, первый и второй сумматоры 21 и 22 мощности, фазовращатель23, выпрямитель 24. Каждый детекторсодержит первый и второй конденсаторы 25 и 26 и диод 27.Разностный интегратор 18 содер -жит транзистор р -и- Р 28, первыйи второй резисторы 29 и 30, переключатель 31 тока заряда, повторитель32 напряжения, ключ 33 сброса, интегрирующий конденсатор 34,транзистор 1-Р-35. Формирователь импульсов содержит инвертор 36, перГ 2вый и второй ждущие мультивибраторы 37 и 38, делитель 39 частоть.Вычитатель содержит сумматор 40и инвертир 41.Демодулятор работает следующимобразом.На вход демодулятора поступаетгрупповой сигнал Я (1 ), которыйпредставляет собой сумму И каналь- О ных сигналов. Каждый из канальныхсигналов имеет частоту О)к, амплитуду Як и Фазу Ч . Посылки канальных сигналов различаются междусобой только фазами Т , поэтому 5 фазы канальных сигналов будем обозначать, где индексозначаетЪномер посылки.С учетом вышеуказанного групповой сигнал на и-ой посылке Яд(С).20 можно записать как суммуМэБ.1= , 5 к ын(оЗС ф Тк )25Демодулятор выделяет иэ этой суммы один канальный сигнал, частота которого совпадает с частотой гене - ратора 7 опорных сигналов и 3 о данного демодулятора.Блок 2 синхронизации выявляетграницы посылок группового сигнала, т.е. моменты смены фазы. В соответствии с выявленными .границами посылок формирователь 3 импульсов вырабатывает последовательность управляющих импульсовпоступающих на управляющие входы синфазных и квадратурных подканалов 4, 8 и 5, 9 демодулятора. При этом сначала подается импульс от блока 2 синхрониза1-1, и 1.1 ,-1 Хг,сигнала, частота которого совпадает с частотой опорного колебания.При этом Ос = (60 5 о+Р5 о 5 сов Рс)Т .КС Второй член этой суммы пропорционален амплитуде и косинусу фазы выделяемого-го канального сигнала, т.е.проекции канального сигнала на опорное колебание. Обозначим сиифазную пооекцию канального сигнала5 ь соз- )(-, то ГТрс а ода Полученное напряжение Б запишется в блоке 20 памяти, после чегоключ 33 сброса разрядит интегрирующий конденсатор 34,Рассмотрим теперь обработку одного канального сигнала на двух(и)-й и и-й посылках сигнала.На п)-й посылке на интегрирующем конденсаторе 34 накопится напрятжение 13,= Х,+ - -М Я.йСОтметим, что второй член этой суммы независим от номера посылки.Напряжение (11 1) запишется вблок 20 памяти. На следующей и-йпосьачке в интегрирующем конденсаторе 34 накопится напряжениеТ1.1 = Х + --- Яо,иБМНапряжение на выходе вычитателя19 равно разности После выпрямителя 27 получим абсолютную величину разности проекций Х и Хг,соседних посылок данного канального сигнала. Аналогичные процессы происходят в. квадратурном подканале 5. Однако вследствие того, что групповой сигнал поступает на вход квадра,турного поканала 5 через фазовращатель на 90 6, дающий фазовый сдвиг на 90 , на интегрирующем конденсатооре 34 разностного интегратора 18 этого квадратурного подканала 5 накопится напряжение(1 с) кЬадР =Ьф 5 о+1 5 о 5 р е) . Т Второй член этои суммы пропорционален квадратурной проекции канального сигнала У, В результате на выходе. вычитателя 19 квадратурного подканала 5 получим величину Выпрямитель 24 сформирует абсолютную величину разности квадратурных проекций На выходе сумматора 13 получимсуммуХ- Х., + 1- ,. Рассмотрим теперь процессы вдополнительных синфазном и квадра 0, турном подканалах 8 и 9. Опорное колебание на их опорные входы проходитчерез переключатель 11 мощности. Состояние переключателя 1 мощности определяется импульсами от формирователя3 импульсов, причем на четных посылках переключатель 11 мощности находится, например, в правом положении, ана нечетных посылках - в левом положении, Это приводит к изменению знаЗ 0 ков на противоположные у проекцийканального сигнала на нечетных посылках (из-за сдвига фазы опорногоколебания на 180 . В результате, если и-я посылка окажется нечетной, 35 получим для синфазного подканала 8,что+ Хг)40Если же и-я посылка окажетсячетной, а (п)-я нечетной, тогдаполучим п ф)акоп Хг + Хп45На выходе выпрямителей 24 дополнительных синфазного и квадратурного подканалов 8 и 9 всегда получаем сумму проекций, а на выходесумматора 14 получим сумму 501 Х, + Х.,+ 1.";+ г,. Напряжение. на выходе компаратора 15 будет положительным если1 к,х 1+ 1 Ч+ Ч, 1 х. -х.1- ч.-У,1 Зтот случай соответствует нулевой разности фаз между и-й и (п)-й посылками. Если разность фаз между5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 посылками на передаче 180, тогдаразность проекций окажется большеих суммы.Таким образом, знаки напряженияна выходе компаратора 15 соответствует знакам символов переданнойинформации по 1-ому канальному сигналу,При детектировании сигналов путемнелинейной обработки в диодныхдетекторах 16 и 17 на сигнальныхвыходах диодных детекторов 16 и 17помимо полезного сигнала возникает еще постоянное напряжение,обусловленное детектированием опорного колебания, которое в данномслучае значительно больше полезнога сигнала. Полезный сигнал на каждойпосылке представляет собой такжепостоянное напряжение.Вследствие того, что сигнал представляет собой постоянное напряжение,его невозможно выделить обычнымиметодами.Постоянная составляющая напряжения, обусловленная детектированием опорного колебания, на выходахдиодных детекторов 16 и 17 имеетпротивоположные полярности вследствие различного включения диодов27. Токи через транзисторы и -Р-и Р -ь-р 35 и 28 разностного интегратора 18, вызванные этой составляющей, протекают в противоположных направлениях и взаимно компенсируются в их коллекторной цепи. Постоянные составляющие токов, обусловленных детектированием полезного сигнала, будут протекать в одинаковыхнаправлениях и сложатся в коллекторной цепи транзисторовн -р - п и р -п - Р 35 и 28 разностного интегратора 18. Таким образом,в коллекторной цепи транзисторово-р - и р -о - р 35 и 28 происходит компенсация постоянных составляющих, обусловленных детектированием опорного колебания вдетекторах 16 и 7 и сложение постоянных токов, обусловленных детектированием полезного сигнала.Вследствие этого составляющая,обусловленная детектированием опорно.го колебания, проявляется только изза различия в параметрах диодов 27,транзисторов ь-р -ь и р - -р 35и 28 и сумматоров 21 и 22 мощности.Однако даже такой остаток некомпенсированчой постоянной составляющей, обусловленной детектированием опорного колебания, может оказаться близким к величине. полезного сигнала. Попытка устранить разброс параметров указанных компонентов привела бы к значительному ухудшению технологичности аппаратуры.В предлагаемом демодуляторе влияние нескомпенсированной постоянной составляющей устраняется тем, что на выход каждого синфазного и квадратурного подканала 4, 8 и 5, 9 поступает всегда разность проекций канальных сигналов, поступивших на их выходы.Формула изобретения1. Демодулятор сигналов с фаэоразностной модуляцией, содержащийраспределитель мощности, выход которого соединен с сигнальным входомосновного синфазного подканала, свходом первого фазовращателя на90 и с входом второго фазовращаотеля на 90 , выход первого фазовращателя на 90 подключен к снгналь.ному входу основного квадратурногопоказателя, опорный вход которогосоединен с выходом генератора опорных сигналов и с опорным входом основного синфазного подканала, выход которого соединен с первымвходом первого сумматора, второйвход которого подключен к выходуосновного квадратурного подканала,управляющий вход. которого соединенс управляющим входом основного синфазного лодканала и с выходом блока синхронизации, выход первого сумматора соединен с первым входомкомпаратора, второй вход которогоподключен к выходу второго сумматора, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены дополнительные синфазный и квадратурный подканалы, формирователь импульсов, переключатель мощности иофазовращатель на 80 , вход которого подключен к выходу генератораопорных сигналов и к первому входупереключателя мощности, выход которого соединен с опорным входомдополнительного синфазного подканала и с опорным входом дополнительного квадратурного подканала, 121683435 сигнальный вход которого соединенс выходом второго фазовращателя на90, вход которого подключен к.сигнальному входу дополнительногосинфаэного подканала, управляющий вход которого соединен суправляющим входом дополнительногоквадратурного подканала с выходомблока синхронизации и с входом формирователя импульсов, первый выходкоторого соединен с управляющим,входом переключателя мощности,второй вход которого. подключен к вьюходу фазовращателя на 180 , при 15этом второй и третий выходы формирователя импульсов подключены соответственно к первому и второму дополнительным управляющим входам основных синфаэного и квадратурногаподканалов и к первому и второмудополнительным управляющим входамдополнительных синфазного и квадратурного подканалов выходы которыхподключены соответственно к первому и второму входам второго сумматора, а вход распределителя мощности соединен с входом блока синхронизации.2. Демодулятор по и.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что каждый основной и дополнительный синфазные иквадратурные подканалы содержат выпрямитель, вычитатель, блок памяти,разностный интегратор, два детектора, два сумматора мощности и фазовращатель, выход. которого соединенс первым входом первого сумматора мощности, второй вход которого соединен с первым входом второго сумматора мощности, второй вход которогоподключен к входу фазовращателя, выходы первого и второго сумматоровмощности подключены к входам соответственно первого и второго45детекторов, выходы которых соединены с соответствующими сигнальными входами разностного интеграто-ра, выход которого соединен с первымвходом вычитателя и с первым входомблока памяти, выход которого соеди 50нен с входом выпрямителя, выходкоторого является выходом каждогоосновного и дополнительного синфазных и квадратурных подканалов; сигнальным, опорным, управляющим, первым дополнительным и вторым дополнительным входами которого являютсясоответственно второй вход первого сумматора мощности, вход фазовращателя, второй вход блока памяти,первый и второй управляющие входыразностного интегратора.3. Демодулятор по п.1, о т .л ич а ю щ и й с я тем, что, формирователь импульсов содержит дваждущих мультивибратора, инвертори делитель частоты, вход которогоподключен к входу первого ждущегомультивибратора и к входу инвертора,выход которого подключен к входувторого ждущего мультивибратора,при этом выход делителя частотывыход первого ждущего мультивибратора и выход второго ждущего мультивибратора являются соответственнопервым, вторым и третьим выходамиформирователя импульсов, входом которого является вход делителя частоты,4. Демодулятор по п.2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что каждыйиз детекторов содержит первый ивторой конденсаторы и диод, анод(катод) которого соединен с первымвыводом первого конденсатора, первый вывод второго конденсатора соединен с катодом (анодом) диода,второй вывод второго конденсаторасоединен с земляной шиной, приэтом второй вывод первого конденсатора. является входом детекторавыходами которого являются анод икатод диода.5. Демодулятор по п.2, о т л и-ч а ю щ и й с я тем, что раэностный интегратор содержит два резистора, транзистор- Р - и,транзистор Р - -Р , переключательтока заряда, интегрирующий конденсатор., ключ сброса и поЬторительнапряжения, вход которого подключен к первому выводу интегрирующего конденсатора к первому выходуключа сброса и к первому выходупереключателя тока заряда, сигнальный вход которого соединен сколлекторами транзистора-Р - Ьи транзистора Р - -Р , эмиттерыкоторых подключены к первым выводамсоответственно первого и второгорезисторов, второй выход переключателя тока заряда, второй выводинтегрирующего конденсатора и второйвыход ключа сброса подключены .кземляной шинепри этом вторые выводы первого и второго резисторов,12 1216834 Составитель О.ГеллерРедактор Н.Пушненкова Техред Т.цубинчак Корректор Е.Сирохма сное аказ 1005/б 1 ВНИИПИ Госуд ираж 624митета СССРоткрытийская наб., д. П а 5 035, Мос Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проекты база транзистора Н - Р -и база в транзистора Р -н - Рявляются сигнальными входами разностного интегратора, управляющими входами которо-,арственного кизобретений и ва, Ж, Рауш го являются управляющие входы переключателя тока заряда и ключа сброса,выход повторителя напряжения является выходом разностного интегратора,