Когерентный приемник частотномодулированных сигналов

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 09) (И 04 . 27/14 ЮЫИ 393 ЦД,".- ;Цф.; :;ПЯД ; Д ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 8онный институт цйу оТе 1 ер 1 с инТНО(57) Изобретение от связи. Цель изобрет полосы захвата при технике сит ширение стотной ния - ра аличии ч Фиг.1. 8 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Нхгас 1 е К., Мцыа К. "АМойц 1 аюп Еог Мдда 1 МоЬ 1акопу 1 ЕЕЕ 295 ЧеЫса 1 аг ТесЬСопйегайюп, 1979, р. 16. 54) КОГЕРЕНТНЫЙ ПРИЕМНИК ЧАОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВрасстроики между прижимаемым и опорным сигналами и сокращение времениустановления синхронизации. Когерентный приемник содержит квадратурныепреобразователи 1 и 7, формирователь2 опорных сигналов, управляемый г-р3, фильтр 4 нижних частот, блок регенерации 5 информационных символов иблок тактовой синхронизации 6. Цельдостигается введением блока преобразования 8 сигналов, измерителя 9тервалов времени, блока вычисления(БВ) 10 частотного рассогласования,БВ 11 фазового рассогласования, БВ12 рассогласования по задержке и блока устранения 13 обратной работы.Даны ил. выполнения блоков когерентного приемника. 11 ил.з14БТС 6 наиболее часто реализуется в цифровом виде (фиг.2). Сигнал рассогласования о задержке с выхода БВРЗ 12 поступает в ФНЧ 14 БТС 6, который реализуется либо на реверсивном накопительном сумматоре, либо на реверсивном счетчике. Выходными сигналами фильтра являются сигналы добавления-исключения импульсов, которые в БДИ 15 либо исключают один из импульсов ОГ 16, либо добавляют импульс в последовательность импульсов, поступающую от генератора. Счетчик- делитель 17 делит частоту входной по" следовательности импульсов так, что частота импульсов на выходе счетчика равна тактовой частоте, Сигнал тактовой частоты в виде меандра поступает на первый выход БТС 6, на второй выход которого поступает код числа импульсов, подсчитанных счетчиком"делителем БТС б.Введенный второй КП 7 по выполняемым функциям и схемному решению идентичен первому КП 1. Единственным отличием является то, что опорные " сигналы, поступающие на первый и второй входы второго КП 7 смещены по отношению к опорным сигналам первого КП 1, что приводит к формированию квадратурных составлянвуих Ч и И, сдвинутых по фазе несущей на 7/4 по отношению к квадратурным составляющим Х иУ.1Выходные квадратурные сигналы первого и второго КП 1 и 7 поступают в БПС 8, схема которого для удобства восприятия представлена в виде двух уровней декомпозиции. Первый уровень приведен на фиг.3, где БПС 8 представлен в виде субблоков, логическая структура которых раскрыта на схемах (фиг.4-7). На фиг.4 приведена схема субблоков 18-21, одинаковая для всех этих субблоков. Вйходные сигналы 71 и 72 субблока 18 (фиг.4) представляют собой прямой и инвертированный входной сигнал. На выходе 73 формируется импульс, если входной сигнал меняется от низкого уровня (".0") к . высокому ("1"), Длительность импульса равна величине задержки сигнала в элементе задержки 27. На выходе 74 появляется импульс, если входной сигнал меняется от "1" к "0". Сформированные в субблоках 18-21 логические сигналы поступают в субблоки 22-24, Выход 75 БПС 8 соответствует первому 62510выходу 75 субблока 23. Сигнал на пер"вом выходе описывается логическойфункцией Ф= (Х 2+Х 4+Уб+У 8) +(Ч 10+Ч 12+И 14+И 16) где + - знак логического ИЛИ;Х 2,Уб - сигналы на вторых выходахсубблоков 18 и 19 соответственно и т.д.Сигнал Ф имеет следующий физический смысл, Гармонический сигнал, час"тота которого отличается от частотыопорных сигналов квадратурного преобразователя, представляется в видевектора, проекции которого на ортогональные оси декартовых координати есть квадратурные составляющие Хи У. При вращении вектора точка, со"ответствующая его концу, пересекаетпоочередно оси Х и У. При пересечении, например, положительной полуоси25 Х (Х 0) квадратурная составляющаяУ меняется от низкого уровня ("0")к высокому. Поскольку сигнал Ф объединяет все импульсы, формирующиесяпри смене знака квадратур Х, У и Ч,И, то можно назвать сигнал Ф "фактомпересечения" одной из полуосей систем координат Х, У и Ч, И.Логический сигнал, соответствующий первой скобке, представляет собой"факт пересечения" одной из полуосейХ, У, сигнал, соответствующий второйскобке, - "факт пересечения" одной изполуосей Ч, И. Эти сигналы управляютсостоянием первого КБ-триггера 36(фиг.б), на выходе которого сигналЯ,=1 означает, что последнее пересечение было пересечением одной из полуосей Х, У.В момент очередного пересеченияполуосей Х, У или Ч, И фиксируется45 состояние второго НЯ-триггера 39, выходной сигнал 76 которого поступаетна второй выход БПС 8. Установлениесостояния Ц =О означает, что пересечена полуось, которая, пересеклась50 предыдущий раз, т.е. Я =О, соответст,вует пересечению одной и той же полуоси. Состояние Я =1 означает, чтопересечена соседняя полуось. В этомже субблоке 23 формируется сигнал,поступающий на четвертый выход 77БЛС 8. Этот сигнал при Я =1 соответствует пересечению одной из полуосейЧ, Ы, а при=0 - пересечению однойиз полуосей Х, У,+(ч 9(114)-9 Б, а сигнал, поступающий на вход Е, - выражением 10+(Ч 9916 - 9 где )( - знак логического умноже"ния И.Состояние КЯ-триггера 46 Я =1 оз 3ачает, что полуось пересечена придвижении вектора против часовойстрелки. Состояние КБ-триггера 46переписывается в Э-триггер 47 сигналом Ф, поступающим с первого выхода 75 субблока 22. На выход 78 БПС 8поступает состояние Я 4. Условно сигМал на выходе 78 БПС 8 можно назвать(Ч 9)(М 14) +(Ч 11(ЮО)+(И 151 Ч 12) + +(Ю 3)(Ч 10)3Состояние (=1 КЯ-триггера 32 субблока 22 соответствует нахождению векто"ра входного сигнала в пределах сек"тора от /4.до Зв/4 и от 5 ц/4 до 4 б77/4. Если вектор располагается впределах от - 7/4 до Й/4 и от Зн/4до 5 Ю 4 то (1"О. Состояние КЯ-тржтера 32 субблока 22 поступает на пятыйвыход 79 БПС 8. 50 ВИВ 9 (фиг.8) обеспечивает измереНие интервала времени между двумя очередными пересечениями полуосей.Сигнал "Факт пересечения" с первого выхода 75 БПС 8 поступает на вход сброса счетчика 48, на счетный входкоторого поступают импульсы от генератора счетных импульсов 49. Число 10 оимпульсов, подсчитанное счетчиком к моменту очередного сброса, пропорционально длительности интервала времени между моментами пересечения полуосей. Выходной сйгнал ИИВ 9 (число М) используется в блоках, вычисляющих рассогласование по частоте, фазе и задержке.функциональная схема БВЧР 10 показана на фиг.9, Сигнал с выхода 80 ИИВ 9, поступающий на второй вход 81 БВЧР 10, записывается в первую ячейку 50 памяти в момент поступления на первый вход 82 импульса Ф, соответствующего пересечению одной из полуосей. Вычитающий блок определяет разницу йМ=М-М/2, где Мя - число, подсчитанное счетчиком ИИВ 9, М " число импульсов, которое насчитывает счетчик ИИВ 9 за время, равное длительности такта Т.Число М/2 хранится во второй ячейке 51 памяти. Разность Ь М поступает с выхода вычитателя 52:в инвертор 53, в котором знак числа ЬМ меняется на противоположный, если логический сигнал "Знак пересечения", поступаю" щий на четвертый вход 83 БВЧР 10, имеет низкий уровень.("0"). Число 0 М со скорректированным знаком поступает через ключ 56 на выход БВЧР 10, если сигнал, поступающий на третий вход 84 БВЧР 10, имеет высокий уровень ("1"), что соответствует пересечению двух соседних осей.При этомблок сравнения 54 выдает "1", что соответствует выполнению условия М сМ.При наличии расстройки по частоте между несущим колебанием и опорными сигналами скорость вращения вектора будет отличаться от номинальной, при которой две смежные оси пересекаются через время, равное Т/2. Условие МисМ 9 разрешающее выдачу сигнала рассогласования при пересечении смежных осей, используется для того, чтобы исключить случаи, когда две соседние оси не пересекаются эа время, равное Т, что может происходить только при расстройках по частоте, сравнимых с Р т/4, где Р т=1/Т. Функциональная схема блока 1 1 вычисления фазового рассогласования аналогична схеме БВЧР 10. Отличие заключается в том, что сигнал рассогласования на выход блока поступает только в том случае, если пересекает" ся одна и.та же осьу и Ми(2 М, 7 14625Функциональная схема БВРЗ 12 приведена на фиг.10. Число М , поступаиф ющее с выхода 85 ИИВ 9 на второй вход 86 БВРЗ 12, записывается в ячейку 57 памяти со сдвигом на разряд (т.е. как М/2) в момент поступления сигнала Ф "Факт пересечения" на первый вход 87 блока. Одновременно в ячейку 58 памяти записывается число, поступающее на четвертый вход 88 с выхода 89 БТС 6. Разница этих чисел характеризует величину расстройки по задержке, если частота импульсов, поступающих в счетчик-делитель 17 БТС 6, равна частоте импульсов ГСИ 49 ИИВ 9. Прохождение сигна,ла рассогласования по задержке на выход 90 БВРЗ 12 разрешается только при пересечении одной и той же оси и при условии, что число М/2 (М, Проверка условия Ми/2 М осуществляется в блоке 60 сравнения БВРЗ 12.Для работы блока 5 регенерации информационных символов требуется сигнал полутактовой частоты. Однако при делении тактовой частоты, формируемой БТС 6, на два возникает неопределенность, которая может привести к неправильной работе блока 5.Для устранения "обратной работы". служит блок 13 устранения обратной работы, в котором осуществляется вычисление корреляции сигнала, поступающего с выхода 79 БПС 8, с одним из" вариантов сформированной полутакто.вой частоты.Тактовая частота делится в блоке13 на два с помощью 1 К-триггера 64. Если выход "0" этого триггера совпадает по уровням с выходным сигналом БПС 8, то реверсивный счетчик 68 считает в "+" и при его переполнении устанавливается единичный сигнал на выходе К-триггера 70, который через 45 логический ключ 65 обеспечивает выдачу на выход 91 блока 13 правильного сигнала полутактовой частоты.Формула изобретения 50Когерентный приемник частотно-модулированных сигналов, содержащий блок тактовой синхронизации и первый квадратурный преобразователь первый 55 вход которого является входом прием 10 8ника, а первый и второй выходы соединены соответственно с первым и вто"рым входами блока регенерации информационных символов, выход которогоявляется выходом приемника, и последовательно соединенные фильтр нижнихчастот, управляемый генератор и формирователь опорных сигналов, первыйи второй выходы которого соединенысоответственно с вторым и третьимвходами первого квадратурного преобразователя, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения полосызахвата при наличии частотной расстройки между принимаемым и опорнымсигналами и сокращения времени установления синхронизации, введены второй квадратурный преобразователь,измеритель интервалов времени, блоквычисления частотного рассогласования, блок вычисления фазового рассогласования, блок устранения обратнойработы, блок вычисления рассогласования по задержке и блок преобразования сигналов, выходы которого подключены к сигнальному входу блокаустранения обратной работы, тактовыйвход которого соединен с выходом блока тактовой синхронизации, к однимвходам блока вычисления рассогласования по задержке, который соединенс блоком тактовой синхронизации, квходу измерителя временных интерва"лов, выход которого соединен с другимвходом блока вычисления рассогласования по задержке, и к одним входамблоков вычисления частотного и фазового рассогласования, другие входыи выходы которых соединены соответственно с,выходом измерителя временныхинтервалов и с входами фильтра нижнихчастот, при этом первый вход первогоквадратурного преобразователя соединен с первым входом второго квадратурного преобразователя, второй итретий входы и выходы которого соединены соответственно с третьим ичетвертым выходами формирователя опорных сигналов и с одними входами блока преобразования сигналов, к другимвходам которого подключены выходыпервого квадратурного преобразователя,а выход блока устранения обратной работы подключен к третьему входу блока регенерации информационных символов.14 б 2510 ие.1 иичу ректор 0 Реда ва ка роизводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина Ф Составитель Д ор И.Касарда Техред М.Хода ва738/57 Тираж 62Государственного комитета по из113035, Москва, Ж,Подписноебретениям и открытиям при ГКНТ СССРаушская наб д, 4/5