ITMI961619A1

ITMI961619A1 - Procedimento per la decodifica di un segnale modulato a portante soppressa in presenza di un tono pilota particolarmente per segnali

Info

Publication number: ITMI961619A1
Application number: IT96MI001619A
Authority: IT
Inventors: Mike Bargauan
Original assignee: M B International S R L
Priority date: 1996-07-29
Filing date: 1996-07-29
Publication date: 1998-01-29
Also published as: ITMI961619A0; US6023614A; IT1283356B1

Description

DESCRIZIONE

Il presente trovato riguarda un procedimento per la decodifica di un segnale modulato a portante soppressa in presenza di un tono pilota, particolarmente per modulazione di frequenza, e un'apparecchiatura per la sua implementazione.

E' comunemente nota nella tecnica la modalità di trasmissione di segnali in cui un segnale viene trasmesso tramite portanti modulate in ampiezza a portante soppressa con la presenza di un tono di riferimento detto pilota il quale ha una frequenza pari alla metà di quella del segnale da trasmettere e ampiezza variabile.

La demodulazione del segnale in ricezione avviene ricostruendo la portante tramite un circuito oscillatore ad aggancio di fase (PLL) che utilizza il tono pilota come riferimento per l'aggancio.

Questo procedimento è molto utilizzato nelle trasmissioni radio a modulazione di frequenza (FM) per segnali stereo.

Un inconveniente del procedimento sopra descritto è dato dal fatto che pur essendo adatto ad implementazioni analogiche, mal si adatta a circuiti digitali data l'impossibilità di realizzare PLL digitali.

Inoltre, la precisione in fase della portante ricostruita è sempre influenzata da un errore non predicibile: questo errore può essere ridotto a valori molto piccoli in apparecchiature di classe e costo elevati.Infine, 11implementazione analogica richiede un grande numero di componenti che necessitano di tarature con i relativi problemi di costo, stabilità e in generale qualità.

Compito precipuo del presente trovato è quindi quello di realizzare un procedimento per la decodifica di un segnale modulato a portante soppressa in presenza di un tono pilota che superi gli inconvenienti della tecnica nota permettendo una decodifica totalmente digitale.

Nell'ambito di questo compito, uno scopo del presente trovato è quello di realizzare un procedimento per la decodifica di un segnale modulato a portante soppressa in presenza di un tono pilota che consenta di operare in una gamma molto estesa di frequenze.

Un altro scopo del presente trovato è quello di realizzare un procedimento per la decodifica di un segnale a portante soppressa in presenza di un tono pilota che risulti insensibile alle variazioni di livello del tono pilota.

Un ulteriore scopo del presente trovato è quello di realizzare un procedimento per la decodifica di un segnale a portante soppressa in presenza di un tono pilota che permetta di realizzare circuiti con la precisione voluta aumentando la precisione dei circuiti di calcolo.

Non ultimo scopo del presente trovato è quello di realizzare un procedimento di elevata affidabilità, di relativamente facile realizzazione a costi competitivi.

Questo compito, nonché questi e altri scopi che meglio appariranno in seguito sono raggiunti da un procedimento per la decodifica di un segnale modulato a portante soppressa in presenza di un tono pilota, caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi che consistono nel: -estrarre dal segnale modulato il segnale pilota;

-ricavare la portante soppressa moltiplicando il segnale pilota per 10 stesso segnale pilota in quadratura;

-regolare il livello della portante soppressa; e

-ricostruire il segnale modulante.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, del procedimento secondo il trovato, illustrata a titolo indicativo e non limitativo negli uniti disegni, in cui:

la Fig. 1 è uno schema a blocchi dell'apparecchiatura implementante 11 procedimento di decodifica di un segnale modulato a portante soppressa in presenza di un tono pilota, secondo la tecnica nota; e

la Fig. 2 è uno schema a blocchi dell'apparecchiatura implementante il procedimento di decodifica secondo il presente trovato.

Con riferimento alla Fig. 1, è mostrata un'apparecchiatura di tipo noto implementante un procedimento di decodifica di tipo convenzionale.

Secondo tale procedimento il segnale di ingresso modulata, trasmesso da mezzi di trasmissione è inviato ad un filtro 1 per la separazione della portante e ad un demodulatore sincrono 2.

Il segnale in uscita dal filtro 1 è inviato ad un oscillatore PLL 3 la cui uscita è inviata al demodulatore sincrono 2. Il segnale in uscita dal demodulatore sincrono è poi inviato in un filtro passa-basso 4 la cui uscita rappresenta il segnale decodificato finale.

Con riferimento ora alla Fig. 2, verrà descritto il procedimento secondo il trovato.

Il segnale modulato con portante soppressa in presenza di un tono pilota viene immesso in un filtro 5 di separazione del tono pilota e in un demodulatore sincrono 6.

Il segnale in uscita dal filtro 5 viene inviato ad uno sfasatore di 90° indicato dal numero di riferimento 9, a mezzi 7 di calcolo del livello della portante e a mezzi 8 di calcolo della portante i quali ricevono in ingresso pure il segnale in uscita dallo sfasatore 9.

Il segnale in uscita dai mezzi 7 di calcolo del livello della portante entra in un filtro passa-basso 10 la cui uscita è inviata a mezzi 11 di regolazione del livello della portante la cui uscita è inviata al demodulatore sincrono 6.

Il segnale in uscita dal demodulatore sincrono 6 è inviato attraverso un filtro passa-basso 12 la cui uscita costituisce il segnale decodificato

Con riferimento alla apparecchiatura di decodifica sopra descritta, il procedimento di decodifica secondo il trovato è come segue.

In primo luogo il segnale pilota viene estratto dal segnale modulato mediante un filtraggio a fase nota, realizzato dal filtro 5.

Indichiamo con:

il segnale modulato a portante soppressa e con

il segnale pilota.

Il segnale totale, cioè il segnale modulato a portante soppressa in presenza di segnale pilota è quindi:

In uscita dal filtro 5 si ha quindi il segnale pilota psin( t).

Successivamente viene calcolato un segnale pilota in quadratura impiegando uno sfasatore 9 di 90* o altro procedimento equivalente che dia uno sfasamento analogo e con guadagno noto. ;Il segnale pilota in quadratura risulta quindi: ;; ;; A questo punto viene calcolata la portante moltiplicando il tono pilota in uscita dal separatore del segnale pilota 5 con il tono pilota in quadratura (cioè sfasato di 90") emesso dallo sfasatore di 90° 9. La moltiplicazione suddetta viene eseguita dai mezzi 8 di calcolo della portante. ;Si ottiene quindi: ;; ;; I mezzi 7 di calcolo del livello della portante provvedono ad elevare al quadrato il tono pilota e i mezzi di filtro 10 eseguono il filtraggio delle componenti ad alta frequenza. ;Si ottiene quindi: ;; e filtrando si ha ;;I mezzi 11 di regolazione del livello della portante effettuano un'operazione di normalizzazione della portante emessa dai mezzi 8 di calcolo della portante. Tale normalizzazione si esplica dividendo la portante per il quadrato del tono pilota filtrato. ;Quindi si ha Bnormalizzato=B/Afiltrato, cioè: ;; ;; A questo punto viene ricostruito il segnale modulante moltiplicando, tramite il demodulatore sincrono 6, il segnale modulato in ingresso per la portante normalizzata. ;Quindi il segnale demodulato è pari a: ;; ;; Il segnale in uscita dal demodulatore sincrono 6 viene opportunamente filtrato mediante il filtro passa-basso 12. ;Si ottiene quindi il segnale demodulato filtrato: ;; ;; Si è in pratica constatato come il procedimento secondo il trovato assolva pienamente il compito prefissato in quanto consente di realizzare decodificatori totalmente digitali funzionanti in un'ampia gamma di frequenze. ;Inoltre, i decodificatori realizzati secondo il trovato non richiedono operazioni di taratura e sono insensibili alle variazioni del livello del segnale pilota. ;Il procedimento così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo. ;Così, ad esempio, lo stadio di normalizzazione della portante può essere sostituito da un anello di controllo di guadagno che ha la funzione di regolare l'ampiezza del tono pilota in modo tale che il segnale ottenuto moltiplicando il tono pilota per se stesso e per il guadagno dello sfasatore 6 abbia valore unitario. ;Inoltre, è possibile sostituire lo sfasatore 6 con una linea di ritardo e scegliere la frequenza di campionamento in modo tale che la linea di ritardo equivalga ad un ritardo (sfasamento) di 90*.

Infine, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti.

In pratica, i materiali impiegati, purché compatibili con l'uso specifico, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per la decodifica di un segnale modulato a portante soppressa in presenza di un tono pilota, caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi che consistono nel: -estrarre dal segnale modulato il segnale pilota; -ricavare la portante soppressa moltiplicando il segnale pilota per 10 stesso segnale pilota in quadratura; -regolare il livello della portante soppressa; e -ricostruire il segnale modulante.
2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la fase che consiste nell1estrarre il segnale pilota dal segnale modulato è realizzata mediante una fase di filtraggio.
3. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la fase che consiste nel regolare il livello della portante soppressa comprende le fasi che consistono nel normalizzare la portante dividendola per il quadrato del segnale pilota filtrato dalla componenti ad alta frequenza.
4. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la fase che consiste nel regolare il livello della portante soppressa comprende le fasi che consistono nel regolare l'ampiezza del segnale pilota mediante un anello di controllo di guadagno per regolare l'ampiezza del segnale pilota in modo tale che il segnale ricavato elevando al quadrato 11 segnale pilota e moltiplicando detto segnale pilota per il guadagno di uno sfasatore atto a produrre il segnale pilota in quadratura.
5. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta fase di ricostruzione del segnale modulante comprende una fase di demodulazione sincrona.
6. Procedimento secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detta fase di demodulazione del segnale modulante consiste nel moltiplicare il segnale modulato per la portante regolata in livello.
7. Procedimento secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto di comprendere una fase di filtraggio dopo la fase di demodulazione, per l'ottenimento di detto segnale modulante.
8. Apparecchiatura per la decodifica di un segnale modulato a portante soppressa in presenza di un tono pilota, caratterizzata dal fatto di comprendere: -mezzi di separazione del tono pilota da un segnale modulato a portante soppressa; -mezzi di determinazione della portante soppressa; -mezzi di regolazione del livello della portante; e -mezzi di ricostruzione del segnale modulante.
9. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di separazione del tono pilota comprendono mezzi di filtraggio riceventi in ingresso il segnale modulato a portante soppressa.
10. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di determinazione della portante soppressa comprendono mezzi di sfasamento di 90" e mezzi di calcolo della portante, detti mezzi di sfasamento ricevendo in ingresso detto tono pilota e detti mezzi di calcolo della portante ricevendo in ingresso detto tono pilota e detto tono pilota sfasato di 90° in uscita da detti mezzi di sfasamento.
11. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di regolazione del livello della portante comprendono mezzi di calcolo del livello della portante atti ad elevare al quadrato il segnale pilota, mezzi di filtraggio atti a filtrare le componenti ad alta frequenza e mezzi atti a dividere la portante per il segnale pilota elevato al quadrato e filtrato.
12. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di ricostruzione del segnale modulante comprendono mezzi di demodulazione sincrona riceventi in ingresso detto segnale modulato a portante soppressa e detta portante regolato in livello.
13. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto di comprendere inoltre mezzi di filtro passa-basso collegati in cascata a detti mezzi di ricostruzione del segnale modulante per l'ottenimento di detto segnale modulante.
14. Apparecchiatura e procedimento secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzati dal fatto di comprendere una o più delle caratteristiche descritte e/o illustrate.