RU1838884C - Цифровой демодул тор сигналов фазоразностной модул ции первого и второго пор дка - Google Patents

Abstract

Использование: в радиотехнике, в выходных устройствах дл  демодул ции сигналов с однократной фазоразностной модул цией первого (ФРМ-1) и второго (ФРМ-2) пор дка и нестабильной частотой несущей. Сущность изобретени : цифровой демодул тор содержит генератор, выход которого подключен к входу формировател  тактовых импульсов и к первому сигнальному входу фазоцифрового преобразовател , второй сигнальный вход и управл ющий вход которого соединены соответственно с выходом ограничител -формировател , вход которого  вл етс  входом демодул тора , и выходом формировател  тактовых импульсов , который подключен к управл ющему входу многоканальной линии задержки, сигнальные сходы которой соединены с выходами фазоцифрового преобразовател , и к первому управл ющему входу усредните- л , второй управл ющий вход, сигнальные входы и выходы которого соединены соответственно со знзкоуправл ющим и сигнальным выходами фазоцифрового дискриминатора и одними входами первого компенсирующего сумматора, другие входы и выходы которого соединены соответственно с выходами фазоцифрового преобразовател  и с одними входами фазоцифрового дискриминатора, к другим входам которого подключены соответствующие выходы многоканальной линии задержки , которые соединены с одними входами решающего блока, выход которого подклю- . чем к входу фильтра нижних частот, выход которого  вл етс  выходом демодул тора. Повышение помехоустойчивости достигаетс  за счет введени  второго компенсирую- | щего сумматора, одни входы которого подключены к выходам фазоцифрового преобразовател , другие входы через умножи- тель на два - к сигнальным выходам усреднител , а выходы соединены с соот- ветствующими входами решающего блока. 3 ил. СО с 00 со 00 со 00 N со

Description

Изобретение относитс  к радиотехнике и может использоватьс  в выходных устройствах дл  демодул ции сигналов с однократной фазоразностной модул цией первого (Ф РМ-1) и второго (Ф РМ-2) пор дка и нестабильной частотой несущей.

Цель изобретени  - повышение помехоустойчивости при демодул ции сигналов с однократной фазоразностной модул цией первого пор дка.

Изобретение по сн етс  чертежами.

На фиг. 1 изображена структурна  электрическа  схема цифрового демодул тора сигналов фазоразностной модул ции первого и второго пор дка.

Цифровой демодул тор сигналов фазоразностной модул ции первого и второго пор дка содержит генератор 1, выход которого подключен к входу формировател  2 тактовых импульсов и первому сигнальному входу фазоцифрового преобразовател  3, второй сигнальный вход и управл ющий вход которого соединены соответственно с выходом ограничител -формировател  4, вход которого  вл етс  входом-демодул то- ра, и выходом формировател  2 тактовых импульсов, который подключен к управл ющему входу многоканальной линии 5 задержки , сигнальные входы которой соединены с выходами фазоцифрового преобразовател  3, и к первому управл ющему входу ус- реднител  6, второй управл ющий вход, сигнальные входым выходы которого соединены соответственно со знакоуправл ю- щим и сигнальными выходами фазоцифрового дискриминатора 7 и одними входами первого компенсирующего сумматора 8, другие входы и выходы которого соединены соответственно с выходами фазоцифрового преобразовател  3 и с одними входами фазоцифрового дискриминатора 7, к другим входам которого подключены соответствующие выходы многоканальной линии 5 задержки, которые соединены с одними входами решающего блока 9, выход которого подключен ко входу фильтра нижних частот 10, выход которого  вл етс  выходом демодул тора, умножитель 11 на два и второй компенсирующий сумматор 12, входы и выходы которого соединены соответственно с выходами фазоцифрового преобразовател  3 и умножител  11 на два, к входам которого подключены выходы усред- нмтел  .б, и с другими входами решающего блока 9.

Цифровой демодул тор сигналов фазоразностной модул ции первого и второго пор дка работает следующим образом.

Входной синусоидальный сигнал с однократной фазоразностной модул цией первого (ФРМ-1) или второго (ФРМ-2) пор дка поступает на вход ограничител -фор- мировател  4, где происходит его ограничение и формирование импульсной последовательности. Причем во врем  положительных полупериодов сигнала амплитуда импульсов становитс  равной лог. 1, а во врем  отрицательных - лог. О. С выхода ограничител  А ограниченный и сформированный сигнал поступает на второй сигнальный вход фазоцифрового преобразовател  3, на первый сигнальный вход этого же фазоцифрового преобразовател  3 поступают импульсы с генератора 1 с частотой fо. а на управл ющий вход поступают тактовые импульсы с формировател  2 тактовых импульсов. На выходах фазоцифрового преобразовател  3 в момент действи  фронта каждого тактового импульса устанавливаетс  определенное двоичное число, численно

равное количеству периодов частоты fa поступивших на фазоцифровой преобразователь 3 в течение интервала времени, начавшегос  в момент установлени  заднего фронта предыдущего тактового импульса

5 и заканчивающегос  в момент установлени  ближайшего переднего фронта импульса сигнала.

Это двоичное п-разр дное число на выходах фазоцифрового преобразовател  3

0 будет пропорционально текущему мгновенному значению фазы ограниченного и сфор- мированного сигнала, измеренному в момент действи  тактового импульса. Причем максимальному значению двоичного

5 числа, равному 2П, соответствует максимальное значение фазы сигнала, равное 2л: (360°).

При номинальной частоте сигнала и отсутствии фазовой манипул ции мгновенные

0 значени  фазы сигнала на выходе фазоцифрового преобразовател  3, прин в случайную величину, не измен ютс  от одного такта к другому.

Текущие мгновенные значени  фазы

5 сигнала поступают на сигнальные входы многоканальной линии 5 задержки, в каждом из каналов которой осуществл етс  задержка соответствующего разр да двоичного числа на величину t, равную дли0 телкности одной элементарной посылки t Т дл  сигналов с ФРМ-1 и длительности t 2Т дл  сигналов с ФРМ-2. Кроме того, каждый канал многоканальной линии 5 задержки имеет выход, обеспечивающий

5 задержку сигнала на величину t/2, равную половине величины задержки одного канала.

При номинальной частоте сигнала и равенстве фаз колебаний сравниваемых посылок паразитный фазовый сдвиг Ду, равный

0 разности мгновенных значений текущих и задержанных на врем  гфаз сигнала, равен нулю, а мгновенные значени  этих фаз одинаковы и неизменны. Также равен нулю па- . разитный фазовый сдвиг А0, равный

5

разности мгновенных значений текущих и задержанных на врем  t/2 фаз сигнала. Если же отклонение Af частоты сигнала отличаетс  от нул , то мгновенные значени  текущих и задержанных фаз сигнала начнут

медленно измен тьс  с частотой повторени , равной Af, а паразитный фазовый сдвиг Добудет оставатьс  неизменным и равным:

Др 2 -ДК

где Af - отклонение частоты сигнала от номинального значени , Гц;

t - врем  задержки в одном канале, с.

Паразитный фазовый сдвиг Д0. между текущими и задержанными на врем  t/2 значени ми фаз сигнала при этом равен:

.

Как было отмечено выше, наличие паразитного фазового сдвига Ду приводит к значительному ухудшению помехоустойчи- вфсти автокоррел ционного демодул тора. Поэтому с целью повышени  помехоустой- чйвости при демодул ции сигналов с однократной фазоразностной модул цией первого пор дка в цифровом демодул торе сигналов фазоразностной модул ции первого и второго пор дка осуществл етс  ав- тематическа  компенсаци  паразитного фазового сдвига Д(р с помощью второго компенсирующего сумматора умножител  11 на два и кольца фазовой автоподстройки ,содержащего первый компенсирующий сумматор 8, усреднитель 6 и фазоцифровой дискриминатор 7.

Текущие значени  фазы сигнала с выхода фазоцифрового преобразовател  3 поступают на одни входы первого и второго компенсирующего сумматора 8 и 12. На другие входы компенсирующего сумматора 8 и входы умножител  11 на два поступает корректирующий код, вырабатываемый в кольце фазовой автоподстройки. С выхода умножител  11 на два удвоенна  величина корректирующего кода поступает на сооот- ветствующие входы второго компенсирующего сумматора 12.

Такое подключение сумматоров 8 и 12 к выходам усреднител  6 приводит к тому, что значение корректирующего кода, суммирующеес  с текущим значением фазы сигнала во втором компенсирующем сумматоре 12, будет в два раза больше, чем значение кор- ректирующего кода, суммирующеес  с текущим значением фазы сигнала в первом компенсирующем сумматоре 8. Врем  задержки фаз сигнала, поступающих-с многоканальной линии 5 задержки на одни входы решающего блока 9, также в два раза боль-, ше, чем врем  задержки фаз сигнала, поступающих с выходов многоканальной линии 5 задержки на другие входы фазоцифрового

5

0

5

0 5 0

5 0

5 0 5

дискриминатора 7. Следовательно, фазовый сдвиг между откорректированным значением текущей фазы сигнала и задержанным значением фазы сигнала на входах решающего блока 9 будет в два раза больше, чем фазовый сдв иг между откорректированным значением текущей фазы сигнала и задержанным значением фазы сигнала на входах фазоцифрового дискриминатора 7.

Откорректированное значение А текущей фазы сигнала с выходов первого компенсирующего сумматора 8 поступает на одни входы фазоцифрового дискриминатора 7. На другие входы фазоцифрового дискриминатора 7 подаетс  задержанное на врем  t/2 значение В фазы сигнала, поступающее с выходов многоканальной линии 5 задержки. Фазоцифровой дискриминатор 7 представл ет собой устройство, в котором каждой паре двоичных n-рэзр дных чисел А и В, поступающих на его входы, соответствует определенное (п-1)-разр дное двоичное число Z на его выходе. Это число Z остаетс  неизменным в течение промежутка времени, равного периоду тактовой частоты , и может измен тьс  только п момент действи  тактовыхимпульсов. Старший(гН) разр д этого числа Z  вл етс  знакоуправ- л ющим разр дом, показывающим необходимость увеличени  или уменьшени  корректирующего кода. Остальные разр ды определ ют величину фазового рассогласовани  AZ в виде (п-2)-разр дного дпоичного числа. Схемна  реализаци  флзоцифрового дискриминатора 7 может быть представлена в виде программируемого запоминающего устройства или в виде комбинационной схемы.

Принцип работы фазоцифрового дискриминатора 7 можно по снить с помощью табл. 1, расположенной ма фиг. 2, где показано состо ние выходов фазоцифрового дискриминатора 7 в зависимости от величин четырехразр дных (п А) двоичных чисел А и В. Состо ние старшего (п-1) разр да обозначено знаками + . Причем знаку + соответствует состо ние лог. О, а знаку лог. 1. Величина фазового рассогласовани  AZ представлена в дес тичном коде. Сигнальные выходы фазоцифрового дискриминатора 7 соединены с соответствующими входами усреднител  6, первый п второй управл ющие входы которого соединены соответственно с выходами формировател  2 тактовых импульсов и со знакоуправл ющим выходом фазоцифрового дискриминатора.

Усреднитель 6 представл ет собой блок, в который записываетс  многоразр дное двоичное число, старшие разр ды которого , оыведениые на выходы усреднител  6, соединены с соответствующими входами первого компенсирующего сумматора 8 и входами умножител  11 на два. Причем во врем  действи  каждого тактового импульса это число уменьшаетс  или увеличиваетс  в зависимости от состо ни  знакоуправл ющего выхода фазо- цифрового дискриминатора 7 на величину, чис- ленно равную величине фазового рассогласовани  Д2. Чем больше разр дов содержит число, тем реже будут мен тьс  потенциалы старших разр дов и, следовательно, большее усреднение можно получить при формировании корректирующего кода. Следовательно , количество разр дов двоичного числа определ ет инерционность и врем  вхождени  в синхронизм кольца фазовой автоподстройки. При отклонении частоты сигнала от номинального значени  на соответствующих входах первого и второго компенсирующего сумматоров 8 и 12 автоматически устанавливаетс  такой корректирующий код, при котором фазовый сдвиг между значени ми фазы А и В на входах фазоцпфро.вого дискриминатора 7 стремитс  к 0 или Л, а фазовый сдвиг между значени ми фазы В на входах решающего блока 9 стремитс  к О или 2 п . Следовательно, исключаетс  неоднозначность решений или обратна  работа о выходном продемодулированном сигнале. При достижении одной из двух точек (0 или л ) устойчивого равновеси  фазоцифровой дискриминатор 7 начнет выдавать нулевые значени  фазового рассогласовани  AZ, а корректирующий код будет оставатьс  неизменным , следовательно, кольцо фазовой автоподстройку войдет в синхронизм.

Как было отмечено выше, на одни входы решающего блока 9 поступает скорректированное значение А текущей фазы сигнала, на другие входы - задержанное на t значение В фазы этого же сигнала. Причем при демодул ции сигналов с ФРМ-1 задержка фазы сигнала равна длительности одной элементарной посылки t Т, а при демодул ции сигналов с ФРМ-2-длительно- сти двух элементарных посылок t 2Т.

Решающий блок 9 производит действи  над двоичными n-разр дными числами А и В, в результате которых каждой паре двоичных чисел соответствует определенное состо ние (лог. О или лог. 1) выхода решающего блока 9. Принцип работы решающего блока 9 можно по снить с помощью табл. 2, расположенной на фиг. 3, где показано состо ние его выхода в зависимости от величин четырехразр дных двоичных чисел А и В, поступающих на его входы. Схемна  реализаци  решающего блока 9 может быть

представлена в виде программируемого запоминающего устройства или в виде комбинационной схемы.

К выхОДу решающего блока 9 подключен фильтр 10 нижних частот, обеспечивающий фильтрацию высокочастотных составл ющих и формирование выходных импульсов.

Применение второго компенсирующего

0 сумматора 12, одни входы которого подключены к выходам фазоцифрового преобразовател , другие входы через умножитель 11 на два - к сигнальным выходам усреднител , а выходы соединены с соответствующи5 ми входами решающего блока 9, обеспечивает автоматическую компенсацию паразитного фа зового сдвига Дуз на входах решающего блока 9, устран ет неоднозначность решений в выходном продемо0 дулированном сигнале и повышает помехоустойчивость цифрового демодул тора сигналов фазоразнбстной модул ции первого и второго порйдка при демодул ции сигналов с однократной ФРМ-1.

5

Claims (1)

1. Формула изобретени  Цифровой демодул тор сигналов фазо- разностной модул ции первого и второго пор дка, содержащий генератор, выход ко0 торого подключен к первому сигнальному входу фазоцифрового преобразовател , второй сигнальный вход и управл ющий вход которого соединены соответственно с выходом ограничител -формировател ,

   5 вход которого  вл етс  входом демодул тора , и выходом формировател  тактовых импульсов , который подключен к управл ющему входу многоканальной линии задержки, сигнальные входы которой

   0 соединены с выходами фазоцифрового преобразовател , и к первому управл ющему входу усреднител , второй- управл ющий вход, сигнальные входы и выходы которого соединены соответственно с знакоупр вл 5 ющим и сигнальными выходами фазоцифрового дискриминатора и одними входами первого компенсирующего сумматора, другие входы и выходы которого соединены соответственно с выходами фазоцифрового

   0 преобразовател  и с одними выходами фазоцифрового дискриминатора, к другим входам которого подключены соответствующие выходы многоканальной линии задержки, .. которые соединены с одними входами ре5 шающего блока, выход которого подключен к входу фильтра нижних частот, выход которого  вл етс  выходом демодул тора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  помехоустойчивости при демодул ции сиг- налов с однократной фазорззностной модусоответственно с выходами фазоцифрового . блока.

   8иг.

   Фиг. t

   /

   ..

   Фиг. 3

   То&лицо f