RU2001534C1 - Способ выделени тактовой частоты многоканального сигнала относительной фазовой телеграфии - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиотехнике и предназначено дл  выделени  тактовой частоты многоканального сигнала относительной фазовой телеграфии. Цель изобретени  - повышение помехозащищенности и упрощение способа Сущность способа выделени  тактовой частоты многоканального сигнала относительной фазовой телеграфии заключаетс  в преобразовании прин того сигнала по частоте, задержке преобразованного сигнала, определении разности задержанного и незадержанного сигналов, определении модул  полученной разности с/гих сигналов и фильтрации тактовой частоты сигнала при этом прин тый сигнал преобразуют по частоте так, чтобы частоты преобразованного сигнала были кратны частотному разносу Af между частотными каналами прин того сигнала, а задержку преобразованного сигнала осуществл ют на врем  , кроме того одновременно осуществл ют п преобразований прин того сигнала по час гот ь где п - целое число) с различными частотными и фазовыми сдвигами, в том чр-сле и со сдвигами частит прин того сигнала на нулевое значение, определ ют модули разности задержанного и незадержанного сигналов при каждом преобразовании, которые суммируют перед фильтрацией тактовой частоты Устройство дл  осуществлени  способа содержит многочастотный генератор 1 квадратурных гетеродинных напр жений , синусные преобразователи 2.1 - 2 К косинусные преобразователи 3.1 - З.К, линию задержки 4 на врем  , инвснтор 5. суммирующий блок б, двухполупериодный детектор 7, суммирующий блок 8, фильтр 9 на тактовую частоту. 1 злф-лы, 1 ид

Description

Изобретение относитс  к радиотехнике и предназначено дл  выделени  тактовой частоты многоканального сигнала относительной фазовой телеграфии.

В системах св зи относительной фазо- оой телеграфии типа Кинеплекс дл  получени  тактовой частоты используетс  специальный частотный канал дл  ее передачи . Помимо необходимости использовани  дл  этого дополнительного оборудовани  и мощности передатчика, это влечет за собой снижение информационной емкости системы св зи или расширение занимаемой ею полосы частот. В случае, если синхроканал, передающий тактовую частоту , поражен помехой, нарушаетс  прием информации по всем каналам многоканального сигнала.

Указанных недостатков можно избежать , выдел   тактовую частоту из информационного спектра многоканального сигнала.

В насто щее врем  известны следующие пригодные дл  этого способы: синхронизаци  по максимуму огибающей боковых колебаний, выдел емых с помощью фильтра , полоса которого расположена за пределами основной полосы сигнала, синхронизаци  по рабочим посылкам методом сравнени  модулей посылок сигнала и синхронизаци  по переменной составл ющей квадрата группового сигнала.

Синхронизаци  помаксимумам огибающей боковых колебаний обеспечивает сравнительно низкую точность определени  границ посылок особенно при изменении уровн  сигнала и подвержена сильному вли нию сосредоточенных помех.

Синхронизаци  по рабочим посылкам методом сравнени  модулей посылок сигнала в режиме вхождени  в синхронизацию предусматривает интегрирование за интервал времени, в течение которого производитс  изменение фазы посылки. При этом каналы передачи не  вл ютс  ортогональными и на результат отсчета вли ют помехи из соседних каналов. Дл  усреднени  воздействи  этих помех необходимо значительное врем . Кроме того, одиночный отсчет может быть ошибочным из-за неблагопри тного сочетани  фаз, соответствующих соседним посылкам. Более того, даже полученный усредненный отсчет на устанавливает синхронизм, а только измен ет на одну дискрету фазу опорного генератора . Дл  вхождени  в синхронизм требуетс  многократное повторение циклов определени  величины рассогласовани  по фазе, то есть подстройка фазы генератора тактовой частоты получаетс  довольно инерционной.

Помимо этого, поскольку синхронизаци  производитс  по модул м посылок, этот метод подвержен сильному вли нию фединго- вани , ухудшающего устойчивость

синхронизации.

Попытка уменьшить это вли ние сделана в изобретении, в котором способ существенно усложн етс  за счет введени  дополнительных операций, предназначен0 ныхдл  вычислени  параметров федингова- ни  и запрещени  изменени  фазы напр жени  синхронизации при значительной величине флюктуации входных параметров . Это, с одной стороны, исключает

5 возможность вывода из синхронизации за счет кратковременных входных флюктуации сигнала, а, с другой стороны, делает синхронизацию невозможной при длительных флюктуаци х. В изобретении дл  формиро0 вани  воздействи , управл ющего фазой напр жени  синхронизации, используют интегрирование за врем , равное половине длительности посылки сигнала. Это ведет к нарушению ортогональности частотных ка5 налов сигнала и к тому, что на результаты интегрировани  вли ют помехи из соседних частотных каналов не только при вхождении в синхронизм, как в ранее рассмотренном способе, но и при достижении синхронизма,

0 благодар  чему снижаетс  помехозащищенность . Кроме того, воздействие, управл ющее фазой напр жени  синхронизации, определ етс  квадратом входного сигнала, что еще более снижает помехозащищен5 ность.

От рассмотренных ранее способов выгодно отличаетс  способ синхронизации по переменной составл ющей квадрата группового сигнала, который выбран в качестве

0 прототипа и включает в себ  возведение в квадрат группового сигнала относительной фазовой телеграфии, фильтрацию фильтром верхних частот результата с целью подавлени  посто нной составл ющей, задержку

5 полученного сигнала и определение разности задержанного и незадержанного его значений, интегрирование этой разности, определение модул  проинтегрированного напр жени  и фильтрацию этого модул 

0 фильтром на тактовую частоту, на выходе которого получают напр жение тактовой частоты .

К недостаткам этого способа можно отнести использование возведени  в квадрат

5 группового сигнала, что снижает помехозащищенность способа, и неоправданное использование лишних операций (фильтрации верхних частот, возведени  в квадрат, интегрировани , дополнительной операции задержки сигнала). Поскольку при задержке

используетс  сигнал, предварительно подвергнутый операци м возведени  в квадрат и фильтрации верхних частот, операци  задержки при этом способе не может быть совмещена с операцией задержки, исполь- зуемой при демодул ции.

Целью изобретени   вл етс  повышение помехозащищенности и упрощение способа выделени  тактовой частоты многоканального сигнала относительной фазовой телеграфии.

Дл  достижени  указанной цели используют то, что разность суммы синусоидальных напр жений кратных частот, задержанных на один или несколько периодов наименьшей кратной частоты и незадержанной аналогичной суммы равна нулю. Преобразовав по частоте прин тый многоканальный сигнал относительной фазовой телеграфии так, чтобы после преобразовани  значени  частот преобразованного сигнала fK были кратны разносу между ними Afp (то есть так, чтобы соблюдалось условие f« m Afp, где m - целое число), задерживают этот преобразованный сигнал на врем  Т 1/ Дтр и определ ют разность задержанного и незадержанного сигналов. В случае если втечение интервала времени, равного длительности задержки, не происходило изменений фаз частотных составл ющих сигнала, значение этой разности равно нулю. Это условие в данном случае будет соблюдатьс  в течение интервала времени, равного разности длительно- сти сигнальной посылки и длительности задержки сигнала, определ ющего защитный промежуток. После изменени  фаз частотных составл ющих сигнала на границе информационных посылок разность зодер- жанного и незадержанного сигналов будет равна в течение интервала задержки разности сигналов, соответствующих соседним информационным посылкам, модуль которой отличен от нул . Определив модуль раз- ности задержанного и незадержанного сигналов, например двухполупериодным детектированием, получают, таким образом , сигнал, содержащий тактовую частоту. Упом нутую обработку производ т с ис- пользованием одного или нескольких гетеродинных напр жений с различными частотными и фазовыми сдвигами, в том числе и со сдвигами частот прин того сигнала на нулевое значение. При этом в случае. если одна из частот прин того сигнала преобразуетс  на нулевое значение, значени  частот зеркальных по отношению к ней частотных составл ющих могут после преобразовани  совпадать.

В результате получают один или несколько модулей разности, содержащих одни и тех же синфазные составл ющие тактовой частоты и некоррелированные составл ющие помех. В случае использовани  нескольких гетеродинных напр жений полученные модули разности складывают, благодар  чему за счет усреднени  по множеству увеличиваетс  помехозащищенность . Составл ющую тактовой частоты выдел ют фильтрацией. Поскольку операции задержки подвергаетс  неискаженный сигнал, эта операци  может быть совмещена с операци ми задержки, используемыми при демодул ции сигнала. Что касаетс  операции преобразовани  по частоте, то она выполн етс  во всех способах и, в том числе , в прототипе и в за вленном способе и св зана с необходимостью переноса сигнала на промежуточную частоту. Однако выбор параметров преобразовани  в за вленном способе  вл етс  одним из факторов , благодар  которым достигаетс  положительный эффект, заключающийс  в повышении помехозащищенности из-за возникновени  упом нутой выше возможности усреднени  по множеству и отсутствию операции возведени  сигнала в квадрат, ухудшающей, как известно, соотношение сигнал/помеха, и при этом исключен р д операций, используемых в прототипе (возведение в квадрат, фильтраци  верхних частот, дополнительна  операци  задержки сигнала и интегрирование).

На чертеже приведен пример реализации описываемого способа выделени  тактовой частоты. При этом использованы следующие обозначени : 1 - многочастотный генератор квадратурных гетеродинных напр жени , 2.1 - 2,К - синусные преобразователи , 3.1-3.К - косинусные преобразователи , 4 - лини  задержки на врем  Т 1 / Afp, где Afp - разнос между частотами (частотными каналами) сигнала, 5 - инпертор, б - суммирующее устройство, 7 - двухполупе- риодный детектор, 8 - суммирующее устройство , 9 - фильтр на тактовую частоту.Прин тый сигнал подвергают преобразовани м , число которых равно 2К, где К - число частотных составл ющих (частотных каналов) сигнала.

При каждом преобразовании в качестве гетеродинного напр жени  используют напр жение с частотой, раьной частоте одной из частотных составл ющих сигнала, в результате происходит ее перенос на нулевую частоту. Число преобразований с использованием одной и той же частоты

гетеродинных напр жений равно двум. При этих преобразовани х фазы гетеродинных напр жений сдвинуты на 90°.

Каждый из 2К преобразованных сигналов задерживают на врем  Т 1/ Дгр, где Afp - величина частотного разноса между частотами (частотными каналами) прин того сигнала, и дл  каждого из преобразованных сигналов определ ют разность между незадержанным и задержанным значени - ми. Каждую из полученных разностей подвергают операции определени  модул  путем двухполупериодного детектировани . Все полученные модули разностей суммируют и сумму подвергают операции фильтрации дл  выделени  тактовой частоты .

Предлагаемый способ может быть реализован с помощью устройства, схема которого изображена на чертеже. Устройство содержит 2к каналов (по паре квадратурных каналов на каждую частотную составл ющую многоканального сигнала), каждый из которых соединен со входом устройства и включает о себ  последовательно соединен- ные преобразователь (2.1 - 2.К., 3.1-3.К), линию задержки на врем  Т 1/ Дгр (4), инвертор 5, суммирующее устройство 6 и двухполупериодный детектор 7. Суммирующее устройство б помимо выхода инвертора соединено с входом линии задержки 4. Гетеродинные входы преобразователей соединены с выходами многочастотного генератора квадратурных гетеродинных напр жений 1. вырабатывающего дл  каждой пары квадратурных каналов устройства два напр жени , сдвинутые друг относительно друга на 90°, с частотой равной частоте частотной составл ющей сигнала, которой соответствует квадратурный канал. Выходы двухполупериодных детекторов 7 соединены с входами суммирующего устройства 8, выход которого соединен с входом фильтра на тактовую частоту 9, выход которого  вл етс  выходом устройства.

Предлагаемый способ обладает нижеследующими преимуществами по сравнению с прототипом.

Поскольку приведенна  выше процедура выделени  тактовой частоты совместима с оптимальной демодул цией сигнала относительной фазовой телеграфии, заключающейс  в интегрировании упом нутых выше разностей задержанных и незадержанных сигналов и во вз тии отсчетов, соответству- ющих результатам интегрировани  в моменты времени, когда фаза выделенной тактовой частоты соответствует середине защитного промежутка, число дополнительных операций, необходимых дл  выделени  тактовой частоты минимально. В св зи с этим на чертеже часть тракта до блоков 7  вл етс  частью демодулирующего тракта (на чертеже показаны отводы, св занные с остальной частью демодулирующего тракта) и дл  выделени  собственно тактовой частоты требуютс  канальные двухполупериод- ные детектировани , суммирование результатов детектировани  и фильтраци  полученной суммы.

При этом несмотр  на значительное упрощение способа выделени  тактовой частоты многоканального сигнала относительной фазовой телеграфии благодар  исключению операций возведени  в квадрат, фильтрации верхних частот, дополнительной операции задержки и интегрировани , предложенный способ обеспечивает лучшую помехозащищенность благодар  исключению операции возведени  в квадрат , ухудшающей помехозащищенность, и использованию операции усреднени  по множеству (суммированию) напр жений, содержащих тактовую частоту. В св зи с тем, что разности упом нутых выше задержанных и незадержанных напр жений фор- мируютс  в тракте демодул ции, осуществление этой операции не требует, как указывалось, больших затрат. Следует отметить, что преимущества за вленного способа сохран ютс  и в том случае, если суммирование модулей разности задержанных и незадержанных сигналов не производить , а использовать только один модуль разности. В этом случае они будут обусловлены отсутствием операции возведени  в квадрат и св занным с этим улучшением помехозащищенности и упрощением способа , св занным с отсутствием операций возведени  в квадрат, фильтрации верхних частот, дополнительной операции задержки сигнала и интегрировани . Что касаетс  операции преобразовани  по частоте, то она выполн етс  во всех способах и, в том числе, в прототипе и в за вленном способе, и св зана с необходимостью переноса сигнала на промежуточную частоту. Однако выбор параметров преобразовани  в за вленном способе  вл етс  одним из факторов , благодар  которым достигаетс  положительный эффект.

(56) Заездный A.M. и др. Фа- зоразностна  модул ци  и ее применение дл  передачи дискретной информации. - М.: Св зь. 1967, с. 257-272.

Авторское свидетельство СССР N 1589414,кл. Н 04 L 7/04, 1988.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   1. СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ТАКТОВОЙ ЧАСТОТЫ МНОГОКАНАЛЬНОГО СИГНАЛА ОТНОСИТЕЛЬНОЙ

   ФАЗОВОЙ ТЕЛЕГРАФИИ, заключающийс  в преобразовании прин того сигнала по частоте , задержке преобразованного сигнала, определении разности задержанного и незадержанного сигналов, определении модул  полученной разности этих сигналов и фильтрации тактовой частоты сигнала, отличающийс  тем, что, с целью повышени  помехозащищенности и упрощени  способа , прин тый сигнал преобразуют по частоте так. чтобы частоты преобразованного сигнала были кратны частотному разносу

   Д f между частотными каналами прин того сигнала, а задержку преобразованного сигнала осуществл ют на врем  f .

   52. Способ по п.1, отличающийс  тем,

   что одновременно осуществл ют п преобразований прин того сигнала по частоте (где п - целое число) с различными частотными и фазовыми сдвигами, в том числе и

   10 со сдвигами частот прин того сигнала на нулевое значение, определ ют модули разности задержанного и незадержанного сигналов при каждом преобразовании, которые суммируют перед фильтрацией так15 товой частоты.

   Выход