RU2341889C1 - Method for demodulation of phase-modulated radio frequency signals and device for its realisation - Google Patents

Method for demodulation of phase-modulated radio frequency signals and device for its realisation Download PDF

Info

Publication number
RU2341889C1
RU2341889C1 RU2007110470/09A RU2007110470A RU2341889C1 RU 2341889 C1 RU2341889 C1 RU 2341889C1 RU 2007110470/09 A RU2007110470/09 A RU 2007110470/09A RU 2007110470 A RU2007110470 A RU 2007110470A RU 2341889 C1 RU2341889 C1 RU 2341889C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phase
terminal
resistive
frequency
amplitude
Prior art date
Application number
RU2007110470/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007110470A (en
Inventor
Александр Афанасьевич Головков (RU)
Александр Афанасьевич Головков
Александр Михайлович Мальцев (RU)
Александр Михайлович Мальцев
Василий Игоревич Гайдуков (RU)
Василий Игоревич Гайдуков
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежское высшее военное авиационное инженерное училище (военный институт)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежское высшее военное авиационное инженерное училище (военный институт) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежское высшее военное авиационное инженерное училище (военный институт)
Priority to RU2007110470/09A priority Critical patent/RU2341889C1/en
Publication of RU2007110470A publication Critical patent/RU2007110470A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2341889C1 publication Critical patent/RU2341889C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: radio communication.
SUBSTANCE: in method and device for demodulation (DM) of phase-manipulated and phase-modulated (PM) signals that consists in the fact that DM is connected between source of radio frequency (RF) PM signals and low frequency (LF) load and is arranged from quadripole, non-linear element, low-pass filter, PM signal is converted to APM signal by means of supply of this signal to the right or left slope of dependence of module of one of complex elements of resistance matrix or conductivity of non-linear element from frequency. With the help of non-linear element spectrum of APM signal is destroyed into HF and LF components. As non-linear element three-pole element is used, which is connected between source of RF PM signals and quadripole or between quadripole and introduced HF load according to the circuit with common emitter, base or collector. Quadripole is arranged from resistive dipoles, at least two, parameters of which are selected based on condition of provision of required depth of amplitude modulation of APM signal.
EFFECT: higher noise immunity of receiver.
11 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к радиосвязи и может быть использовано для демодуляции фазоманипулированных, а также фазомодулированных сигналов.The invention relates to radio communications and can be used to demodulate phase-shifted as well as phase-modulated signals.

Известен способ демодуляции фазомодулированных сигналов (ФМС), состоящий в том, что на два нелинейных элемента одновременно подаются в противофазе высокочастотный ФМС и в фазе высокочастотное опорное колебание с частотой, равной несущей частоте ФМС. В результате происходит сравнение изменяемой во времени фазы ФМС и постоянной фазы опорного колебания, вследствие чего осуществляется преобразование ФМС в амплитудно-модулированный и фазомодулированный сигнал (АФМС). При этом амплитуда изменяется по закону изменения фазы. Этот сигнал далее испытывает такие же преобразования, как и в амплитудном демодуляторе [Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Высшая школа, 1988, стр.286-292]. Это означает, что на нелинейных элементах спектр АФМС разрушается на низкочастотные и высокочастотные составляющие. Далее с помощью фильтра нижних частот выделяется низкочастотная составляющая, амплитуда которой изменяется по закону изменения фазы входного ФМС. Затем, с помощью разделительной емкости, включенной в продольную цепь (последовательно), устраняется постоянная составляющая, возникшая на нелинейных элементах в результате взаимодействия с АФМС. После этого низкочастотные колебания, содержащие полезную информацию, выделяются на низкочастотной нагрузке.A known method of demodulating phase-modulated signals (PMS), consisting in the fact that two non-linear elements simultaneously fed in phase out of phase high-frequency PMS and in phase high-frequency reference oscillation with a frequency equal to the carrier frequency of the PMS. As a result, the FMS phase changes in time and the constant phase of the reference oscillation is compared, as a result of which the FMS is converted into an amplitude-modulated and phase-modulated signal (AFMS). In this case, the amplitude changes according to the law of phase change. This signal then undergoes the same transformations as in the amplitude demodulator [S. Baskakov Radio circuits and signals. M.: Higher School, 1988, pp. 286-292]. This means that on nonlinear elements the AFMS spectrum is destroyed into low-frequency and high-frequency components. Then, using the low-pass filter, a low-frequency component is extracted, the amplitude of which changes according to the law of phase change of the input FMS. Then, using the separation capacitance included in the longitudinal circuit (sequentially), the constant component that occurs on non-linear elements as a result of interaction with the AFMS is eliminated. After that, low-frequency vibrations containing useful information are allocated to the low-frequency load.

Недостаток такого способа и устройства его реализации состоит в том, что для выделения низкочастотного сигнала, амплитуда которого изменяется в соответствии с законом изменения фазы высокочастотного ФМС, необходимо наличие генератора опорных колебаний.The disadvantage of this method and device for its implementation is that in order to isolate a low-frequency signal, the amplitude of which varies in accordance with the law of the phase change of the high-frequency PMS, the presence of a reference oscillator is necessary.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является способ демодуляции фазомодулированных сигналов, состоящий в том, что для демодуляции ФМС используют частотный детектор, состоящий из каскадно-соединенных амплитудного ограничителя, преобразователя частотно-модулированного сигнала (ЧМС) в амплитудно-частотно-модулированный сигнал (АЧМС) в виде параллельного колебательного контура и обычного амплитудного демодулятора. Далее процесс выделения низкочастотной составляющей осуществляется также, как описано выше. Особенность использования частотного детектора для демодуляции ФМС состоит в том, что если частота несущего сигнала ФМС расположена на правом склоне амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) контура, то низкочастотную составляющую подают на дифференцирующую цепь. Если частота несущего сигнала ФМС расположена на левом склоне АЧХ контура, то низкочастотную составляющую подают на интегрирующую цепь [Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Высшая школа, 1988, стр.286-292]. При необходимости между источником модулированных сигналов и нелинейным элементом или между нелинейным элементом и нагрузкой включают реактивный или резистивный четырехполюсник для согласования и дополнительной селекции сигнала и помехи. В результате на выходе устройства имеем низкочастотное колебание, амплитуда которого изменяется по закону изменения огибающей входного высокочастотного фазомодулированного колебания.The closest in technical essence and the achieved result (prototype) is a method of demodulating phase-modulated signals, which consists in the fact that to demodulate the FMS, a frequency detector is used, consisting of a cascade-connected amplitude limiter, a frequency-modulated signal converter (HMS) in the amplitude-frequency modulated signal (AFMC) in the form of a parallel oscillatory circuit and a conventional amplitude demodulator. Further, the process of isolating the low-frequency component is also carried out as described above. The peculiarity of using a frequency detector for FMS demodulation is that if the frequency of the FMS carrier signal is located on the right slope of the amplitude-frequency characteristic (AFC) of the circuit, then the low-frequency component is fed to the differentiating circuit. If the frequency of the carrier signal of the FMS is located on the left slope of the frequency response of the circuit, then the low-frequency component is fed to the integrating circuit [S. Baskakov Radio circuits and signals. M.: Higher School, 1988, pp. 286-292]. If necessary, between the source of modulated signals and the nonlinear element or between the nonlinear element and the load include a reactive or resistive four-terminal network for matching and additional signal and interference selection. As a result, at the output of the device, we have a low-frequency oscillation, the amplitude of which changes according to the law of variation of the envelope of the input high-frequency phase-modulated oscillation.

Недостаток способа и устройства его реализации состоит в том, что после преобразования ФМС в АФМС глубина амплитудной модуляции АФМС не контролируется и, как правило, бывает незначительной по величине, что ухудшает помехоустойчивость [Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Высшая школа, 1988, стр.286-292. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Радио и связь, 1986, стр.247-252]. Другим недостатком является дополнительное наличие колебательного контура для преобразования ФМС в АФМС. Этот недостаток связан с тем, что классическая теория радиотехнических цепей предполагает, что нелинейный элемент является чисто резистивным и безынерционным, в связи с чем никак не реагирует на изменение частоты и фазы входного сигнала, а реагирует только на изменение амплитуды. Между тем повседневный опыт показывает, что нелинейные элементы имеют внутренние емкости и индуктивности, которые оказывают существенное влияние на формирование зависимости их проводимости (сопротивления или элементов матрицы проводимостей или сопротивлений) от частоты и фазы. Особенно существенно это проявляется с повышением частоты, к чему в настоящее время в основном стремятся проектировщики новых систем и средств радиосвязи.The disadvantage of the method and device for its implementation is that after converting the FMS to AFMS, the depth of amplitude modulation of the AFMS is not controlled and, as a rule, is insignificant in size, which impairs noise immunity [S. Baskakov. Radio circuits and signals. M.: Higher School, 1988, pp. 286-292. Gonorovsky I.S. Radio circuits and signals. M .: Radio and communications, 1986, p. 247-252]. Another disadvantage is the additional presence of an oscillatory circuit for converting FMS to AFMS. This drawback is due to the fact that the classical theory of radio circuits assumes that the nonlinear element is purely resistive and inertia-free, and therefore does not react to a change in the frequency and phase of the input signal, but only responds to a change in amplitude. Meanwhile, everyday experience shows that nonlinear elements have internal capacitances and inductances, which have a significant effect on the formation of the dependence of their conductivity (resistance or elements of the matrix of conductivities or resistances) on frequency and phase. This is especially significant with an increase in frequency, which is currently mainly sought by designers of new systems and means of radio communications.

Техническим результатом изобретения является обеспечение демодуляции ФМС без использования генератора опорных колебаний и параллельного колебательного контура с преобразованием ФМС в АФМС с помощью высокочастотной части демодулятора при заданной глубине амплитудной модуляции АФМС на высокочастотной нагрузке, что повышает помехоустойчивость приемника.The technical result of the invention is to provide demodulation of the FMS without using the reference oscillator and parallel oscillatory circuit with the conversion of the FMS to AFMS using the high-frequency part of the demodulator at a given depth of amplitude modulation of the AFMS at high frequency load, which increases the noise immunity of the receiver.

1. Указанный результат достигается тем, что в способе демодуляции фазомодулированных сигналов, состоящем в том, что демодулятор включают между источником радиочастотных фазомодулированных сигналов и низкочастотной нагрузкой и выполняют его из четырехполюсника, нелинейного элемента, фильтра нижних частот, фазомодулированный сигнал преобразовывают в амплитудно-фазомодулированный сигнал, с помощью нелинейного элемента разрушают спектр амплитудно-фазомодулированного сигнала на высокочастотные и низкочастотные составляющие, с помощью фильтра нижних частот выделяют информационный низкочастотный сигнал, амплитуда которого изменяется по закону изменения фазы фазомодулированного входного сигнала, дополнительно в качестве нелинейного элемента используют трехполюсный элемент, который включают между источником радиочастотных фазомодулированных сигналов и четырехполюсником или между четырехполюсником и введенной высокочастотной нагрузкой по схеме с общим эмиттером, базой или коллектором, четырехполюсник выполняют из числа резистивных двухполюсников, не меньшего двух, значения параметров которых выбраны из условия обеспечения требуемой глубины амплитудной модуляции амплитудно-фазомодулированного сигнала, преобразование фазомодулированного сигнала в амплитудно-фазомодулированный сигнал осуществляют путем подачи этого сигнала на правый склон зависимости модуля одного из комплексных элементов матрицы сопротивлений нелинейного элемента от частоты, низкочастотную составляющую амплитудно-фазомодулированного сигнала подают на дифференцирующую цепь, либо преобразование фазомодулированного сигнала в амплитудно-фазомодулированный сигнал осуществляют путем подачи этого сигнала на левый склон зависимости модуля одного из комплексных элементов матрицы сопротивлений нелинейного элемента от частоты, при этом низкочастотную составляющую амплитудно-фазомодулированного сигнала подают на интегрирующую цепь, либо преобразование фазомодулированного сигнала в амплитудно-фазомодулированный сигнал осуществляют путем подачи этого сигнала на правый склон зависимости модуля одного из комплексных элементов матрицы проводимостей нелинейного элемента от частоты, низкочастотную составляющую амплитудно-фазомодулированного сигнала подают на интегрирующую цепь, либо преобразование фазомодулированного сигнала в амплитудно-фазомодулированный сигнал осуществляют путем подачи этого сигнала на левый склон зависимости модуля одного из комплексных элементов матрицы проводимостей нелинейного элемента от частоты, при этом низкочастотную составляющую амплитудно-фазомодулированного сигнала подают на дифференцирующую цепь.1. The specified result is achieved by the fact that in the method of demodulating phase-modulated signals, consisting in the fact that the demodulator is turned on between the source of the radio-frequency phase-modulated signals and the low-frequency load, and it is made of a four-terminal device, a nonlinear element, a low-pass filter, the phase-modulated signal is converted into an amplitude-phase-modulated signal using a nonlinear element destroy the spectrum of the amplitude-phase modulated signal into high-frequency and low-frequency components, with the help of A low-pass filter isolates an informational low-frequency signal, the amplitude of which varies according to the law of phase change of the phase-modulated input signal, in addition, a three-pole element is used as a nonlinear element, which is connected between a source of radio-frequency phase-modulated signals and a four-terminal or between a four-terminal and an introduced high-frequency load according to the scheme with a common emitter, base or collector, a four-terminal is made of resistive two-terminal, not less vuh, the parameter values of which are selected to ensure the required depth of amplitude modulation of the amplitude-phase-modulated signal, the phase-modulated signal is converted into the amplitude-phase-modulated signal by applying this signal to the right slope of the frequency dependence of the module of one of the complex elements of the non-linear element resistance matrix, the low-frequency component is amplitude -phase-modulated signal is fed to a differentiating circuit, or phase-modulated conversion The needle in the amplitude-phase-modulated signal is carried out by supplying this signal to the left slope of the frequency dependence of the module of one of the complex elements of the resistance matrix of the nonlinear element, while the low-frequency component of the amplitude-phase-modulated signal is fed to the integrating circuit, or the phase-modulated signal is converted into the amplitude-phase-modulated signal by applying this signal to the right slope of the dependence of the module of one of the complex elements of the conductivity matrix n the linear element of the frequency, the low-frequency component of the amplitude-phase-modulated signal is fed to the integrating circuit, or the phase-modulated signal is converted into the amplitude-phase-modulated signal by supplying this signal to the left slope of the frequency dependence of the module of one of the complex elements of the conductivity matrix of the nonlinear element, while the low-frequency component the amplitude-phase modulated signal is fed to a differentiating circuit.

2. Указанный результат достигается тем, что в устройстве демодуляции фазомодулированных сигналов, включенном между источником фазомодулированных сигналов и низкочастотной нагрузкой и состоящем из преобразователя фазомодулированных сигналов в амплитудно-фазомодулированный сигнал, нелинейного элемента, четырехполюсника, фильтра нижних частот, дополнительно в качестве нелинейного элемента использован трехполюсный элемент, преобразователь фазомодулированных сигналов в амплитудно-фазомодулированный сигнал выполнен в виде этого нелинейного элемента, тип которого выбран таким образом, что левый или правый склон зависимости одного из комплексных элементов его матрицы проводимостей от частоты совпадал с частотой несущего колебания фазомодулированных сигналов, нелинейный элемент включен между источником фазомодулированных сигналов и четырехполюсником по схеме с общим эмиттером, базой или коллектором, при выборе левого склона указанной зависимости в качестве низкочастотной нагрузки использована дифференцирующая цепь, а при выборе правого склона - интегрирующая цепь, четырехполюсник выполнен из числа резистивных двухполюсников, не меньшего двух, значения параметров которых выбраны из условия обеспечения требуемой глубины амплитудной модуляции амплитудно-фазомодулированного сигнала путем использования следующих математических выражений:2. This result is achieved by the fact that in the device for demodulating phase-modulated signals connected between the source of phase-modulated signals and the low-frequency load and consisting of a converter of phase-modulated signals into an amplitude-phase-modulated signal, a nonlinear element, a four-terminal device, a low-pass filter, a three-pole element is additionally used as a nonlinear element an element, a converter of phase-modulated signals into an amplitude-phase-modulated signal is made in the form of this a linear element, the type of which is selected in such a way that the left or right slope of the dependence of one of the complex elements of its conductivity matrix on the frequency coincides with the frequency of the carrier wave of the phase-modulated signals, the non-linear element is connected between the phase-modulated signal source and the four-terminal network according to a circuit with a common emitter, base, or collector , when choosing the left slope of the indicated dependence, a differentiating circuit was used as a low-frequency load, and when choosing the right slope, the integrating circuit pi, the four-terminal network is made up of at least two resistive two-terminal networks, the parameter values of which are selected from the condition for ensuring the required depth of amplitude modulation of the amplitude-phase modulated signal by using the following mathematical expressions:

Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000002
Figure 00000003

- заданные элементы матрицы проводимости нелинейного трехполюсного элемента в двух состояниях (I и II), определяемых двумя крайними значениями частоты входного фазомодулированного сигнала; m - заданное отношение модулей коэффициентов передачи высокочастотной части демодулятора в двух состояниях входного сигнала, характеризуемых двумя крайними значениями частоты фазомодулированного сигнала; φ - известная разность фаз входного сигнала в двух его состояниях, характеризуемых двумя крайними значениями частоты фазомодулированного сигнала; М21 - глубина амплитудной модуляции амплитудно-фазомодулированного сигнала; zн1,н2=rн1,н2+jxн1,н2, z01,02=r01,02+jx01,02 - заданные комплексные сопротивления высокочастотной нагрузки и источника фазомодулированного сигнала в двух его состояниях.- given elements of the conductivity matrix of a nonlinear three-pole element in two states ( I and II ), determined by the two extreme frequency values of the input phase-modulated signal; m is the specified ratio of the transmission coefficient modules of the high-frequency part of the demodulator in two states of the input signal, characterized by two extreme frequency values of the phase-modulated signal; φ is the known phase difference of the input signal in its two states, characterized by two extreme frequency values of the phase-modulated signal; M 21 - the depth of the amplitude modulation of the amplitude-phase modulated signal; z n1, n2 = r n1, n2 + jx n1, n2 , z 01.02 = r 01.02 + jx 01.02 are the specified complex resistances of the high-frequency load and the source of the phase-modulated signal in its two states.

3. Указанный результат достигается тем, что в устройстве демодуляции фазомодулированных сигналов по п.2 резистивный четырехполюсник выполнен в виде Г-образного соединения двух резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r1, r2 двухполюсников, составляющих Г-образное соединение, выбраны с помощью следующих математических выражений:3. The specified result is achieved by the fact that in the device for demodulating phase-modulated signals according to claim 2, the resistive four-terminal is made in the form of a L-shaped connection of two resistive two-terminal, the resistive r 1 , r 2 of the two-terminal components making up the L-shaped connection are selected using the following mathematical expressions:

Figure 00000004
Figure 00000005
Figure 00000004
Figure 00000005

где

Figure 00000006
D1, D2, E, F имеют тот же смысл, что и в п.2.Where
Figure 00000006
D 1 , D 2 , E, F have the same meaning as in claim 2.

4. Указанный результат достигается тем, что в устройстве демодуляции фазомодулированных сигналов по п.2 резистивный четырехполюсник выполнен в виде симметричного перекрытого Т-образного соединения четырех резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r1, r2 r3=r1, r4=r2 двухполюсников, составляющих перекрытое Т-образное соединение, выбраны с помощью следующих математических выражений:4. The specified result is achieved by the fact that in the device for demodulating phase-modulated signals according to claim 2, the resistive four-terminal is made in the form of a symmetrical blocked T-connection of four resistive two-terminal, resistive r 1 , r 2 r 3 = r 1 , r 4 = r 2 bipolar, making up an overlapped T-shaped connection, selected using the following mathematical expressions:

Figure 00000007
Figure 00000008
Figure 00000007
Figure 00000008

где

Figure 00000009
D1, D2, E, F имеют такой же смысл, как и в п.2; значение сопротивления r2 выбирается из условия обеспечения физической реализуемости сопротивления r1, r3, r4.Where
Figure 00000009
D 1 , D 2 , E, F have the same meaning as in claim 2; the resistance value r 2 is selected from the condition of ensuring the physical realizability of the resistance r 1 , r 3 , r 4 .

5. Указанный результат достигается тем, что в устройстве демодуляции фазомодулированных сигналов по п.2 резистивный четырехполюсник выполнен в виде

Figure 00000010
-образного соединения двух резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r1, r2 двухполюсников, составляющих
Figure 00000010
-образное соединение, выбраны с помощью следующих математических выражений:5. The specified result is achieved by the fact that in the device for demodulating phase-modulated signals according to claim 2, the resistive four-terminal device is made in the form
Figure 00000010
-shaped connection of two resistive bipolar, resistive r 1 , r 2 bipolar components
Figure 00000010
-shaped connection, selected using the following mathematical expressions:

Figure 00000011
Figure 00000012
Figure 00000011
Figure 00000012

где

Figure 00000013
D1, D2, E, F имеют такой же смысл, как и в п.2.Where
Figure 00000013
D 1 , D 2 , E, F have the same meaning as in claim 2.

6. Указанный результат достигается тем, что в устройстве демодуляции фазомодулированных сигналов по п.2 резистивный четырехполюсник выполнен в виде симметричного Т-образного соединения трех резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r1, r2, r3=r1 двухполюсников, составляющих симметричное Т-образное соединение, выбраны с помощью следующих математических выражений:6. The indicated result is achieved by the fact that in the device for demodulating phase-modulated signals according to claim 2, the resistive four-terminal is made in the form of a symmetrical T-shaped connection of three resistive two-terminal, resistive r 1 , r 2 , r 3 = r 1 two-terminal components that make up a symmetrical T- shaped connection, selected using the following mathematical expressions:

Figure 00000014
Figure 00000015
Figure 00000014
Figure 00000015

где

Figure 00000016
D1, D2, E, F имеют такой же смысл, как и в п.2.Where
Figure 00000016
D 1 , D 2 , E, F have the same meaning as in claim 2.

7. Указанный результат достигается тем, что в устройстве демодуляции фазомодулированных сигналов по п.2 резистивный четырехполюсник выполнен в виде несимметричного Т-образного соединения трех резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r1, r2 двухполюсников, составляющих несимметричное Т-образное соединение, выбраны с помощью следующих математических выражений:7. The indicated result is achieved by the fact that in the device for demodulating phase-modulated signals according to claim 2, the resistive four-terminal is made in the form of an asymmetric T-shaped connection of three resistive two-terminal, resistive r 1 , r 2 two-terminal, making up an asymmetric T-shaped connection, are selected using the following mathematical expressions:

Figure 00000017
Figure 00000018
Figure 00000017
Figure 00000018

где

Figure 00000019
D1, D2, E, F имеют такой же смысл, как и в п.2; значение сопротивления r3 выбирается из условия обеспечения физической реализуемости сопротивления r1, r2.Where
Figure 00000019
D 1 , D 2 , E, F have the same meaning as in claim 2; the value of resistance r 3 is selected from the conditions for ensuring the physical feasibility of resistance r 1 , r 2 .

8. Указанный результат достигается тем, что в устройстве демодуляции фазомодулированных сигналов по п.2 резистивный четырехполюсник выполнен в виде несимметричного Т-образного соединения трех резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r1, r3 двухполюсников, составляющих несимметричное Т-образное соединение, выбраны с помощью следующих математических выражений:8. The indicated result is achieved by the fact that in the device for demodulating phase-modulated signals according to claim 2, the resistive four-terminal is made in the form of an asymmetric T-shaped connection of three resistive two-terminal, resistive r 1 , r 3 two-terminal, making up an asymmetric T-shaped connection, are selected using the following mathematical expressions:

Figure 00000020
Figure 00000021
Figure 00000020
Figure 00000021

где

Figure 00000022
D1, D2, E, F имеют такой же смысл, как и в п.2; значение сопротивления r2 выбирается из условия обеспечения физической реализуемости сопротивления r1, r3.Where
Figure 00000022
D 1 , D 2 , E, F have the same meaning as in claim 2; the value of resistance r 2 is selected from the conditions for ensuring the physical feasibility of resistance r 1 , r 3 .

9. Указанный результат достигается тем, что в устройстве демодуляции фазомодулированных сигналов по п.2 резистивный четырехполюсник выполнен в виде несимметричного Т-образного соединения трех резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r2, r3 двухполюсников, составляющих несимметричное Т - образное соединение, выбраны с помощью следующих математических выражений:9. The specified result is achieved by the fact that in the device for demodulating phase-modulated signals according to claim 2, the resistive four-terminal is made in the form of an asymmetric T-shaped connection of three resistive two-terminal, resistive r 2 , r 3 two-terminal, making up an asymmetric T-shaped connection, are selected using the following mathematical expressions:

Figure 00000023
Figure 00000024
Figure 00000023
Figure 00000024

где

Figure 00000025
D1, D2, E, F имеют такой же смысл, как и в п.2; значение сопротивления r1 выбирается из условия обеспечения физической реализуемости сопротивления r2, r3.Where
Figure 00000025
D 1 , D 2 , E, F have the same meaning as in claim 2; the resistance value r 1 is selected from the condition of ensuring the physical realizability of the resistance r 2 , r 3 .

10. Указанный результат достигается тем, что в устройстве демодуляции фазомодулированных сигналов по п.2 резистивный четырехполюсник выполнен в виде мостовой схемы соединения четырех резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r1, r2, r3=r1, r4=r2 двухполюсников, составляющих мостовое соединение, выбраны с помощью следующих математических выражений:10. The specified result is achieved by the fact that in the device for demodulating phase-modulated signals according to claim 2, the resistive four-terminal is made in the form of a bridge circuit for connecting four resistive two-terminal, resistive r 1 , r 2 , r 3 = r 1 , r 4 = r 2 two-terminal, components of the bridge connection, selected using the following mathematical expressions:

Figure 00000026
Figure 00000027
Figure 00000026
Figure 00000027

где

Figure 00000028
D1, D2, E, F имеют такой же смысл, как и в п.2.Where
Figure 00000028
D 1 , D 2 , E, F have the same meaning as in claim 2.

11. Указанный результат достигается тем, что в устройстве демодуляции фазомодулированных сигналов по п.2 резистивный четырехполюсник выполнен в виде симметричного П-образного соединения трех резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r1, r2, r3=r1 двухполюсников, составляющих симметричное П-образное соединение, выбраны с помощью следующих математических выражений:11. The specified result is achieved by the fact that in the device for demodulating phase-modulated signals according to claim 2, the resistive four-terminal is made in the form of a symmetrical U-shaped connection of three resistive two-terminal, resistive r 1 , r 2 , r 3 = r 1 two-terminal components that make up a symmetrical P- shaped connection, selected using the following mathematical expressions:

Figure 00000029
Figure 00000030
Figure 00000029
Figure 00000030

где

Figure 00000031
D1, D2, E, F имеют такой же смысл, как и в п.2.Where
Figure 00000031
D 1 , D 2 , E, F have the same meaning as in claim 2.

На фиг.1 показана схема устройства демодуляции фазомодулированных радиочастотных сигналов (прототип).Figure 1 shows a diagram of a device for demodulating phase-modulated RF signals (prototype).

На фиг.2 показана структурная схема предлагаемого устройства по п.1.Figure 2 shows the structural diagram of the proposed device according to claim 1.

На фиг.3 приведена схема четырехполюсника предлагаемого устройства по п.2.Figure 3 shows a diagram of a four-terminal device of the proposed device according to claim 2.

На фиг.4 приведена схема четырехполюсника предлагаемого устройства по п.3.Figure 4 shows a diagram of a four-terminal device of the proposed device according to claim 3.

На фиг.5 приведена схема четырехполюсника предлагаемого устройства по п.4.Figure 5 shows a diagram of a four-terminal device of the proposed device according to claim 4.

На фиг.6 приведена схема четырехполюсника предлагаемого устройства по п.5.Figure 6 shows a diagram of a four-terminal device of the proposed device according to claim 5.

На фиг.7 приведена схема четырехполюсников предлагаемых устройств по п.п.6-8.Figure 7 shows a diagram of the four-terminal devices of the proposed devices according to claims 6-8.

На фиг.8 приведена схема четырехполюсника предлагаемого устройства по п.9.In Fig.8 shows a diagram of a four-terminal device of the proposed device according to claim 9.

На фиг.9 приведена схема четырехполюсника предлагаемого устройства по п.10.Figure 9 shows a diagram of a four-terminal device of the proposed device according to claim 10.

Устройство-прототип содержит источник 1 фазомодулированных сигналов, четырехполюсник 2, нелинейный элемент 3, фильтр нижних частот 4 на элементах R, C, разделительную емкость 5 на элементе Ср и низкочастотную нагрузку 6 на элементах Rн, Сн.The prototype device contains a source 1 of phase-modulated signals, a four-terminal 2, a nonlinear element 3, a low-pass filter 4 on the elements R, C, a separation capacitance 5 on the element C p and a low-frequency load 6 on the elements R n , C n

Принцип действия устройства демодуляции фазомодулированных сигналов (прототипа) состоит в следующем.The principle of operation of the device demodulation phase-modulated signals (prototype) is as follows.

Фазомодулированный сигнал от источника 1 подают на демодулятор из последовательно включенного полупроводникового диода к фильтру нижних частот. Принцип действия устройства, реализующего этот способ состоит в том, что с помощью реактивного четырехполюсника 2, представляющего собой параллельный колебательный контур и включенного между источником ФМС и нелинейным элементом, преобразовывают ФМС в АФМС, с помощью нелинейного элемента 3 разрушается спектр АФМС на высокочастотные и низкочастотные составляющие. Последние выделяются с помощью фильтра нижних частот 4 и поступают в низкочастотную нагрузку 6. В качестве нагрузки выбирается дифференцирующая цепь, если входной ФМС подан на правый склон АЧХ контура или в качестве нагрузки выбирается интегрирующая цепь, если входной ФМС подан на левый склон АЧХ контура. Разделительная емкость 5 устраняет постоянную составляющую. В результате на выходе устройства имеем низкочастотное колебание, амплитуда которого изменяется по закону изменения огибающей входного высокочастотного амплитудно-модулированного колебания.The phase-modulated signal from source 1 is supplied to the demodulator from a series-connected semiconductor diode to a low-pass filter. The principle of operation of the device that implements this method is that, using a reactive four-terminal 2, which is a parallel oscillatory circuit and connected between the FMS source and the nonlinear element, the FMS is converted into AFMS, using the nonlinear element 3, the AFMS spectrum is destroyed into high-frequency and low-frequency components . The latter are selected using a low-pass filter 4 and fed to the low-frequency load 6. A differentiating circuit is selected as the load if the input FMS is applied to the right slope of the frequency response of the circuit or an integrating circuit is selected as load if the input FMS is fed to the left slope of the frequency response of the circuit. The separation tank 5 eliminates the constant component. As a result, at the output of the device, we have a low-frequency oscillation, the amplitude of which changes according to the law of variation of the envelope of the input high-frequency amplitude-modulated oscillation.

Недостаток способа и устройства его реализации состоит в том, что при прохождении ФМС через указанную цепь, после преобразования ФМС в АФМС, глубина амплитудной модуляции последнего является незначительной. Это связано с большой шириной спектра ФМС, т.е. с малой добротностью контура. С другой стороны, чем уже полоса пропускания контура, тем большим искажениям подвергается принятый сигнал.The disadvantage of the method and device for its implementation is that when passing the FMS through the specified circuit, after converting the FMS to AFMS, the depth of the amplitude modulation of the latter is insignificant. This is due to the large width of the FMS spectrum, i.e. with low quality factor of a contour. On the other hand, the narrower the bandwidth of the circuit, the greater the distortion of the received signal.

Высокочастотная часть структурной схемы обобщенного предлагаемого устройства (до фильтра нижних частот) по п.2 (фиг.2) состоит из каскадно-соединенных источника ФМС 1, трехполюсного нелинейного элемента 3, резистивного четырехполюсника 2 и высокочастотной нагрузки 7. Низкочастотная часть структурной схемы содержит фильтр нижних частот 4, разделительную емкость 5 и низкочастотную нагрузку 6.The high-frequency part of the structural diagram of the generalized proposed device (up to the low-pass filter) according to claim 2 (Fig. 2) consists of a cascade-connected source of FMS 1, a three-pole nonlinear element 3, a resistive four-terminal 2 and a high-frequency load 7. The low-frequency part of the structural circuit contains a filter low frequencies 4, separation capacitance 5 and low-frequency load 6.

Принцип действия данного устройства состоит в том, что при подаче ФМС от источника 1 с сопротивлением z0 в результате специального выбора значений параметров классической матрицы передачи четырехполюсника 2 из условий обеспечения заданной глубины амплитудной модуляции АФМС, преобразованного из входного ФМС на левом или правом склоне зависимости модуля одного из комплексных элементов матрицы проводимостей нелинейного элемента от частоты, после прохождения его через высокочастотную часть достигается минимум искажений входного сигнала. Одновременно спектр АФМС разрушается при помощи нелинейного элемента 3, включенного между источником фазомодулированных сигналов и четырехполюсником по схеме с общим эмиттером, базой или коллектором, фильтр нижних частот 4 выделяет низкочастотную составляющую, постоянная составляющая устраняется с помощью разделительной емкости 5. Если выбран левый склон указанной зависимости, то в качестве низкочастотной нагрузки используют дифференцирующую цепь, а если выбран правый склон указанной зависимости, то в качестве низкочастотной нагрузки используют интегрирующую цепь.The principle of operation of this device is that when supplying the FMS from source 1 with resistance z 0 as a result of a special choice of the values of the parameters of the classical transmission matrix of the two-terminal network 2 from the conditions for ensuring a given depth of amplitude modulation AFMS converted from the input FMS on the left or right slope of the module of one of the complex elements of the conductivity matrix of a nonlinear element versus frequency, after passing it through the high-frequency part, a minimum of distortions of the input signal is achieved . At the same time, the AFMS spectrum is destroyed by a nonlinear element 3 connected between the phase-modulated signal source and the four-terminal network according to the scheme with a common emitter, base, or collector, the low-pass filter 4 selects a low-frequency component, the constant component is eliminated using a separation capacitance 5. If the left slope of the indicated dependence is selected , then a differentiating circuit is used as a low-frequency load, and if the right slope of the indicated dependence is selected, then as a low-frequency load and an integrating circuit is used.

В результате низкочастотное колебание, амплитуда которого изменяется по закону изменения фазы входного ФМС, выделяется на низкочастотной нагрузке 6.As a result, the low-frequency oscillation, the amplitude of which varies according to the law of phase change of the input FMS, is allocated to the low-frequency load 6.

Предлагаемое устройство демодуляции ФМС по п.3 отличается от устройства по п.2 тем, что резистивный четырехполюсник 11 (фиг.3), выполнен из двух двухполюсников 5, 6 с резистивными сопротивлениями r1, r2, соединенных между собой по Г-образной схеме. Значения сопротивлений r1, r2 двухполюсников 5, 6 зависят от оптимальных значений элементов матрицы передачи четырехполюсника и заданных комплексных сопротивлений источника сигнала и нагрузки. Принцип действия этого устройства аналогичен принципу действия устройства по п.2.The proposed FMS demodulation device according to claim 3 differs from the device according to claim 2 in that the resistive four-terminal 11 (FIG. 3) is made of two two-terminal 5, 6 with resistive r 1 , r 2 connected to each other in a L-shaped scheme. The values of the resistances r 1 , r 2 of the two-terminal 5, 6 depend on the optimal values of the elements of the transmission matrix of the four-terminal and the given complex resistance of the signal source and load. The principle of operation of this device is similar to the principle of operation of the device according to claim 2.

Предлагаемое устройство демодуляции ФМС по п.4 отличается от устройства по п.2 тем, что резистивный четырехполюсник (фиг.4) выполнен в виде симметричной перекрытой Т-образной схемы соединения четырех резистивных двухполюсников с сопротивлениями r1, r2, r3=r1, r4. Принцип действия этого устройства аналогичен принципу действия устройства по п.2.The proposed FMS demodulation device according to claim 4 differs from the device according to claim 2 in that the resistive four-terminal (Fig. 4) is made in the form of a symmetrical overlapped T-shaped circuit for connecting four resistive two-terminal with resistances r 1 , r 2 , r 3 = r 1 , r 4 . The principle of operation of this device is similar to the principle of operation of the device according to claim 2.

Предлагаемое устройство демодуляции ФМС по п.5 отличается от устройства по п.2 тем, что резистивный четырехполюсник (фиг.5) выполнен в виде

Figure 00000032
-образной схемы соединения двух резистивных двухполюсников с сопротивлениями r1, r2. Принцип действия этого устройства аналогичен принципу действия устройства по п.2.The proposed FMS demodulation device according to claim 5 differs from the device according to claim 2 in that the resistive four-terminal device (Fig. 5) is made in the form
Figure 00000032
-shaped connection of two resistive bipolar with resistance r 1 , r 2 . The principle of operation of this device is similar to the principle of operation of the device according to claim 2.

Предлагаемое устройство демодуляции ФМС по п.6 отличается от устройства по п.2 тем, что резистивный четырехполюсник (фиг.6) выполнен в виде симметричного Т-образного соединения трех резистивных двухполюсников с сопротивлениями r1, r2, r3=r1. Принцип действия этого устройства аналогичен принципу действия устройства по п.2.The proposed FMS demodulation device according to claim 6 differs from the device according to claim 2 in that the resistive four-terminal (Fig. 6) is made in the form of a symmetrical T-shaped connection of three resistive two-terminal with resistances r 1 , r 2 , r 3 = r 1 . The principle of operation of this device is similar to the principle of operation of the device according to claim 2.

Предлагаемое устройство демодуляции ФМС по п.7 отличается от устройства по п.2 тем, что резистивный четырехполюсник (фиг.7) выполнен в виде несимметричного Т-образного соединения трех резистивных двухполюсников с сопротивлениями r1, r2, r3. При этом в явном виде определяются с помощью математических выражений оптимальные значения сопротивлений r1, r2. Значение сопротивления r3 выбирается из условия обеспечения физической реализуемости сопротивлений r1, r2 (обеспечения их неотрицательными). Принцип действия этого устройства аналогичен принципу действия устройства по п.2.The proposed FMS demodulation device according to claim 7 differs from the device according to claim 2 in that the resistive four-terminal (Fig. 7) is made in the form of an asymmetric T-shaped connection of three resistive two-terminal with resistances r 1 , r 2 , r 3 . In this case, the optimal values of the resistances r 1 , r 2 are determined explicitly using mathematical expressions. The resistance value r 3 is selected from the condition of ensuring the physical realizability of the resistance r 1 , r 2 (ensuring their non-negative). The principle of operation of this device is similar to the principle of operation of the device according to claim 2.

Предлагаемое устройство демодуляции ФМС по п.8 отличается от устройства по п.2 тем, что резистивный четырехполюсник (фиг.7) выполнен в виде несимметричного Т-образного соединения трех двухполюсников. При этом в явном виде определяются с помощью математических выражений оптимальные значения сопротивлений r1, r3. Значение сопротивления r2 выбирается из условия обеспечения физической реализуемости сопротивлений r1, r3 (обеспечения их неотрицательными). Принцип действия этого устройства аналогичен принципу действия устройства по п.2.The proposed FMS demodulation device according to claim 8 differs from the device according to claim 2 in that the resistive four-terminal device (Fig. 7) is made in the form of an asymmetric T-shaped connection of three two-terminal devices. In this case, the optimal values of the resistances r 1 , r 3 are determined explicitly using mathematical expressions. The resistance value r 2 is selected from the condition of ensuring the physical realizability of the resistance r 1 , r 3 (ensuring they are non-negative). The principle of operation of this device is similar to the principle of operation of the device according to claim 2.

Предлагаемое устройство демодуляции ФМС по п.9 отличается от устройства по п.2 тем, что резистивный четырехполюсник (фиг.7) выполнен в виде несимметричного Т-образного соединения трех двухполюсников. При этом в явном виде определяются с помощью математических выражений оптимальные значения сопротивлений r2, r3. Значение сопротивления r1 выбирается из условия обеспечения физической реализуемости сопротивлений r2, r3 (обеспечения их неотрицательными). Принцип действия этого устройства аналогичен принципу действия устройства по п.2.The proposed FMS demodulation device according to claim 9 differs from the device according to claim 2 in that the resistive four-terminal device (Fig. 7) is made in the form of an asymmetric T-shaped connection of three two-terminal devices. In this case, the optimal values of the resistances r 2 , r 3 are determined explicitly using mathematical expressions. The value of resistance r 1 is selected from the conditions for ensuring the physical realizability of the resistances r 2 , r 3 (providing them non-negative). The principle of operation of this device is similar to the principle of operation of the device according to claim 2.

Предлагаемое устройство демодуляции ФМС по п.10 отличается от устройства по п.2 тем, что резистивный четырехполюсник (фиг.8) выполнен в виде мостовой схемы соединения четырех двухполюсников. При этом в явном виде определяются с помощью математических выражений оптимальные значения сопротивлений r3=r1, r4=r2. Принцип действия этого устройства аналогичен принципу действия устройства по п.2.The proposed FMS demodulation device according to claim 10 differs from the device according to claim 2 in that the resistive four-terminal (Fig. 8) is made in the form of a bridge circuit for connecting four two-terminal devices. In this case, the optimal values of the resistances r 3 = r 1 , r 4 = r 2 are determined explicitly using mathematical expressions. The principle of operation of this device is similar to the principle of operation of the device according to claim 2.

Предлагаемое устройство демодуляции ФМС по п.11 отличается от устройства по п.2 тем, что резистивный четырехполюсник (фиг.9) выполнен в виде симметричной схемы П-образного соединения трех двухполюсников. При этом в явном виде определяются с помощью математических выражений оптимальные значения сопротивлений r1, r2, r3=r1. Принцип действия этого устройства аналогичен принципу действия устройства по п.2.The proposed FMS demodulation device according to claim 11 differs from the device according to claim 2 in that the resistive four-terminal (Fig. 9) is made in the form of a symmetric U-shaped connection of three two-terminal devices. In this case, the optimal values of the resistances r 1 , r 2 , r 3 = r 1 are determined explicitly using mathematical expressions. The principle of operation of this device is similar to the principle of operation of the device according to claim 2.

Анализ условий физической реализуемости указанных девяти вариантов выполнения резистивного четырехполюсника (фиг.3-9) предлагаемого устройства (фиг.2) показывает, что из этого количества вариантов при произвольных заданных сопротивлений источника сигнала и нагрузки всегда найдется такой вариант, что значения резистивных сопротивлений этого четырехполюсника, рассчитанные по вышеприведенным формулам, будут положительными, то есть физически реализуемыми. Наоборот, для каждого отдельно взятого варианта всегда найдутся такие значения сопротивлений источников сигнала и нагрузки, что значения резистивных сопротивлений четырехполюсников, рассчитанные по вышеприведенным формулам, окажутся физически реализуемыми.An analysis of the physical feasibility conditions of these nine embodiments of a resistive quadripole (Fig. 3-9) of the proposed device (Fig. 2) shows that of this number of options for arbitrary given resistances of the signal source and load, there is always such an option that the values of the resistive resistances of this quadripole calculated according to the above formulas will be positive, that is, physically feasible. On the contrary, for each individual option there will always be such values of the resistances of the signal sources and the load that the values of the resistive resistance of the four-terminal devices, calculated according to the above formulas, will be physically feasible.

Докажем возможность реализации указанных свойств.Let us prove the feasibility of implementing these properties.

Пусть на вход демодулятора воздействует фазомодулированное колебание

Figure 00000033
где Uн, ωн - амплитуда и частота несущего высокочастотного колебания; mφ - индекс фазовой модуляци; φо - начальная фаза; Ω - частота первичного информационного низкочастотного сигнала. Поскольку частота определяется производной от фазы, то одновременно с изменением фазы в фазомодулированном колебании будет происходить изменение частоты по следующему закону:
Figure 00000034
Поэтому, если ФМС подать на правый склон зависимости одного из комплексных элементов матрицы проводимостей нелинейного элемента, включенного между источником ФМС и четырехполюсником, от частоты, то произойдет преобразование ФМС в АФМС. При этом амплитуда АФМС будет изменяться по закону (минус sin( Ωt)). Следовательно, для того чтобы закон изменения амплитуды АФМС повторял закон изменения фазы ФМС, необходимо проинтегрировать преобразованный сигнал, т.е. подать на интегрирующую цепь. Если ФМС подать на левый склон зависимости одного из комплексных элементов матрицы проводимостей нелинейного элемента, включенного между четырехполюсником и высокочастотной нагрузкой, от частоты, то также произойдет преобразование ФМС в АФМС. При этом амплитуда АФМС будет изменяться по закону (sin( Ωt)). Следовательно, для того чтобы закон изменения амплитуды АФМС повторял закон изменения фазы ФМС, необходимо продифференцировать преобразованный сигнал, т.е. подать на дифференцирующую цепь. Из анализа этих зависимостей следует, что положение левого и правого склона можно изменять по частотной оси путем изменения постоянного напряжения смещения. Кроме того, это возможно путем параллельного подключения емкости или последовательно индуктивности к нелинейному элементу. Изменение положения склонов возможно также путем выбора типа нелинейного элемента. Выбор осуществляется таким образом, что левый или правый склон зависимости одного из комплексных элементов матрицы проводимостей от частоты совпадает с частотой несущего колебания фазомодулированных сигналов.Let the phase-modulated oscillation act on the input of the demodulator
Figure 00000033
where U n , ω n - the amplitude and frequency of the carrier high-frequency oscillations; m φ — phase modulation index; φ about - the initial phase; Ω is the frequency of the primary information low-frequency signal. Since the frequency is determined by the derivative of the phase, then at the same time as the phase changes in the phase-modulated oscillation, the frequency changes according to the following law:
Figure 00000034
Therefore, if the FMS is applied to the frequency dependence of one of the complex elements of the conductivity matrix of the nonlinear element connected between the FMS source and the four-terminal, the FMS will be converted to AFMS. In this case, the amplitude of the AFMS will change according to the law (minus sin (Ωt)). Therefore, in order for the law of the amplitude change of the AFMS to repeat the law of the phase change of the FMS, it is necessary to integrate the converted signal, i.e. apply to the integrating circuit. If the FMS is applied to the left slope of the dependence of one of the complex elements of the conductivity matrix of the nonlinear element connected between the four-terminal network and the high-frequency load on the frequency, then the FMS will also be converted to AFMS. In this case, the amplitude of the AFMS will change according to the law (sin (Ωt)). Therefore, in order for the law of the amplitude change of the AFMS to repeat the law of the phase change of the FMS, it is necessary to differentiate the converted signal, i.e. apply to the differentiating circuit. From the analysis of these dependencies it follows that the position of the left and right slopes can be changed along the frequency axis by changing the constant bias voltage. In addition, this is possible by connecting a capacitor in parallel or inductance in series to a non-linear element. Changing the position of the slopes is also possible by choosing the type of non-linear element. The choice is made in such a way that the left or right slope of the dependence of one of the complex elements of the conductivity matrix on the frequency coincides with the frequency of the carrier wave of the phase-modulated signals.

Входной модулированный высокочастотный сигнал Sвх и преобразованный с помощью демодулятора высокочастотный сигнал (до фильтра нижних частот) Sвых связаны между собой следующим образом: Sвых=S21Sвх, где под входным и выходным сигналами подразумевается входное и выходное напряжения; S21 - коэффициент передачи.The input modulated high-frequency signal S in and the high-frequency signal transformed by a demodulator (before the low-pass filter) S out are interconnected as follows: S out = S 21 S in , where the input and output signals mean the input and output voltages; S 21 - gear ratio.

Рассмотрим фазомодулированные колебания в двух состояниях, характеризуемых крайними значениями диапазона изменения амплитуды АФМС на нелинейном элементе.Consider phase-modulated oscillations in two states characterized by extreme values of the amplitude range of the AFMS on a nonlinear element.

Запишем указанные физические величины в двух состояниях в комплексной форме

Figure 00000035
Figure 00000036
(модуль АФМС в двух состояниях различен);
Figure 00000037
Таким образом на выходе высокочастотной части демодулятора модули коэффициента передачи и входного сигнала перемножаются, а их фазы складываются. Выходные напряжения в двух состояниях связаны между собой следующим образом:We write the indicated physical quantities in two states in complex form
Figure 00000035
Figure 00000036
(AFMS module in two states is different);
Figure 00000037
Thus, at the output of the high-frequency part of the demodulator, the transmission coefficient and input signal modules are multiplied, and their phases are added up. The output voltages in two states are interconnected as follows:

Figure 00000038
Figure 00000038

где

Figure 00000039
Figure 00000040
Figure 00000041
Figure 00000042
Where
Figure 00000039
Figure 00000040
Figure 00000041
Figure 00000042

Отношение модулей коэффициентов передачи высокочастотной части демодулятора m21 связано с глубиной амплитудной модуляции АФМС следующим образом:

Figure 00000043
при m21>1 или
Figure 00000044
при m21<1;
Figure 00000045
и
Figure 00000046
- модули коэффициентов передачи высокочастотной части демодулятора в первом и втором состояниях; φ - разность фаз входного ФМС в двух крайних его состояниях.The ratio of the transmission coefficient modules of the high-frequency part of the demodulator m 21 is related to the depth of amplitude modulation of the AFMS as follows:
Figure 00000043
for m 21 > 1 or
Figure 00000044
when m 21 <1;
Figure 00000045
and
Figure 00000046
- modules of transmission coefficients of the high-frequency part of the demodulator in the first and second states; φ is the phase difference of the input FMS in its two extreme states.

Если частота несущего колебания выбрана указанным выше образом или, наоборот, положение левого или правого склона выбрано указанным образом, то в этих двух крайних состояниях, соответствующих крайним значениям амплитуды АФМС, которым соответствуют крайние значения частоты АФМС, нелинейный элемент принимает два значения комплексной проводимости y1,2=g1,2+jb1,2. Пусть, кроме того, комплексные сопротивления высокочастотной нагрузки zн1,н2=rн1,н2+jxн1,н2 и источника сигнала z01,02=r01,02+jx01,02 на крайних значениях частоты АФМС известны.If the carrier oscillation frequency is selected as indicated above, or, conversely, the position of the left or right slope is selected as indicated, then in these two extreme states corresponding to the extreme values of the AFMS amplitude, which correspond to the extreme values of the AFMS frequency, the nonlinear element takes two values of the complex conductivity y 1 , 2 = g 1,2 + jb 1,2 . Suppose, in addition, the complex resistances of the high-frequency load z n1, n2 = r n1, n2 + jx n1, n2 and the signal source z 01.02 = r 01.02 + jx 01.02 at the extreme frequencies of the AFMS are known.

Также известны матрицы проводимостей YТI,II транзистора в двух состояниях:Conductivity matrices Y T I, II transistors in two states are also known:

Figure 00000047
Figure 00000047

где y11I,II=g11I,II+jb11I,II; y12I,II=g12I,II+jb12I,II; y21I,II=g21I,II+jb21I,II; y22I,II=g22I,II+jb22I,II.where y 11 I, II = g 11 I, II + jb 11 I, II ; y 12 I, II = g 12 I, II + jb 12 I, II ; y 21 I, II = g 21 I, II + jb 21 I, II ; y 22 I, II = g 22 I, II + jb 22 I, II .

Матрице проводимостей (1) соответствует классическая матрица передачи [Фельдштейн А.Л., Явич Л.Р. Синтез четырехполюсников и восьмиполюсников на СВЧ. М.: Связь, 1965. 40 с.]:The conductivity matrix (1) corresponds to the classical transfer matrix [Feldstein A.L., Yavich L.R. Microwave four-terminal and eight-terminal synthesis. M.: Communication, 1965. 40 p.]:

Figure 00000048
Figure 00000048

где

Figure 00000049
Where
Figure 00000049

Резистивный четырехполюсник описывается матрицей передачи:The resistive four-terminal is described by the transfer matrix:

Figure 00000050
Figure 00000050

где

Figure 00000051
Figure 00000052
Figure 00000053
a, b, с, d - элементы классической матрицы передачи [Фельдштейн А.Л., Явич Л.Р. Синтез четырехполюсников и восьмиполюсников на СВЧ. М.: Связь, 1965. 40 с.].Where
Figure 00000051
Figure 00000052
Figure 00000053
a, b, c, d - elements of the classical transmission matrix [Feldstein A.L., Yavich L.R. Microwave four-terminal and eight-terminal synthesis. M.: Communication, 1965. 40 p.].

Эквивалентная схема демодулятора представляется в виде 4-х каскадно-соединенных четырехполюсников (фиг.2).The equivalent circuit of the demodulator is presented in the form of 4 cascade-connected quadrupoles (figure 2).

Общая нормированная классическая матрица передачи демодулятора имеет вид:The general normalized classical demodulator transmission matrix has the form:

Figure 00000054
Figure 00000054

Используя известную связь элементов матрицы рассеяния [Фельдштейн А.Л., Явич Л.Р. Синтез четырехполюсников и восьмиполюсников на СВЧ. М.: Связь, 1965. 40 с.], получим выражение для коэффициента передачи высокочастотной части демодулятора S21I,II в двух состояниях транзистора:Using the well-known connection of the elements of the scattering matrix [Feldstein A.L., Yavich L.R. Microwave four-terminal and eight-terminal synthesis. M .: Communication, 1965. 40 pp.], We obtain the expression for the transmission coefficient of the high-frequency part of the demodulator S 21 I, II in two states of the transistor:

Figure 00000055
Figure 00000055

Пусть требуется определить схему резистивного четырехполюсника и значения параметров резистивных элементов двухполюсников, входящих в него, при которых возможно обеспечить заданный закон изменения коэффициента передачи (1) при принятых обозначениях.Let it be required to determine the resistive four-terminal circuit and the values of the parameters of the resistive elements of the two-terminal circuits included in it, at which it is possible to provide a given law of change in the transmission coefficient (1) with the accepted notation.

Подставим (6) в выражение (1) и разделив между собой действительную и мнимую части получим для первого состояния, определяемого одним из крайних значений амплитуды и соответствующей крайней частотой АФМС, систему двух уравнений:Substituting (6) into expression (1) and separating the real and imaginary parts from each other, we obtain for the first state determined by one of the extreme values of the amplitude and the corresponding extreme frequency AFMS, a system of two equations:

Figure 00000056
Figure 00000057
Figure 00000056
Figure 00000057

После денормировки коэффициента передачи (6) путем умножения на

Figure 00000058
последнее выражение изменяется а1,2=rн1,н2; b1,2=xн1,н2: After denormalizing the transmission coefficient (6) by multiplying by
Figure 00000058
the last expression changes and 1,2 = r n1, n2 ; b 1,2 = x n1, n2 :

g1I,II=g21I,IIrн1,н2-b21I,IIxн1,н2; b1I,II=g21I,IIxн1,н2+b21I,IIrн1,н2. g 1 I, II = g 21 I, II r n1, n2 -b 21 I, II x n1, n2 ; b 1 I, II = g 21 I, II x n1, n2 + b 21 I, II r n1, n2 .

Денормированный коэффициент передачи связан с физически реализуемой передаточной функцией следующим образом

Figure 00000059
The denormalized transmission coefficient is associated with a physically feasible transfer function as follows
Figure 00000059

Решение системы (7) имеет вид взаимосвязей между элементами классической матрицы передачи четырехполюсника:The solution to system (7) has the form of interconnections between the elements of the classical quadrupole transmission matrix:

Figure 00000060
Figure 00000060

где

Figure 00000061
Figure 00000062
Where
Figure 00000061
Figure 00000062

Figure 00000063
Figure 00000064
Figure 00000063
Figure 00000064

Условие физической реализуемости α+βγ>0 приводит к ограничению на разность фаз входного ФМС в двух состояниях, определяемых крайними значениями частоты. Уравнение этой границы имеет вид:The physical feasibility condition α + βγ> 0 leads to a restriction on the phase difference of the input FMS in two states determined by the extreme frequency values. The equation of this boundary has the form:

Figure 00000065
Figure 00000065

Решение уравнения (9) дает выражение для граничного значения разности фаз коэффициентов передачи в двух состояниях управляемого элемента:The solution of equation (9) gives an expression for the boundary value of the phase difference of the transmission coefficients in two states of the controlled element:

Figure 00000066
Figure 00000066

где Ioо1Co1-Bo1Ho1; No=-Ao1Co2-Co1Ao2+Bo1Ho2-Bo2Ho1;where I o = A o1 C o1 -B o1 H o1 ; N o = -A o1 C o2 -C o1 A o2 + B o1 H o2 -B o2 H o1 ;

Lo=-Ао1Co3-Ao3Co1-Bo1Hо3+Bo3Ho1; Mo=Ao2Co2+Bo2Ho2;L o = -A o1 C o3 -A o3 C o1 -B o1 H o3 + B o3 H o1 ; M o = A o2 C o2 + B o2 H o2;

Ao1=g22oIIb1I+g1Ib22oII; Ao2=g1IIb22oI+b1IIg22oI; Ao3=g1IIg22oI-b1IIb22oI;A o1 = g 22o II b 1 I + g 1 I b 22o II ; A o2 = g 1 II b 22o I + b 1 II g 22o I ; A o3 = g 1 II g 22o I -b 1 II b 22o I ;

Figure 00000067
Figure 00000068
Figure 00000069
Figure 00000067
Figure 00000068
Figure 00000069

Figure 00000070
Figure 00000071
Figure 00000072
Figure 00000070
Figure 00000071
Figure 00000072

Figure 00000073
Figure 00000074
Figure 00000075
Figure 00000073
Figure 00000074
Figure 00000075

Областью физической реализуемости является область изменения разности фаз φ>φгр при условии xн>0 или φ<φгр при условии xн<0. Для обеспечения этой области физической реализуемости необходимо, чтобы подкоренное выражение в (10) было неотрицательно. Из этого условия находим ограничение на квадрат отношения модулей коэффициентов передачи в двух состояниях управляемого элемента:The field of physical realizability is the region of variation of the phase difference φ> φ g under the condition x n > 0 or φ <φ g under the condition x n <0. To ensure this area of physical realizability, it is necessary that the radical expression in (10) be non-negative. From this condition we find the limitation on the square of the ratio of the transmission coefficient modules in two states of the controlled element:

Figure 00000076
Figure 00000076

где

Figure 00000077
Figure 00000078
- частотное качество управляемого трехполюсного элемента, включенного в состав манипулятора вместе с резистивным четырехполюсником, источником сигнала и нагрузкой с комплексными сопротивлениями. Понятие "частотное качество управляемого трехполюсного элемента" введено здесь впервые по аналогии с качеством управляемого двухполюсного элемента [Kawakami S. Figure of Merit Associated with a Variable Parameter One-Port for RF Switching and Modulation // IEEE Trans: 1965. CT-12. №3. С.320-328; Головков А.А., Минаков В.Г. Взаимосвязи между элементами матрицы сопротивлений и их использование для синтеза согласующе-фильтрующих устройств амплитудно-фазовых манипуляторов. Телекоммуникации, 2004, №8, с.29-32] на фиксированной частоте. Частотное качество трехполюсного управляемого элемента характеризует меру различия элементов его матрицы проводимости (сопротивления) в двух состояниях, определяемых двумя крайними частотами входного ФМС, с учетом изменений сопротивлений источника сигнала и нагрузки.Where
Figure 00000077
Figure 00000078
- frequency quality of a controlled three-pole element included in the manipulator together with a resistive four-terminal, a signal source and a load with complex resistances. The concept of “frequency quality of a controlled bipolar element” was introduced here for the first time by analogy with the quality of a controlled bipolar element [Kawakami S. Figure of Merit Associated with a Variable Parameter One-Port for RF Switching and Modulation // IEEE Trans: 1965. CT-12. Number 3. S.320-328; Golovkov A.A., Minakov V.G. The relationship between the elements of the resistance matrix and their use for the synthesis of matching-filtering devices of amplitude-phase manipulators. Telecommunications, 2004, No. 8, p.29-32] at a fixed frequency. The frequency quality of a three-pole controlled element characterizes the measure of the difference in the elements of its conductivity matrix (resistance) in two states determined by the two extreme frequencies of the input FMS, taking into account changes in the resistance of the signal source and load.

Подкоренное выражение в (11) всегда положительно. Необходимо отметить, что расчеты показывают, что при выборе разностей фаз коэффициентов передачи, близкой к φгр (10), или при выборе отношения модулей, близкого к mкр, обеспечивается не только физическая реализуемость, но и наибольшая полоса частот.The root expression in (11) is always positive. It should be noted that the calculations show that when choosing phase differences of transmission coefficients close to φ gr (10), or when choosing a ratio of modules close to m cr , not only physical feasibility, but also the largest frequency band is provided.

Выражение для частотного качества можно привести к следующему виду:The expression for frequency quality can be reduced to the following form:

Figure 00000079
Полученная система двух взаимосвязей (8) между элементами матрицы передачи резистивного четырехполюсника означает, что фазовые демодуляторы должны содержать не менее чем два независимых резистивных элемента, значения параметров которых должны удовлетворять системе двух уравнений, сформированных на основе этих взаимосвязей. Для отыскания оптимальных значений параметров резистивного четырехполюсника необходимо выбрать какую-либо схему из М≥2 элементов, найти ее матрицу передачи, элементы которой выражены через параметры схемы резистивного четырехполюсника, и подставить их в (8). Сформированная таким образом система уравнений должна быть решена относительно выбранных двух параметров. Значения остальных М-2 параметров могут быть отнесены к сопротивлению zo или заданы произвольно. После использования описанного алгоритма с помощью высокочастотной части демодулятора будет реализована операция преобразования входного ФМС в АФМС с заданной глубиной амплитудной модуляции.
Figure 00000079
The resulting system of two relationships (8) between the elements of the transmission matrix of a resistive four-terminal network means that phase demodulators must contain at least two independent resistive elements whose parameter values must satisfy a system of two equations formed on the basis of these relationships. In order to find the optimal values of the parameters of the resistive four-terminal network, it is necessary to select a circuit of M≥2 elements, find its transmission matrix, the elements of which are expressed through the parameters of the resistive four-terminal circuit, and substitute them in (8). The system of equations formed in this way should be solved with respect to the selected two parameters. The values of the remaining M-2 parameters can be attributed to the resistance z o or set arbitrarily. After using the described algorithm, using the high-frequency part of the demodulator, the operation of converting the input FMS to AFMS with a given amplitude modulation depth will be implemented.

Необходимо отметить, что даже в рамках допущения безынерционности нелинейного элемента (при его частотном качестве, равном двум) синтезированное указанным образом высокочастотная часть устройства демодуляции ФМС будет иметь АЧХ, левый или правый склон которой будет в точности соответствовать диапазону изменения частоты входного ФМС, что автоматически обеспечивает его преобразование в АФМС с заданной глубиной амплитудной модуляции.It should be noted that even under the assumption of the inertia of a nonlinear element (with its frequency quality equal to two), the high-frequency part of the FMS demodulation device synthesized in this way will have an AFC whose left or right slope will exactly correspond to the frequency range of the input FMS, which automatically ensures its conversion to AFMS with a given amplitude modulation depth.

На основе использования описанного алгоритма для схемы четырехполюсника в виде Г-образного соединения двух резистивных двухполюсников (фиг.3) для усиливающего манипулятора получены математические выражения для определения значений сопротивлений r1, r2 двухполюсников. Здесь же приведена матрица передачи и выражения для определения параметров и матриц передачи других заявленных четырехполюсников.Based on the use of the described algorithm for a four-terminal circuit in the form of an L-shaped connection of two resistive two-terminal devices (Fig. 3), mathematical expressions are obtained for an amplifying manipulator to determine the resistance values of r 1 , r 2 of two-terminal devices. Here you can also find the transfer matrix and expressions for determining the parameters and transfer matrices of the other four-terminal devices declared.

Для Г-образного соединения (фиг.3):For the L-shaped connection (figure 3):

Figure 00000080
Figure 00000080

Figure 00000081
Figure 00000081

Для симметричного перекрытого Т-образного соединения (фиг.4):For a symmetrical overlapped T-shaped connection (figure 4):

Figure 00000082
Figure 00000082

Figure 00000083
Figure 00000084
Figure 00000083
Figure 00000084

Figure 00000085
Figure 00000085

Для

Figure 00000010
-образной схемы соединения (фиг.5):For
Figure 00000010
-shaped connection diagram (figure 5):

Figure 00000086
Figure 00000086

Figure 00000087
Figure 00000087

Для симметричной Т-образной схемы соединения (фиг.6):For a symmetrical T-shaped connection scheme (Fig.6):

Figure 00000088
Figure 00000088

Figure 00000089
Figure 00000089

Для трех вариантов несимметричной Т-образной схемы соединения (фиг.7):For three variants of an asymmetric T-shaped connection scheme (Fig.7):

Figure 00000090
Figure 00000090

1)

Figure 00000091
Figure 00000092
one)
Figure 00000091
Figure 00000092

Figure 00000093
;
Figure 00000093
;

2)

Figure 00000094
Figure 00000095
Figure 00000096
2)
Figure 00000094
Figure 00000095
Figure 00000096

3)

Figure 00000097
Figure 00000098
3)
Figure 00000097
Figure 00000098

Figure 00000099
Figure 00000099

Для мостовой схемы соединения (фиг.8):For the bridge connection scheme (Fig. 8):

Figure 00000100
Figure 00000100

Figure 00000101
Figure 00000101

Для симметричной П-образной схемы соединения (фиг.9):For a symmetric U-shaped connection scheme (Fig.9):

Figure 00000102
Figure 00000102

Figure 00000103
Figure 00000103

Предлагаемые технические решения являются новыми, поскольку из общедоступных сведений неизвестно устройство фазовой демодуляции, обеспечивающее преобразование ФМС в АФМС с заданной глубиной амплитудной модуляции, состоящее из нелинейного трехполюсного элемента, включенного между источником ФМС и входом резистивного четырехполюсника, причем четырехполюсник выполнен в виде Г-образного соединения двух резистивных двухполюсников (симметричной перекрытой Т схемы,

Figure 00000104
-образной схемы, симметричной Т схемы, в виде трех вариантов несиметричной Т схемы, мостовой схемы и симметричной П схемы), параметры которых определены по соответствующим математическим выражениям. При этом разрушение спектра АФМС на высокочастотные и низкочастотную составляющие и выделение последней происходит обычным образом с помощью нелинейного элемента, фильтра нижних частот, разделительной емкости, интегрирующей или дифференцирующей цепей.The proposed technical solutions are new, because the phase demodulation device providing the conversion of the PMF to AFMS with a given amplitude modulation depth, consisting of a nonlinear three-pole element connected between the PSM source and the input of the resistive four-terminal, is unknown in the public domain, and the four-terminal is made in the form of a L-shaped connection two resistive two-terminal devices (symmetric overlapped T circuit,
Figure 00000104
-shaped circuit, symmetric to the T circuit, in the form of three variants of the asymmetric T circuit, the bridge circuit and the symmetric P circuit), the parameters of which are determined by the corresponding mathematical expressions. In this case, the destruction of the AFMS spectrum into high-frequency and low-frequency components and the separation of the latter occurs in the usual way using a nonlinear element, a low-pass filter, a separation capacitor, an integrating or differentiating circuit.

Предлагаемые технические решения имеют изобретательский уровень, поскольку из опубликованных научных данных и известных технических решений явным образом не следует, что заявленная последовательность операций (выполнение четырехполюсника резистивным в виде девяти указанных выше схем с выбором значений их параметров из условия обеспечения заданной глубины амплитудной модуляции АФМС, и осуществляет преобразование ФМС в АФМС без наличия источника опорного сигнала и колебательного контура.The proposed technical solutions have an inventive step, since it does not explicitly follow from the published scientific data and the known technical solutions that the claimed sequence of operations (the execution of a four-terminal network is resistive in the form of the nine above-mentioned circuits with a choice of their parameter values from the condition of providing a given depth of amplitude modulation AFMS, and Converts FMS to AFMS without a reference signal source and oscillatory circuit.

Предлагаемые технические решения практически применимы, так как для их реализации могут быть использованы серийно выпускаемые промышленностью полупроводниковые транзисторы и резисторы, сформированные в заявленную схему резистивного четырехполюсника в виде перечисленных схем соединения двухполюсников. Значения параметров резисторов однозначно могут быть определены с помощью математических выражений, приведенных в формуле изобретения.The proposed technical solutions are practically applicable, since semiconductor transistors and resistors commercially available from the industry that are formed into the claimed resistive four-terminal circuit in the form of the listed two-terminal connection schemes can be used for their implementation. The values of the parameters of the resistors can be uniquely determined using the mathematical expressions given in the claims.

Технико-экономическая эффективность предложенного устройства заключается в одновременном обеспечении операции преобразования входного ФМС в АФМС с заданной глубиной амплитудной модуляции, что способствует повышению помехоустойчивости.The technical and economic efficiency of the proposed device is to simultaneously provide the operation of converting the input FMS to AFMS with a given amplitude modulation depth, which helps to increase noise immunity.

Claims (11)

1. Способ демодуляции фазомодулированных сигналов, состоящий в том, что демодулятор включают между источником радиочастотных фазомодулированных сигналов и низкочастотной нагрузкой и выполняют его из четырехполюсника, нелинейного элемента, фильтра нижних частот, фазомодулированный сигнал преобразовывают в амплитудно-фазомодулированный сигнал, с помощью нелинейного элемента разрушают спектр амплитудно-фазомодулированного сигнала на высокочастотные и низкочастотные составляющие, с помощью фильтра нижних частот выделяют информационный низкочастотный сигнал, амплитуда которого изменяется по закону изменения фазы фазомодулированного входного сигнала, отличающийся тем, что в качестве нелинейного элемента используют трехполюсный элемент, который включают между источником радиочастотных фазомодулированных сигналов и четырехполюсником или между четырехполюсником и введенной высокочастотной нагрузкой по схеме с общим эмиттером, базой или коллектором, четырехполюсник выполняют из числа резистивных двухполюсников, не меньшего двух, значения параметров которых выбраны из условия обеспечения требуемой глубины амплитудной модуляции амплитудно-фазомодулированного сигнала, преобразование фазомодулированного сигнала в амплитудно-фазомодулированный сигнал осуществляют путем подачи этого сигнала на правый склон зависимости модуля одного из комплексных элементов матрицы сопротивлений нелинейного элемента от частоты, низкочастотную составляющую амплитудно-фазомодулированного сигнала подают на дифференцирующую цепь, либо преобразование фазомодулированного сигнала в амплитудно-фазомодулированный сигнал осуществляют путем подачи этого сигнала на левый склон зависимости модуля одного из комплексных элементов матрицы сопротивлений нелинейного элемента от частоты, при этом низкочастотную составляющую амплитудно-фазомодулированного сигнала подают на интегрирующую цепь, либо преобразование фазомодулированного сигнала в амплитудно-фазомодулированный сигнал осуществляют путем подачи этого сигнала на правый склон зависимости модуля одного из комплексных элементов матрицы проводимостей нелинейного элемента от частоты, низкочастотную составляющую амплитудно-фазомодулированного сигнала подают на интегрирующую цепь, либо преобразование фазомодулированного сигнала в амплитудно-фазомодулированный сигнал осуществляют путем подачи этого сигнала на левый склон зависимости модуля одного из комплексных элементов матрицы проводимостей нелинейного элемента от частоты, при этом низкочастотную составляющую амплитудно-фазомодулированного сигнала подают на дифференцирующую цепь.1. The method of demodulating phase-modulated signals, which consists in the fact that the demodulator is turned on between a source of radio-frequency phase-modulated signals and a low-frequency load and is made of a four-terminal device, a non-linear element, a low-pass filter, a phase-modulated signal is converted into an amplitude-phase-modulated signal, and the spectrum is destroyed by a non-linear element amplitude-phase-modulated signal to high-frequency and low-frequency components, using a low-pass filter, information is extracted low-frequency signal, the amplitude of which varies according to the law of phase change of the phase-modulated input signal, characterized in that a three-pole element is used as a non-linear element, which is connected between a source of radio-frequency phase-modulated signals and a four-terminal or between a four-terminal and an introduced high-frequency load according to the scheme with a common emitter, base or by a collector, a four-terminal is made of resistive two-terminal, at least two, the parameter values of which are selected wounds from the condition for ensuring the required depth of amplitude modulation of the amplitude-phase-modulated signal, the phase-modulated signal is converted into amplitude-phase-modulated signal by applying this signal to the right slope of the frequency dependence of the module of one of the complex elements of the resistance matrix of the nonlinear element, the low-frequency component of the amplitude-phase-modulated signal is fed to a differentiating circuit, or the conversion of a phase-modulated signal to amplitude-phase-modulated the signal is carried out by supplying this signal to the left slope of the frequency dependence of the module of one of the complex elements of the resistance matrix of the nonlinear element, while the low-frequency component of the amplitude-phase-modulated signal is fed to the integrating circuit, or the phase-modulated signal is converted into the amplitude-phase-modulated signal by supplying this signal on the right slope of the frequency dependence of the module of one of the complex elements of the conductivity matrix of a nonlinear element, low the frequency component of the amplitude-phase-modulated signal is fed to the integrating circuit, or the phase-modulated signal is converted to the amplitude-phase-modulated signal by supplying this signal to the left slope of the frequency dependence of the module of one of the complex elements of the conductivity matrix of the nonlinear element, while the low-frequency component of the amplitude-phase-modulated signal is fed on a differentiating circuit. 2. Устройство демодуляции фазомодулированных сигналов, включенное между источником фазомодулированных сигналов и низкочастотной нагрузкой и состоящее из преобразователя фазомодулированных сигналов в амплитудно-фазомодулированный сигнал, нелинейного элемента, четырехполюсника, фильтра нижних частот, отличающееся тем, что в качестве нелинейного элемента использован трехполюсный элемент, преобразователь фазомодулированных сигналов в амплитудно-фазомодулированный сигнал выполнен в виде этого нелинейного элемента, тип которого выбран таким образом, что левый или правый склоны зависимости одного из комплексных элементов его матрицы проводимостей от частоты совпадали с частотой несущего колебания фазомодулированных сигналов, нелинейный элемент включен между источником фазомодулированных сигналов и четырехполюсником по схеме с общим эмиттером, базой или коллектором, при выборе левого склона указанной зависимости в качестве низкочастотной нагрузки использована дифференцирующая цепь, а при выборе правого склона - интегрирующая цепь, четырехполюсник выполнен из числа резистивных двухполюсников, не меньшего двух, значения параметров которых выбраны из условия обеспечения требуемой глубины амплитудной модуляции амплитудно-фазомодулированного сигнала путем использования следующих математических выражений:2. A device for demodulating phase-modulated signals connected between a source of phase-modulated signals and a low-frequency load and consisting of a converter of phase-modulated signals into an amplitude-phase-modulated signal, a non-linear element, a four-terminal, a low-pass filter, characterized in that a three-pole element, a phase-modulated converter is used as a non-linear element signals in the amplitude-phase-modulated signal is made in the form of this nonlinear element, the type of which is selected In such a way that the left or right slopes of one of the complex elements of its conductivity matrix as a function of frequency coincided with the frequency of the carrier wave of the phase-modulated signals, a non-linear element is connected between the phase-modulated signal source and the four-terminal network according to the scheme with a common emitter, base or collector, when choosing the left slope of the indicated dependence, a differentiating circuit was used as a low-frequency load, and when choosing the right slope, an integrating circuit was used, the four-terminal network is made of weakly resistive two-poles, at least two, parameter values are selected to provide the desired depth of the amplitude modulation of the amplitude-phase-modulated signal by using the following mathematical expression:
Figure 00000105
Figure 00000106
Figure 00000105
Figure 00000106
- заданные элементы матрицы проводимости нелинейного трехполюсного элемента в двух состояниях (I и II), определяемых двумя крайними значениями частоты входного фазомодулированного сигнала; m - заданное отношение модулей коэффициентов передачи высокочастотной части демодулятора в двух состояниях входного сигнала, характеризуемых двумя крайними значениями частоты фазомодулированного сигнала; φ - известная разность фаз входного сигнала в двух его состояниях, характеризуемых двумя крайними значениями частоты фазомодулированного сигнала; M21 - глубина амплитудной модуляции амплитудно-фазомодулированного сигнала; zн1,н2=rн1,н2+jxн1,н2, z01,02=r01,02+jx01,02 - заданные комплексные сопротивления высокочастотной нагрузки и источника фазомодулированного сигнала в двух его состояниях.- given elements of the conductivity matrix of a nonlinear three-pole element in two states ( I and II ), determined by the two extreme frequency values of the input phase-modulated signal; m is the specified ratio of the transmission coefficient modules of the high-frequency part of the demodulator in two states of the input signal, characterized by two extreme frequency values of the phase-modulated signal; φ is the known phase difference of the input signal in its two states, characterized by two extreme frequency values of the phase-modulated signal; M 21 - the depth of the amplitude modulation of the amplitude-phase modulated signal; z n1, n2 = r n1, n2 + jx n1, n2 , z 01.02 = r 01.02 + jx 01.02 are the specified complex resistances of the high-frequency load and the source of the phase-modulated signal in its two states.
3. Устройство демодуляции фазомодулированных сигналов по п.2, отличающееся тем, что резистивный четырехполюсник выполнен в виде Г-образного соединения двух резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r1, r2, двухполюсников, составляющих Г-образное соединение, выбраны с помощью следующих математических выражений:3. The device for demodulating phase-modulated signals according to claim 2, characterized in that the resistive four-terminal is made in the form of a L-shaped connection of two resistive two-terminal, resistive r 1 , r 2 , two-terminal, making up the L-shaped connection, are selected using the following mathematical expressions :
Figure 00000107
Figure 00000107
4. Устройство демодуляции фазомодулированных сигналов по п.2, отличающееся тем, что резистивный четырехполюсник выполнен в виде симметричного перекрытого Т-образного соединения четырех резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r1, r2, r3=r4, r4=r2 двухполюсников, составляющих перекрытое Т-образное соединение, выбраны с помощью следующих математических выражений:4. The device for demodulating phase-modulated signals according to claim 2, characterized in that the resistive four-terminal is made in the form of a symmetrical blocked T-connection of four resistive two-terminal, resistive r 1 , r 2 , r 3 = r 4 , r 4 = r 2 two-terminal constituting an overlapped T-joint are selected using the following mathematical expressions:
Figure 00000108
Figure 00000108
5. Устройство демодуляции фазомодулированных сигналов по п.2, отличающееся тем, что резистивный четырехполюсник выполнен в виде
Figure 00000109
-образного соединения двух резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r1, r2 двухполюсников, составляющих
Figure 00000109
-образное соединение, выбраны с помощью следующих математических выражений:
5. The device demodulation phase-modulated signals according to claim 2, characterized in that the resistive four-terminal is made in the form
Figure 00000109
-shaped connection of two resistive bipolar, resistive r 1 , r 2 bipolar components
Figure 00000109
-shaped connection, selected using the following mathematical expressions:
Figure 00000110
Figure 00000110
6. Устройство демодуляции фазомодулированных сигналов по п.2, отличающееся тем, что резистивный четырехполюсник выполнен в виде симметричного Т-образного соединения трех резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r1, r2, r3=r1 двухполюсников, составляющих симметричное Т-образное соединение, выбраны с помощью следующих математических выражений:6. The device for demodulating phase-modulated signals according to claim 2, characterized in that the resistive four-terminal is made in the form of a symmetric T-shaped connection of three resistive two-terminal, resistive r 1 , r 2 , r 3 = r 1 two-terminal, making up a symmetrical T-shaped connection are selected using the following mathematical expressions:
Figure 00000111
Figure 00000111
7. Устройство демодуляции фазомодулированных сигналов по п.2, отличающееся тем, что резистивный четырехполюсник выполнен в виде несимметричного Т-образного соединения трех резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r1, r2 двухполюсников, составляющих несимметричное Т-образное соединение, выбраны с помощью следующих математических выражений:7. The device for demodulating phase-modulated signals according to claim 2, characterized in that the resistive four-terminal is made in the form of an asymmetric T-shaped connection of three resistive two-terminal, resistive r 1 , r 2 two-terminal, making up an asymmetric T-shaped connection, are selected using the following mathematical expressions:
Figure 00000112
Figure 00000112
8. Устройство демодуляции фазомодулированных сигналов по п.2, отличающееся тем, что резистивный четырехполюсник выполнен в виде несимметричного Т-образного соединения трех резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r1, r3 двухполюсников, составляющих несимметричное Т-образное соединение, выбраны с помощью следующих математических выражений:8. The device for demodulating phase-modulated signals according to claim 2, characterized in that the resistive four-terminal is made in the form of an asymmetric T-shaped connection of three resistive two-terminal, resistive r 1 , r 3 two-terminal, making up an asymmetric T-shaped connection, are selected using the following mathematical expressions:
Figure 00000113
Figure 00000113
9. Устройство демодуляции фазомодулированных сигналов по п.2, отличающееся тем, что резистивный четырехполюсник выполнен в виде несимметричного Т-образного соединения трех резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r2, r3, двухполюсников, составляющих несимметричное Т-образное соединение, выбраны с помощью следующих математических выражений:9. The device for demodulating phase-modulated signals according to claim 2, characterized in that the resistive four-terminal is made in the form of an asymmetric T-shaped connection of three resistive two-terminal, resistive r 2 , r 3 , two-terminal, constituting an asymmetric T-shaped connection, are selected using the following mathematical expressions:
Figure 00000114
Figure 00000114
10. Устройство демодуляции фазомодулированных сигналов по п.2, отличающееся тем, что резистивный четырехполюсник выполнен в виде мостовой схемы соединения четырех резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r1, r2, r3=r1, r4=r2 двухполюсников, составляющих мостовое соединение, выбраны с помощью следующих математических выражений:10. The device for demodulating phase-modulated signals according to claim 2, characterized in that the resistive four-terminal is made in the form of a bridge circuit for connecting four resistive two-terminal, resistive r 1 , r 2 , r 3 = r 1 , r 4 = r 2 two-terminal components of the bridge compound selected using the following mathematical expressions:
Figure 00000115
Figure 00000115
11. Устройство демодуляции фазомодулированных сигналов по п.2, отличающееся тем, что резистивный четырехполюсник выполнен в виде симметричного П-образного соединения трех резистивных двухполюсников, резистивные сопротивления r1, r2, r3=r1 двухполюсников, составляющих симметричное П-образное соединение, выбраны с помощью следующих математических выражений:11. The device for demodulating phase-modulated signals according to claim 2, characterized in that the resistive four-terminal is made in the form of a symmetrical U-shaped connection of three resistive two-terminal, resistive r 1 , r 2 , r 3 = r 1 two-terminal components of a symmetric U-shaped connection are selected using the following mathematical expressions:
Figure 00000116
Figure 00000116
RU2007110470/09A 2007-03-21 2007-03-21 Method for demodulation of phase-modulated radio frequency signals and device for its realisation RU2341889C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007110470/09A RU2341889C1 (en) 2007-03-21 2007-03-21 Method for demodulation of phase-modulated radio frequency signals and device for its realisation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007110470/09A RU2341889C1 (en) 2007-03-21 2007-03-21 Method for demodulation of phase-modulated radio frequency signals and device for its realisation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007110470A RU2007110470A (en) 2008-09-27
RU2341889C1 true RU2341889C1 (en) 2008-12-20

Family

ID=39928681

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007110470/09A RU2341889C1 (en) 2007-03-21 2007-03-21 Method for demodulation of phase-modulated radio frequency signals and device for its realisation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2341889C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2568389C1 (en) * 2014-10-21 2015-11-20 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Method of amplification and demodulation of frequency-modulated signals and device for its implementation

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БАСКАКОВ С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: Высшая школа, 1988, с.291. ГОЛОВКОВ А.А. и др. Взаимосвязи между элементами матрицы сопротивлений и их использование для синтеза согласующе-фильтрующих устройств амплитудно-фазовых манипуляторов. - Телекоммуникации, 2004, №8, с.29-32. *
БУГА Н.Н. и др. Радиоприемные устройства. - М.: Радио и связь, 1986, 145. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2568389C1 (en) * 2014-10-21 2015-11-20 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Method of amplification and demodulation of frequency-modulated signals and device for its implementation

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007110470A (en) 2008-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2341890C1 (en) Devices for demodulation of phase-modulated radio frequency signals
RU2341882C1 (en) Devices for demodulation of phase-modulated radio frequency signals
RU2341887C1 (en) Devices for demodulation of phase-modulated radio frequency signals
RU2341888C1 (en) Devices for demodulation of phase-modulated radio frequency signals
RU2366075C1 (en) Method and device to demodulate amplitude-modulated rf-signals
RU2371835C1 (en) Method of demodulating phase modulated radio-frequency signals and device to this end
RU2341886C1 (en) Devices for demodulation of phase-modulated radio frequency signals
RU2341889C1 (en) Method for demodulation of phase-modulated radio frequency signals and device for its realisation
RU2463689C1 (en) Method for frequency modulation and demodulation of high-frequency signals and apparatus for realising said method
RU2366076C1 (en) Method to demodulate phase-modulated rf-frequency signals and device to this end
RU2341880C1 (en) Method for demodulation of phase-modulated radio frequency signals and devices for its realisation
RU2483435C2 (en) Method for frequency modulation and demodulation of high-frequency signals and apparatus for realising said method
RU2371837C1 (en) Method of demodulating phase modulated radio-frequency signals and device to this end
RU2369005C1 (en) Method of demodulation of amplitude-modulated radio-frequency sygnals and device to this effect
RU2341883C1 (en) Devices for demodulation of phase-modulated radio frequency signals
RU2371836C1 (en) Method of demodulating phase modulated radio-frequency signals and device to this end
RU2341879C1 (en) Devices for demodulation of phase-modulated radio frequency signals
RU2341884C1 (en) Devices for demodulation of phase-modulated radio frequency signals
RU2371834C1 (en) Method of demodulating phase modulated radio-frequency signals and device to this end
RU2341881C1 (en) Method for demodulation of phase-modulated radio frequency signals and devices for its realisation
RU2341877C1 (en) Method for demodulation of amplitude-modulated radio frequency signals and devices for its realisation
RU2371838C1 (en) Method of demodulating phase modulated radio-frequency signals and device to this end
RU2367085C1 (en) Method of demodulating phase modulated radio-frequency signals and device to this end
RU2341885C1 (en) Method for demodulation of phase-modulated radio frequency signals and device for its realisation
RU2504898C1 (en) Method of demodulating phase-modulated and frequency-modulated signals and apparatus for realising said method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090322