RU2366076C1 - Method to demodulate phase-modulated rf-frequency signals and device to this end - Google Patents

Method to demodulate phase-modulated rf-frequency signals and device to this end Download PDF

Info

Publication number
RU2366076C1
RU2366076C1 RU2008106369/09A RU2008106369A RU2366076C1 RU 2366076 C1 RU2366076 C1 RU 2366076C1 RU 2008106369/09 A RU2008106369/09 A RU 2008106369/09A RU 2008106369 A RU2008106369 A RU 2008106369A RU 2366076 C1 RU2366076 C1 RU 2366076C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phase
signal
frequency
modulated
amplitude
Prior art date
Application number
RU2008106369/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Афанасьевич Головков (RU)
Александр Афанасьевич Головков
Игорь Игоревич Федюнин (RU)
Игорь Игоревич Федюнин
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежское высшее военное авиационное инженерное училище (военный институт)" Министерства обороны Российской Федерации
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)" Министерства обороны Российской Федерации filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежское высшее военное авиационное инженерное училище (военный институт)" Министерства обороны Российской Федерации
Priority to RU2008106369/09A priority Critical patent/RU2366076C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2366076C1 publication Critical patent/RU2366076C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: radio engineering.
SUBSTANCE: invention relates to radio communication. It can be used to demodulate (DM) phase-manipulated and phase-modulated signals by converting phase-modulated (PM) signal into amplitude-phase-modulated (APM) signal, via shaping the slope of APM-demodulator with preset ratio of absolute magnitudes m21 of transmission factors at two preset frequencies f1, f2. The latter correspond to appropriate extreme values of input PM-signal frequency variation and subsequent ADM. In compliance with proposed invention, PM-signal is sent to DM connected in between RF PM-signal source and LF-load. Proposed DM consists of linear reactive quadripole (QP), two-electrode nonlinear element (NLE), LF-filter (LFF). PM-signal is converted into APM-signal by feeding this signal to the RH or LH slope of APM-module of complex resistance. NLE helps decompose APM-signal spectrum into HF- and LF-components. LFF is used to isolate LF data signal with its amplitude by law of LF data input signal phase variation. Two electrode NLE is connected in between the FM-signal source and FC into cross circuit. FC consists of reactive dipoles, their number making at least two with their parametres selected from required percentage of AM-APM-signal.
EFFECT: demodulation of PM-signals without using master oscillator and parallel oscillating circuit, along with conversion of PM-signal into APM-signal using HF-part of demodulation at preset amplitude modulation percentage to add to receiver noise immunity.
2 cl, 4 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 (разлагается) 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 (decomposed) 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 chain (sequentially), the constant component that occurs on the nonlinear 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. Другим недостатком является отсутствие возможности коррекции глубины амплитудной модуляции АФМС, что при прохождении через резонансные цепи приводит к уменьшению этой характеристики, то есть к известному явлению частичной демодуляции АФМС или к снижению помехоустойчивости.The disadvantage of this method and device for its implementation is that in order to isolate a low-frequency signal, the amplitude of which changes in accordance with the law of phase change of the high-frequency PMS, it is necessary to have a reference oscillator. Another disadvantage is the inability to correct the depth of amplitude modulation of the AFMS, which when passing through the resonant circuits leads to a decrease in this characteristic, that is, to the well-known phenomenon of partial demodulation of the AFMS or to a decrease in noise immunity.

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 так же, 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 (HMS) converter 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 carried out in the same way 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 selection of signal and interference. 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 impact 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 на демодулятор, состоящий из линейного реактивного четырехполюсника, двухэлектродного нелинейного элемента и избирательной нагрузки, подают фазомодулированный сигнал, фазомодулированный сигнал преобразовывают в амплитудно-фазомодулированный сигнал, преобразование фазомодулированного сигнала в амплитудно-фазомодулированный сигнал осуществляют путем подачи этого сигнала на правый или на левый склон АЧХ, низкочастотную составляющую амплитудно-фазомодулированного сигнала подают на дифференцирующую или на интегрирующую цепь соответственно, 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 нелинейный элемент включают между источником фазомодулированного сигнала и четырехполюсником в поперечную цепь, преобразование фазомодулированного сигнала в амплитудно-фазомодулированный сигнал осуществляют путем формирования склона АЧХ демодулятора с заданным отношением модулей m21 коэффициентов передачи на двух заданных частотах f1, f2, соответствующих крайним значениям изменения частоты входного фазомодулированного сигнала, четырехполюсник выполняют из числа реактивных двухполюсников, не меньшего двух, значения сопротивлений которых выбраны из условия обеспечения заданной глубины амплитудной модуляции M21 амплитудно-фазомодулированного сигнала

Figure 00000001
,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, consisting of a linear reactive four-terminal, two-electrode nonlinear element and a selective load, is supplied with a phase-modulated signal, a phase-modulated signal is converted into an amplitude-phase-modulated signal, phase-modulated conversion signal in the amplitude-phase-modulated signal is carried out by applying this signal to the right or left slope of the frequency response, low-frequency the nth component of the amplitude-phase-modulated signal is fed to a differentiating or integrating circuit, respectively, using a nonlinear element, the spectrum of the amplitude-phase-modulated signal is destroyed into high-frequency and low-frequency components, an information low-frequency signal is extracted with a low-pass filter, the amplitude of which changes according to the law of phase change of the phase-modulated input signal, additionally non-linear element include between the phase-modulated signal source and four lyusnikom the transverse chain, converting the phase-modulated signal in the amplitude-phase-modulated signal is performed by forming a frequency response of the demodulator slope with a predetermined ratio of moduli m 21 transfer coefficients at two predetermined frequencies f 1, f 2, corresponding to the extreme values of the changes of the input phase modulated signal frequency quadripole operate from among reactive two-terminal, at least two, the resistance values of which are selected from the condition of providing a given amplitude modulation depth M 21 am plateau-phase modulated signal
Figure 00000001
,

при m21>1 илиfor m 21 > 1 or

Figure 00000002
,
Figure 00000002
,

причем при m21>1 и f1>f2 - формируется левый склон АЧХ, при f1<f2 - правый, а при m21<1 и f1>f2 формируется правый склон АЧХ, при f1>f2 - левый, при этом указанное условие реализуется за счет обеспечения следующих взаимосвязей между элементами x11, x12=-x12, x22 матрицы сопротивления четырехполюсника:moreover, for m 21 > 1 and f 1 > f 2 , the left slope of the frequency response is formed, for f 1 <f 2 the right is formed, and for m 21 <1 and f 1 > f 2 the right slope of the frequency response is formed, for f 1 > f 2 - left, while this condition is implemented by providing the following relationships between the elements x 11 , x 12 = -x 12 , x 22 of the quadrupole resistance matrix:

Figure 00000003
Figure 00000003

где

Figure 00000004
;
Figure 00000005
;
Figure 00000006
;
Figure 00000007
;Where
Figure 00000004
;
Figure 00000005
;
Figure 00000006
;
Figure 00000007
;

Figure 00000008
Figure 00000008

rн1,н2, xн1,н2 и r01,02, x01,02 - заданные действительные и мнимые составляющие сопротивлений высокочастотной нагрузки и источника сигнала на двух крайних частотах фазомодулированного или амплитудно-фазомодулированного сигнала;r n1, n2 , x n1, n2 and r 01.02 , x 01.02 are the specified real and imaginary components of the resistances of the high-frequency load and the signal source at the two extreme frequencies of the phase-modulated or amplitude-phase-modulated signal;

g1,2, b1,2 - заданные действительные и мнимые составляющие проводимости двухэлектродного нелинейного элемента на двух указанных известных частотах; φ21 - заданное удвоенное значение девиации фазы входного фазомодулированного сигнала.g 1,2 , b 1,2 - specified real and imaginary components of the conductivity of a two-electrode nonlinear element at two specified known frequencies; φ 21 - the set double value of the phase deviation of the input phase-modulated signal.

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 в виде линейного реактивного четырехполюсника, двухэлектродного нелинейного элемента, фильтра нижних частот, дополнительно параллельно выходу четырехполюсника введена высокочастотная нагрузка, двухэлектродный нелинейный элемент включен между источником сигнала и четырехполюсником в поперечную цепь, четырехполюсник выполнен в виде перекрытого мостового соединения четырех реактивных двухполюсников, сопротивления которых выбраны из условия формирования склона АЧХ демодулятора с заданным отношением модулей m21 коэффициентов передачи на двух заданных частотах

Figure 00000009
f1, f2, соответствующих крайним значениям изменения частоты входного фазомодулированного сигнала с помощью следующих математических выражений:2. The specified 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 in the form of a linear reactive four-terminal device, a two-electrode nonlinear element, a low-pass filter, additionally parallel to the output a high-frequency load is introduced at the quadripole, a two-electrode nonlinear element is connected between the source m of the signal and a four-terminal in the transverse circuit, the four-terminal is made in the form of an overlapped bridge connection of four reactive two-terminal, the resistances of which are selected from the condition of the slope of the frequency response of the demodulator with a given ratio of modules m 21 transmission coefficients at two given frequencies
Figure 00000009
f 1 , f 2 corresponding to the extreme values of the frequency change of the input phase-modulated signal using the following mathematical expressions:

Figure 00000010
Figure 00000010

x3=x1; x4=x2,x 3 = x 1 ; x 4 = x 2 ,

где

Figure 00000011
Where
Figure 00000011

Figure 00000012
Figure 00000012

rн1,н2, xн1,н2 и r01,02, x01,02 - заданные действительные и мнимые составляющие сопротивлений высокочастотной нагрузки и источника сигнала на двух крайних частотах фазомодулированного или амплитудно-фазомодулированного сигнала;r n1 , n2 , x n1 , n2 and r 01 , 02 , x 01 , 02 are the specified real and imaginary components of the resistances of the high-frequency load and the signal source at the two extreme frequencies of the phase-modulated or amplitude-phase-modulated signal;

g1,2, b1,2 - заданные действительные и мнимые составляющие сопротивления двухэлектродного нелинейного элемента на двух указанных известных частотах; φ21 - заданное удвоенное значение девиации фазы входного фазомодулированного сигнала, при этом каждый из двухполюсников сформирован из последовательно соединенных между собой параллельного L1k, C1k и последовательного L2k, С2k колебательных контуров, причем параметры параллельного колебательного контура определены с помощью следующих формул:g 1,2 , b 1,2 - specified real and imaginary components of the resistance of a two-electrode nonlinear element at two specified known frequencies; φ 21 is the predetermined double value of the phase deviation of the input phase-modulated signal, with each of the two-terminal circuits being formed from parallel parallel L 1k , C 1k and serial L 2k , C 2k oscillatory circuits, and the parameters of the parallel oscillatory circuit are determined using the following formulas:

Figure 00000013
Figure 00000013

Figure 00000014
Figure 00000014

где k=1,2,3,4 - номер двухполюсника; хk - сопротивления четырех реактивных двухполюсников; L2k, С2k - индуктивности и емкости последовательных колебательных контуров, значения которых выбраны из условия обеспечения физически реализуемых значений индуктивностей и емкостей L1k, С1k.where k = 1,2,3,4 is the number of the two-terminal network; x k - resistance of four reactive two-terminal networks; L 2k , С 2k - inductances and capacitances of successive oscillatory circuits, the values of which are selected from the condition for providing physically feasible values of inductances and capacitances L 1k , С 1k .

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.2.Figure 2 shows the structural diagram of the proposed device according to claim 2.

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 каждого из двухполюсников, формирующих четырехполюсник (фиг.3) предлагаемого устройства по п.2Figure 4 shows a diagram of each of the two-terminal circuits forming a four-terminal network (figure 3) of the proposed device according to claim 2

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 RH, СH.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 H , C H.

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 разрушают спектр АФМС на высокочастотные и низкочастотные составляющие. Последние выделяются с помощью фильтра нижних частот 4 и поступают в низкочастотную нагрузку 6. 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 a 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 allocated using a low-pass filter 4 and enter the low-frequency load 6. The separation capacitance 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 или с малой добротностью контура. С другой стороны, чем уже полоса пропускания контура, тем большим искажениям подвергается принятый сигнал. В общем случае глубина амплитудной модуляции АФМС уменьшается и становится, как правило, неизвестной.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 or to the low quality factor of the circuit. On the other hand, the narrower the bandwidth of the circuit, the greater the distortion of the received signal. In the general case, the depth of amplitude modulation of AFMS decreases and becomes, as a rule, unknown.

Высокочастотная часть структурной схемы обобщенного предлагаемого устройства (до фильтра нижних частот) по п.2 (фиг.2) состоит из каскадно-соединенных источника ФМС 1, реактивного четырехполюсника 2, нелинейного элемента 3 и высокочастотной нагрузки 7. Низкочастотная часть структурной схемы содержит фильтр нижних частот 4, разделительную емкость 5 и низкочастотную нагрузку 6. Реактивный четырехполюсник 2 выполнен в виде мостового соединения четырех реактивных двухполюсников (8, 9, 10, 11), сопротивления которых выбраны из условия формирования склона АЧХ демодулятора с заданным отношением модулей m21 коэффициентов передачи на двух заданных частотах f1, f2, соответствующих крайним значениям изменения частоты входного фазомодулированного сигнала с помощью специальных математических выражений.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 reactive four-terminal 2, a nonlinear element 3, and a high-frequency load 7. The low-frequency part of the structural circuit contains a lower filter frequencies 4, isolation capacitance 5 and low-frequency load 6. The reactive four-terminal 2 is made in the form of a bridge connection of four reactive two-terminal (8, 9, 10, 11), the resistances of which are selected from the conditions of formation with womb AFC demodulator to specify the ratio of m modules 21 transmit the coefficients at the two predetermined frequencies f 1, f 2, corresponding to the extreme values of the changes of the input phase modulated signal with special mathematical expressions.

Принцип действия данного устройства состоит в том, что при подаче ФМС от источника 1 с сопротивлением z0 в результате специального выбора значений элементов двухполюсников будет сформирован левый или правый склон АЧХ демодулятора с заданным отношением модулей m21 коэффициентов передачи на двух заданных частотах f1, f2, соответствующих крайним значениям изменения частоты входного фазомодулированного сигнала. Это обеспечивает заданную глубину амплитудной модуляции АФМС, что повышает помехоустойчивость приемника. Одновременно спектр АФМС разрушается при помощи нелинейного элемента 3, включенного между источником сигнала и входом четырехполюсника в поперечную цепь. Каждый двухполюсник сформирован таким образом, чтобы их сопротивления на двух частотах были равны. В данном изобретении они сформированы из последовательно соединенных между собой параллельного L1, С1, и последовательного L2, С2 колебательных контуров (фиг.4). В результате низкочастотное колебание, амплитуда которого изменяется по закону изменения фазы входного ФМС, выделяется на низкочастотной нагрузке 6.The principle of operation of this device is that when the FMS is supplied from source 1 with resistance z 0 , a left or right slope of the frequency response of the demodulator with a given ratio of modules m 21 transmission coefficients at two given frequencies f 1 , f will be formed as a result of a special choice of values of bipolar elements 2 , corresponding to the extreme values of the frequency change of the input phase-modulated signal. This provides a given depth of amplitude modulation AFMS, which increases the noise immunity of the receiver. At the same time, the AFMS spectrum is destroyed by a nonlinear element 3 connected between the signal source and the input of the four-terminal network into the transverse circuit. Each two-terminal network is formed in such a way that their resistances at two frequencies are equal. In the present invention, they are formed from parallel-connected parallel L 1 , C 1 , and serial L 2 , C 2 oscillatory circuits (Fig. 4). 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.

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

Пусть на вход демодулятора воздействуют фазомодулированное колебание

Figure 00000015
где UH, ωH - амплитуда и частота несущего высокочастотного колебания; mφ - индекс фазовой модуляции; φ0 - 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 закону
Figure 00000016
Let the phase-modulated oscillation act on the input of the demodulator
Figure 00000015
where U H , ω H is the amplitude and frequency of the carrier high-frequency oscillations; m φ - phase modulation index; φ 0 is 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 simultaneously with the phase change in the phase-modulated oscillation, the frequency will change according to the law
Figure 00000016

Если пределы изменения частоты фазомодулированного сигнала (ФМС) не выходят за границы левого склона амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) демодулятора, то произойдет преобразование ФМС в амплитудно-модулированный сигнал(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 границы изменения частот ФМС не выходят за пределы правого склона АЧХ демодулятора, то также произойдет преобразование ФМС в амплитудно-фазомодулированный сигнал (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.If the limits of the frequency change of the phase-modulated signal (PMS) do not go beyond the boundaries of the left slope of the amplitude-frequency characteristic (AFC) of the demodulator, then the FMS will be converted to an amplitude-modulated signal (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 boundaries of the FMS frequency change do not go beyond the right slope of the frequency response of the demodulator, then the FMS will also be converted to an amplitude-phase modulated signal (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.

Таким образом, основная задача при создании фазового демодулятора состоит в обеспечении условий, при которых формируется левый или правый склоны АЧХ демодулятора в заданной полосе частот, границы которой совпадают или соизмеримы с крайними значениями частот диапазона изменения частоты ФМС.Thus, the main task when creating a phase demodulator is to provide the conditions under which the left or right slopes of the frequency response of the demodulator are formed in a given frequency band, the boundaries of which coincide or are comparable with the extreme values of the frequencies of the frequency range of the FMS.

Входной модулированный высокочастотный сигнал Sвх и преобразованный с помощью высокочастотной части демодулятора (до фильтра нижних частот) высокочастотный сигнал Sвыx связаны между собой следующим образом:The input modulated high-frequency signal S in and converted using the high-frequency part of the demodulator (before the low-pass filter) the high-frequency signal S out are interconnected as follows:

Sвых=S21Sвх, где под входным и выходным сигналом подразумевается входное и выходное напряжения; S21 - коэффициент передачи.S o = S 21 S I, where the input and output signal refers to 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 00000017
;
Figure 00000018
(модуль АФМС в двух состояниях различен);
Figure 00000019
. 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 00000017
;
Figure 00000018
(AFMS module in two states is different);
Figure 00000019
. 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 00000020
Figure 00000020

Поскольку модуль входного ФМС не зависит от изменения его фазы и частоты, то в (1)

Figure 00000021
. Для уменьшения фазовых искажений целесообразно положить
Figure 00000022
Since the input FMS module does not depend on changes in its phase and frequency, then in (1)
Figure 00000021
. To reduce phase distortion, it is advisable to put
Figure 00000022

Введем обозначения:

Figure 00000023
Figure 00000024
Figure 00000025
Figure 00000026
Отношение модулей коэффициентов передачи высокочастотной части демодулятора m21 связано с глубиной амплитудной модуляции АФМС следующим образом:
Figure 00000027
при
Figure 00000028
или
Figure 00000029
We introduce the following notation:
Figure 00000023
Figure 00000024
Figure 00000025
Figure 00000026
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 00000027
at
Figure 00000028
or
Figure 00000029

причем при m21>1 и f1>f2 формируется левый склон АЧХ, при f1<f2 - правый, а при m21<1 и f1>f2 формируется правый склон АЧХ, при f1>f2 - левый,moreover, for m 21 > 1 and f 1 > f 2 the left slope of the frequency response is formed, for f 1 <f 2 the right one is formed, for m 21 <1 and f 1 > f 2 the right slope of the frequency response is formed, for f 1 > f 2 left,

Пусть комплексные сопротивления высокочастотной нагрузки zн1,н2=rн1,н2+jxн1,н2 и источника сигнала z01,02=r01,02+jx01,02 а также проводимости нелинейного элемента y1,2=g1,2+jb1,2 на крайних значениях частоты АФМС известны.Let 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 as well as the conductivity of the nonlinear element y 1,2 = g 1,2 + jb 1,2 at extreme values of the AFMS frequency are known.

Рассмотрим структурную схему демодулятора, представленную на фиг.2. Четырехполюсник или согласующе-фильтрующее устройство (СФУ) 2 содержит только реактивные элементы.Consider the structural diagram of the demodulator shown in figure 2. The quadripole or matching filtering device (SFU) 2 contains only reactive elements.

Таким образом, с учетом условия взаимности (х12=-x21) СФУ может характеризоваться матрицей сопротивленияThus, taking into account the reciprocity condition (x 12 = -x 21 ), the SFU can be characterized by a resistance matrix

Figure 00000030
Figure 00000030

и соответствующей классической матрицей передачи:and the corresponding classical transfer matrix:

Figure 00000031
Figure 00000031

где |х| - х11x22-x212 - определитель матрицы (2).where | x | - x 11 x 22 -x 21 2 - determinant of the matrix (2).

Нелинейный элемент в двух состояниях характеризуется следующей матрицей передачи [Фельдштейн А.Л., Явич Л.Р. Синтез четырехполюсников и восьмиполюсников на СВЧ. М.: Связь, 1971. с.34-36].A nonlinear element in two states is characterized by the following transfer matrix [Feldstein A.L., Yavich L.R. Microwave four-terminal and eight-terminal synthesis. M.: Communication, 1971. S. 34-36].

Figure 00000032
Figure 00000032

Перемножим матрицы (4) и (3) и с учетом Z01,02, ZH1,H2 запишем нормированную матрицу передачи всего устройства:We multiply matrices (4) and (3) and, taking into account Z 01.02 , Z H1, H2, we write the normalized transfer matrix of the entire device:

Figure 00000033
Figure 00000033

Используя известные взаимосвязи между элементами матриц передачи и рассеяния, получим выражения для коэффициентов передачи и отражения [Фельдштейн А.Л., Явич Л.Р. Синтез четырехполюсников и восьмиполюсников на СВЧ. М.: Связь, 1971. с.39]:Using the known relationships between the elements of the transmission and scattering matrices, we obtain expressions for the transmission and reflection coefficients [Feldstein A.L., Yavich L.R. Microwave four-terminal and eight-terminal synthesis. M .: Communication, 1971. S. 39]:

Figure 00000034
Figure 00000034

Квадратный корень из (6) можно представить в виде комплексного числа

Figure 00000035
, гдеThe square root of (6) can be represented as a complex number
Figure 00000035
where

Figure 00000036
Figure 00000036

После денормировки коэффициента передачи (6) путем умножения на

Figure 00000037
последнее выражение изменяется а1,2=rн1,н2; b1,2=xн1,н2.After denormalizing the transmission coefficient (6) by multiplying by
Figure 00000037
the last expression changes and 1,2 = r n1, n2 ; b 1,2 = x n1, n2 .

Денормированный коэффициент передачи связан с физически реализуемой передаточной функцией следующим образом

Figure 00000038
.The denormalized transmission coefficient is associated with a physically feasible transfer function as follows
Figure 00000038
.

После подстановки (6) в (1) и разделения между собой действительной и мнимой частей получим систему двух уравнений:After substituting (6) in (1) and separating the real and imaginary parts from each other, we obtain a system of two equations:

Figure 00000039
Figure 00000039

Figure 00000040
Figure 00000040

Решение (7) имеет вид:Solution (7) has the form:

х22=Dx11+Е;

Figure 00000041
x 22 = Dx 11 + E;
Figure 00000041

где

Figure 00000042
Where
Figure 00000042

Полученная система двух взаимосвязей (8) означает, что СФУ фазового или частотного демодулятора должна содержать не менее двух независимых реактивных элементов, значения параметров которых должны определяться по следующему алгоритму. Для конкретной схемы СФУ определяется матрица сопротивлений, которая представляется в форме (2). Определенные элементы матрицы сопротивлений, функционально зависящие от параметров конкретной схемы СФУ, подставляются во взаимосвязи (8). Сформированная таким образом система двух алгебраических уравнений решается относительно выбранных любых двух параметров. Если количество элементов М>2, то значения параметров М-2 элементов могут быть выбраны произвольно или исходя из каких-либо физических соображений, например из условий обеспечения физической реализуемости и наибольшей рабочей полосы частот.The resulting system of two relationships (8) means that the SFU of the phase or frequency demodulator must contain at least two independent reactive elements, the parameter values of which should be determined by the following algorithm. For a specific SFU scheme, a resistance matrix is determined, which is presented in the form (2). Certain elements of the resistance matrix, functionally dependent on the parameters of a particular SFU circuit, are substituted in the relationship (8). The system of two algebraic equations thus formed is solved with respect to any two parameters chosen. If the number of elements is M> 2, then the parameter values of M-2 elements can be selected arbitrarily or based on any physical considerations, for example, from conditions for ensuring physical realizability and the largest working frequency band.

Необходимо отметить, что при решении данной задачи предполагалось, что элементы матрицы сопротивлений (2) на двух крайних частотах входного ФМС являются неизменными. Это возможно только в том случае, если параметры элементов схемы СФУ являются также постоянными на этих частотах. Для получения такого результата необходимо сформировать каждый двухполюсник СФУ из не менее трех реактивных элементов типа L, C. Значения двух параметров каждого двухполюсника находятся из условия обеспечения одного и того же значения сопротивления на двух частотах АФМС. Например, для последовательно соединенных между собой параллельного L1, С1 и последовательного L2, С2 колебательных контуров это условие выполняется при следующих его параметрах:It should be noted that in solving this problem, it was assumed that the elements of the resistance matrix (2) at the two extreme frequencies of the input FMS are unchanged. This is possible only if the parameters of the elements of the SFU circuit are also constant at these frequencies. To obtain such a result, it is necessary to form each bipolar terminal of the Siberian Federal University from at least three reactive elements of type L, C. The values of the two parameters of each bipolar terminal are determined from the condition of ensuring the same resistance value at two frequencies of the AFMS. For example, for series-connected parallel L 1 , C 1 and serial L 2 , C 2 oscillatory circuits, this condition is satisfied with the following parameters:

Figure 00000043
Figure 00000043

В формулах (9) хk - это реактивное сопротивление k-го двухполюсника, входящего в СФУ, значение которого определяется по изложенному выше алгоритму. При выбранных в соответствии с этим алгоритмом оптимальных значений сопротивлений двухполюсников с помощью высокочастотной части фазового демодулятора будет реализована операция преобразования ФМС в АФМС с заданным (левым или правым) склоном АЧХ в заданной полосе частот даже в предположении, что нелинейный элемент является безынерционным.In formulas (9), x k is the reactance of the k-th two-terminal, which is part of the SFU, the value of which is determined by the above algorithm. With the optimal values of the two-terminal resistances selected in accordance with this algorithm, the operation of converting the FMS to AFMS with a given (left or right) slope of the frequency response in a given frequency band using the high-frequency part of the phase demodulator will be implemented even under the assumption that the non-linear element is inertialess.

В соответствии с изложенным алгоритмом были определены формулы для отыскания оптимальных значений сопротивлений двухполюсников типовой схемы СФУ в виде мостового соединения четырех реактивных двухполюсников:In accordance with the above algorithm, formulas were determined for finding the optimal values of the resistance of the two-terminal devices of a typical SFU circuit in the form of a bridge connection of four reactive two-terminal devices:

x3=x1; x4=x2.x 3 = x 1 ; x 4 = x 2 .

Подкоренное выражение в (10) всегда положительно.The root expression in (10) is always positive.

Предлагаемые технические решения являются новыми, поскольку из общедоступных сведений неизвестно устройство демодуляции ФМС, обеспечивающее формирование левого или правого склона АЧХ демодулятора с заданным отношением модулей коэффициентов передачи на двух частотах, соответствующих крайним значениям диапазона изменения частоты входного ФМС, что позволяет осуществить преобразование ФМС в АФМС с заданной глубиной амплитудной модуляции АФМС, и состоящее из нелинейного двухэлектродного элемента, включенного между источником ФМС и входом реактивного четырехполюсника в поперечную цепь, причем четырехполюсник выполнен в виде мостового соединения четырех реактивных двухполюсников, параметры которых определены по соответствующим математическим выражениям.The proposed technical solutions are new, since the FMS demodulation device that provides the left or right slope of the frequency response of the demodulator with a given ratio of transmission coefficient modules at two frequencies corresponding to the extreme values of the frequency range of the input FMS is unknown from publicly available information, which allows the conversion of FMS to AFMS with the specified amplitude amplitude modulation depth AFMS, and consisting of a nonlinear two-electrode element connected between the FMS source and input a reactive four-terminal network in a transverse circuit, and the four-terminal network is made in the form of a bridge connection of four reactive two-terminal networks, the parameters of which are determined by the corresponding mathematical expressions.

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 реактивным в виде указанной выше схемы с выбором значений ее параметров из условия обеспечения заданной глубины амплитудной модуляции АФМС 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 (performing a four-terminal reactive in the form of the above scheme with a choice of its parameters from the condition of providing a given depth of amplitude modulation AFMS performs FMS conversion in AFMS without the presence of a reference signal source and an oscillatory circuit.

Предлагаемые технические решения практически применимы, так как для их реализации могут быть использованы серийно выпускаемые промышленностью полупроводниковые диоды (параметрические диоды, p-i-n диоды, ЛПД, диоды Ганна и т.д.), индуктивности и емкости, сформированные в заявленную схему реактивных двухполюсников, входящих в заявленную схему четырехполюсника. Значения сопротивлений двухполюсников, индуктивностей и емкостей могут быть определены с помощью математических выражений, приведенных в формуле изобретения.The proposed technical solutions are practically applicable, since semiconductor diodes (parametric diodes, pin diodes, power supply diodes, Gunn diodes, etc.), inductances and capacitances formed in the claimed circuit of reactive two-pole circuits included in the circuit can be used for their implementation the claimed four-terminal circuit. The resistance values of bipolar, inductances and capacitances can be determined using 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 depth of amplitude modulation, which helps to increase noise immunity.

Claims (2)

1. Способ демодуляции фазомодулированных сигналов, состоящий в том, что на демодулятор, выполненный из линейного реактивного четырехполюсника, двухэлектродного нелинейного элемента и избирательной нагрузки, подают фазомодулированный сигнал, фазомодулированный сигнал преобразовывают в амплитудно-фазомодулированный сигнал, преобразование фазомодулированного сигнала в амплитудно-фазомодулированный сигнал осуществляют путем подачи этого сигнала на правый или на левый склон АЧХ, низкочастотную составляющую амплитудно-фазомодулированного сигнала подают на дифференцирующую или на интегрирующую цепь соответственно, 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 нелинейный элемент включают между источником фазомодулированного сигнала и четырехполюсником в поперечную цепь, преобразование фазомодулированного сигнала в амплитудно-фазомодулированный сигнал осуществляют путем формирования склона АЧХ демодулятора с заданным отношением модулей m21 коэффициентов передачи на двух заданных частотах f1, f2 соответствующих крайним значениям изменения частоты входного фазомодулированного сигнала, четырехполюсник выполняют из числа реактивных двухполюсников, не меньшего двух, значения сопротивлений которых выбраны из условия обеспечения заданной глубины амплитудной модуляции M21 амплитудно-фазомодулированного сигнала
Figure 00000045
, при m21>1 или
Figure 00000046
,
причем при m21>1 и f1>f2 формируется левый склон АЧХ, при f1<f2 - правый, а при m21<1 и f1>f2 формируется правый склон АЧХ, при f1>f2 - левый, при этом указанное условие реализуется за счет обеспечения следующих взаимосвязей между элементами
x11,x21=-x12,x22 матрицы сопротивления четырехполюсника:
Figure 00000047

где
Figure 00000048
;
Figure 00000049
;
Figure 00000050
;
Figure 00000051
;
Figure 00000052

rH1,H2, xH1,H2 и r01,02, x01,02 - заданные действительные и мнимые составляющие сопротивлений высокочастотной нагрузки и источника сигнала на двух крайних частотах фазомодулированного или амплитудно-фазомодулированного сигнала; g1,2, b1,2 - заданные действительные и мнимые составляющие проводимости двухэлектродного нелинейного элемента на двух указанных известных частотах; φ21 - заданное удвоенное значение девиации фазы входного фазомодулированного сигнала.
1. A method for demodulating phase-modulated signals, which consists in applying a phase-modulated signal to a demodulator made of a linear reactive four-terminal device, a two-electrode nonlinear element and a selective load, phase-modulated signal is converted to an amplitude-phase modulated signal, phase-modulated signal is converted to an amplitude-phase modulated signal by applying this signal to the right or left slope of the frequency response, the low-frequency component of the amplitude-phase modulated This signal is fed to a differentiating or integrating circuit, respectively, using a nonlinear element, the spectrum of the amplitude-phase modulated signal is destroyed into high-frequency and low-frequency components, an information low-frequency signal is isolated with a low-pass filter, the amplitude of which changes according to the law of phase change of the phase-modulated input signal, characterized in that a nonlinear element is connected between the source of the phase-modulated signal and the four-terminal network in the transverse circuit, The phase-modulated signal is generated into an amplitude-phase-modulated signal by forming a slope of the frequency response of the demodulator with a given ratio of modules 21 of transmission coefficients at two given frequencies f 1 , f 2 corresponding to the extreme values of the frequency change of the input phase-modulated signal, a four-terminal network consisting of at least two two-terminal reactors , the resistance values of which are selected from the condition for providing a given amplitude modulation depth M 21 of the amplitude-phase modulated signal la
Figure 00000045
, for m 21 > 1 or
Figure 00000046
,
moreover, for m 21 > 1 and f 1 > f 2 the left slope of the frequency response is formed, for f 1 <f 2 the right one is formed, for m 21 <1 and f 1 > f 2 the right slope of the frequency response is formed, for f 1 > f 2 left, while this condition is implemented by providing the following relationships between elements
x 11 , x 21 = -x 12 , x 22 quadrupole resistance matrices:
Figure 00000047

Where
Figure 00000048
;
Figure 00000049
;
Figure 00000050
;
Figure 00000051
;
Figure 00000052

r H1 , H2 , x H1 , H2 and r 01 , 02 , x 01 , 02 are the specified real and imaginary components of the resistances of the high-frequency load and the signal source at the two extreme frequencies of the phase-modulated or amplitude-phase-modulated signal; g 1,2 , b 1,2 - specified real and imaginary components of the conductivity of a two-electrode nonlinear element at two specified known frequencies; φ 21 - the set double value of the phase deviation of the input phase-modulated signal.
2. Устройство демодуляции фазомодулированных сигналов, включенное между источником фазомодулированных сигналов и низкочастотной нагрузкой и состоящее из преобразователя фазомодулированных сигналов в амплитудно-фазомодулированный сигнал в виде линейного реактивного четырехполюсника, двухэлектродного нелинейного элемента, фильтра нижних частот, отличающееся тем, что параллельно выходу четырехполюсника введена высокочастотная нагрузка, двухэлектродный нелинейный элемент включен между источником сигнала и четырехполюсником в поперечную цепь, четырехполюсник выполнен в виде перекрытого мостового соединения четырех реактивных двухполюсников, сопротивления которых выбраны из условия формирования склона АЧХ демодулятора с заданным отношением модулей m 21 коэффициентов передачи на двух заданных частотах f1, f 2 , соответствующих крайним значениям изменения частоты входного фазомодулированного сигнала с помощью следующих математических выражений:
Figure 00000053

x3=x1; x4=x2,
где
Figure 00000054

Figure 00000055

rH1,H2, хH1,H2 и r01,02, x01,02 - заданные действительные и мнимые составляющие сопротивлений высокочастотной нагрузки и источника сигнала на двух крайних частотах фазомодулированного или амплитудно-фазомодулированного сигнала; g1,2, b1,2 - заданные действительные и мнимые составляющие сопротивления двухэлектродного нелинейного элемента на двух указанных известных частотах; φ21 - заданное удвоенное значение девиации фазы входного фазомодулированного сигнала, при этом каждый из двухполюсников сформирован из последовательно соединенных между собой параллельного L2k, C2k и последовательного L2k, C2k колебательных контуров, причем параметры параллельного колебательного контура определены с помощью следующих формул:
Figure 00000056

Figure 00000057

где k=1,2,3,4 - номер двухполюсника; xk - сопротивления четырех реактивных двухполюсников; L2k, С2k - индуктивности и емкости последовательных колебательных контуров, значения которых выбраны из условия обеспечения физически реализуемых значений индуктивностей и емкостей L2k, С2k.
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 in the form of a linear reactive four-terminal device, a two-electrode nonlinear element, a low-pass filter, characterized in that a high-frequency load is introduced parallel to the output of the four-terminal device , a two-electrode nonlinear element is connected between the signal source and the four-terminal device in the pop river chain quadripole formed as the overlapped bridging four reactive two-terminal, the resistances of which are selected from the conditions of formation of AFC demodulator slope with a predetermined moduli ratio m 21 transfer coefficients at two predetermined frequencies f 1, f 2, corresponding to the extreme values of the changes of the input phase modulated signal frequency using the following mathematical expressions:
Figure 00000053

x 3 = x 1 ; x 4 = x 2 ,
Where
Figure 00000054

Figure 00000055

r H1 , H2 , x H1 , H2 and r 01 , 02 , x 01 , 02 - specified real and imaginary components of the resistances of the high-frequency load and the signal source at the two extreme frequencies of the phase-modulated or amplitude-phase-modulated signal; g 1,2 , b 1,2 - specified real and imaginary components of the resistance of a two-electrode nonlinear element at two specified known frequencies; φ 21 is the predetermined double value of the phase deviation of the input phase-modulated signal, with each of the two-terminal circuits being formed from sequentially connected parallel L 2k , C 2k and serial L 2k , C 2k oscillatory circuits, and the parameters of the parallel oscillatory circuit are determined using the following formulas:
Figure 00000056

Figure 00000057

where k = 1,2,3,4 is the number of the two-terminal network; x k - resistance of four reactive two-terminal networks; L 2k , C 2k - inductances and capacitances of successive oscillatory circuits, the values of which are selected from the conditions for providing physically feasible values of inductances and capacitances L 2k , C 2k .
RU2008106369/09A 2008-02-18 2008-02-18 Method to demodulate phase-modulated rf-frequency signals and device to this end RU2366076C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008106369/09A RU2366076C1 (en) 2008-02-18 2008-02-18 Method to demodulate phase-modulated rf-frequency signals and device to this end

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008106369/09A RU2366076C1 (en) 2008-02-18 2008-02-18 Method to demodulate phase-modulated rf-frequency signals and device to this end

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2366076C1 true RU2366076C1 (en) 2009-08-27

Family

ID=41150055

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008106369/09A RU2366076C1 (en) 2008-02-18 2008-02-18 Method to demodulate phase-modulated rf-frequency signals and device to this end

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2366076C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2483429C2 (en) * 2011-04-04 2013-05-27 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г.Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Method for frequency modulation and demodulation of high-frequency signals and apparatus for realising said method
RU2500066C2 (en) * 2011-11-21 2013-11-27 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Method for generation and frequency-modulation of high-frequency signals and apparatus for realising said method
RU2504898C1 (en) * 2012-05-17 2014-01-20 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Method of demodulating phase-modulated and frequency-modulated signals and apparatus for realising said method

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, с.145. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2483429C2 (en) * 2011-04-04 2013-05-27 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г.Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Method for frequency modulation and demodulation of high-frequency signals and apparatus for realising said method
RU2500066C2 (en) * 2011-11-21 2013-11-27 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Method for generation and frequency-modulation of high-frequency signals and apparatus for realising said method
RU2504898C1 (en) * 2012-05-17 2014-01-20 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Method of demodulating phase-modulated and frequency-modulated signals and apparatus for realising said method

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
RU2366075C1 (en) Method and device to demodulate amplitude-modulated rf-signals
RU2366076C1 (en) Method to demodulate phase-modulated rf-frequency signals and device to this end
RU2341888C1 (en) Devices for demodulation of phase-modulated radio frequency 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
RU2369005C1 (en) Method of demodulation of amplitude-modulated radio-frequency sygnals and device to this effect
RU2371834C1 (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
RU2371837C1 (en) Method of demodulating phase modulated radio-frequency signals and device to this end
RU2371836C1 (en) Method of demodulating phase modulated radio-frequency signals and device to this end
RU2483435C2 (en) Method for frequency modulation and demodulation of high-frequency signals and apparatus for realising said method
RU2371833C1 (en) Method of demodulating phase modulated radio-frequency signals and device to this end
RU2341883C1 (en) Devices for demodulation of phase-modulated radio frequency signals
RU2341880C1 (en) Method for demodulation of phase-modulated radio frequency signals and devices for its realisation
RU2490756C2 (en) Method of demodulating phase-modulated signals and apparatus for realising said method
RU2487463C1 (en) Method of demodulating phase-modulated and frequency-modulated signals and apparatus for realising said method
RU2483430C2 (en) Method of demodulating and filtering phase-modulated signals and apparatus for realising said method
RU2488949C2 (en) Method of demodulating and filtering phase-modulated signals and apparatus for realising said method
RU2504898C1 (en) Method of demodulating phase-modulated and frequency-modulated signals and apparatus for realising said method
RU2371838C1 (en) Method of demodulating phase modulated radio-frequency signals and device to this end
RU2341884C1 (en) Devices for demodulation of phase-modulated radio frequency signals
RU2341879C1 (en) Devices for demodulation of phase-modulated radio frequency signals

Legal Events

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

Effective date: 20100219