RU2390101C1 - Demodulator of phase-manipulated signals - Google Patents

Demodulator of phase-manipulated signals Download PDF

Info

Publication number
RU2390101C1
RU2390101C1 RU2008147469/09A RU2008147469A RU2390101C1 RU 2390101 C1 RU2390101 C1 RU 2390101C1 RU 2008147469/09 A RU2008147469/09 A RU 2008147469/09A RU 2008147469 A RU2008147469 A RU 2008147469A RU 2390101 C1 RU2390101 C1 RU 2390101C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phase
output
demodulator
multiplier
detector
Prior art date
Application number
RU2008147469/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Иванович Дикарев (RU)
Виктор Иванович Дикарев
Валерий Трофимович Карасев (RU)
Валерий Трофимович Карасев
Александр Васильевич Сазонов (RU)
Александр Васильевич Сазонов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского
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 Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского
Priority to RU2008147469/09A priority Critical patent/RU2390101C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2390101C1 publication Critical patent/RU2390101C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: radio engineering. ^ SUBSTANCE: demodulator of phase-manipulated signals comprises phase detector (1), multiplier (2) of phase by two, narrowband filter (3), divider (4) of phase into two, band pass (5), multiplier (6) of phase by four, frequency detector (7), trigger (8) and balance switch (9). ^ EFFECT: expansion of device functional capabilities. ^ 3 dwg

Description

Предлагаемый демодулятор относится к радиотехнике и может быть использован в приемных устройствах для демодуляции фазоманипулированных (ФМн) сигналов.The proposed demodulator relates to radio engineering and can be used in receiving devices for demodulating phase-shift keyed (PSK) signals.

Известны демодуляторы ФМн-сигналов (авт. свид. СССР №№786571, 1322498, 1483666, 1536506; патенты РФ №№2030750, 2326502; патент ЕР №0521525; патент WO №9826545; Сендерский В.А. О помехоустойчивости квазикогерентного детектирования сигналов с фазовой манипуляцией. Радиотехника, 1973, №1; Радиоприемные устройства/ Под ред. А.Г.Зюко, Издательство "Связь", 1975, с.354, рис.14.19,а и др.).Demodulators of FMN signals are known (ed. Certificate of the USSR No. 786571, 1322498, 1483666, 1536506; RF patents No. 2030750, 2326502; EP patent No. 0521525; patent WO No. 9826545; Sendersky V. A. On noise immunity of quasicoherent detection of signals from phase manipulation Radio engineering, 1973, No. 1; Radio receivers / Edited by A.G. Zyuko, Svyaz Publishing House, 1975, p. 354, Fig. 14.19, and others).

Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому является демодулятор фазоманипулированных сигналов (Радиоприемные устройства. Под ред. А.Г.Зюко, Издательство "Связь", с.354, рис.14.19,а), который и выбран в качестве прототипа.Of the known devices, the closest to the proposed one is a demodulator of phase-shift keyed signals (Radio receivers. Edited by A.G. Zyuko, Svyaz Publishing House, p. 354, Fig. 14.19, a), which was chosen as a prototype.

Опорное напряжение, необходимое для демодуляции фазоманипулированных сигналов, выделяется в известном демодуляторе непосредственно из самого принимаемого ФМн-сигнала.The reference voltage necessary for demodulating the phase-shifted signals is extracted in the known demodulator directly from the received PSK signal.

Однако указанному демодулятору присуще явление "обратной работы", которое снижает достоверность выделения модулирующего кода (функции) из принимаемого ФМн-сигналаHowever, the phenomenon of “reverse operation” is inherent in the indicated demodulator, which reduces the reliability of isolating the modulating code (function) from the received FMN signal

Кроме того, известный демодулятор обеспечивает демодуляцию только сигналов с бинарной фазовой манипуляцией [ФМн-2, φk(t)={0,π}].In addition, the known demodulator provides demodulation of only signals with binary phase shift keying [FMN-2, φ k (t) = {0, π}].

Среди широкополосных сигналов с многократной фазовой манипуляцией широкое применение находят сигналы с четырехфазной фазовой манипуляцией со сдвигом (ФМн-4с). Это обусловлено тем, что при данном виде манипуляции удается избежать сдвига фазы на 180°, что имеет место при бинарной фазовой манипуляции

Figure 00000001
Among broadband signals with multiple phase shift keying, signals with four-phase shift keying (FMn-4s) are widely used. This is due to the fact that with this type of manipulation it is possible to avoid a phase shift of 180 °, which takes place with binary phase manipulation
Figure 00000001

и четырехфазной фазовой манипуляции

Figure 00000002
. and four phase phase manipulation
Figure 00000002
.

Эти изменения фазы вызывают модуляцию огибающей сигнала, когда он проходит через избирательные элементы. Изменения огибающей нежелательны, так как дополнительное усиление сигнала нелинейными приборами может увеличить энергию боковых полос, увеличить помехи в соседних каналах и вызвать искажения из-за влияния преобразования. АМ/ФМн.These phase changes modulate the envelope of the signal as it passes through the selective elements. Envelope changes are undesirable, since additional amplification of the signal by nonlinear devices can increase the energy of the sidebands, increase interference in adjacent channels and cause distortion due to the influence of the conversion. AM / FMn.

При четырехфазной фазовой манипуляцииWith four-phase phase manipulation

Figure 00000003
Figure 00000003

нет изменения фазы сигнала на 180°.no change in signal phase by 180 °.

Технической задачей изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем демодуляции сигналов с четырехфазной фазовой манипуляцией со сдвигом и устранение явления "обратной работы."An object of the invention is to expand the functionality of the device by demodulating signals with four-phase phase shift keying and eliminating the phenomenon of "reverse operation."

Поставленная задача решается тем, что демодулятор фазоманипулированных сигналов, содержащий, в соответствии с ближайшим аналогом, фазовый детектор, умножитель фазы на два и последовательно включенные узкополосный фильтр и делитель фазы на два, отличается от ближайшего аналога тем, что он снабжен полосовым фильтром, умножителем фазы на четыре, частотным детектором, триггером и балансным переключателем, причем выход умножителя фазы на два через полосовой фильтр подключен к первому входу фазового детектора, выход которого является выходом демодулятора, выход узкополосного фильтра соединен с выходом умножителя фазы на четыре, а к выходу делителя фазы на два последовательно подключены частотный детектор, триггер и балансный переключатель, второй вход которого соединен с выходом делителя фазы на два, а выход подключен к второму входу фазового детектора, входы умножителя фазы на два и умножителя фазы на четыре объединены и являются входом демодулятора.The problem is solved in that the demodulator of the phase-shifted signals, containing, in accordance with the closest analogue, a phase detector, a phase multiplier for two and a series-connected narrow-band filter and a phase divider for two, differs from the nearest analogue in that it is equipped with a band-pass filter, a phase multiplier four, with a frequency detector, a trigger and a balanced switch, and the output of the phase multiplier by two through a band-pass filter is connected to the first input of the phase detector, the output of which is the output m of the demodulator, the output of the narrow-band filter is connected to the output of the phase multiplier by four, and to the output of the phase divider by two, a frequency detector, a trigger and a balance switch are connected in series, the second input of which is connected to the output of the phase divider by two, and the output is connected to the second input of the phase detector , the inputs of the phase multiplier by two and the phase multiplier by four are combined and are the input of the demodulator.

Структурная схема демодулятора фазоманипулированных сигналов (прототип) представлена на фиг.1. Структурная схема предлагаемого демодулятора фазоманипулированных сигналов изображена на фиг.2. Временные диаграммы, поясняющие принцип работы демодулятора фазоманипулированных сигналов, показаны на фиг.3.The structural diagram of the demodulator phase-shifted signals (prototype) is presented in figure 1. The structural diagram of the proposed demodulator phase-shifted signals shown in figure 2. Timing diagrams explaining the principle of operation of the demodulator phase-shifted signals are shown in figure 3.

Демодулятор фазоманипулированных сигналов (прототип) содержит последовательно включенные умножитель 2 фазы на два, узкополосный фильтр 3, делитель 4 фазы на два и фазовый детектор 1, выход которого является выходом демодулятора, при этом второй вход фазового детектора 1 и вход умножителя 2 фазы на два объединены и являются входом демодулятора.The phase-shifted signal demodulator (prototype) contains a phase 2 multiplier into two, a narrow-band filter 3, a phase divider 4 into two and a phase detector 1, the output of which is the output of the demodulator, while the second input of the phase detector 1 and the input of the phase 2 multiplier are combined and are the input of the demodulator.

Предлагаемый демодулятор фазоманипулированных сигналов содержит последовательно включенные умножитель 2 фазы на два, полосовой фильтр 5 и фазовый детектор 1, выход которого является выходом демодулятора, последовательно включенные умножитель 6 фазы на четыре, узкополосный фильтр 3, делитель 4 фазы на два, частотный детектор 7, триггер 8 и балансный переключатель 9, второй вход которого соединен с выходом делителя 4 фазы на два, а выход подключен к второму входу фазового детектора 1, входы умножителя 2 фазы на два и умножителя 6 фазы на четыре объединены и являются входом демодулятора фазоманипулированных сигналов.The proposed demodulator phase-shifted signals contains a series-connected multiplier 2 phases into two, a bandpass filter 5 and a phase detector 1, the output of which is the output of the demodulator, series-connected multiplier 6 phases into four, a narrow-band filter 3, a divider 4 phases into two, frequency detector 7, trigger 8 and a balanced switch 9, the second input of which is connected to the output of the phase divider 4 into two, and the output is connected to the second input of the phase detector 1, the inputs of the phase multiplier 2 by two and the phase 6 multiplier by four We are unified and the input of the demodulator PSK signals.

Демодулятор фазоманипулированных сигналов работает следующим образом. Принимаемый сигнал с четырехфазной фазовой манипуляцией со сдвигом (ФМн-4с) (фиг.3,б)The demodulator phase-shift signals works as follows. The received signal with four-phase phase shift keying (FMN-4s) (Fig.3, b)

Uc(t)=Uccos[ωct+φk(t)+φc], 0≤t≤Tc,U c (t) = U c cos [ω c t + φ k (t) + φ c ], 0≤t≤T c ,

где Uc, ωc, φc, Tc - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность сигнала;where U c , ω c , φ c , T c - amplitude, carrier frequency, initial phase and signal duration;

Figure 00000004
- манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с манипулирующим кодом M(t) (фиг.3,а), причем
Figure 00000004
- the manipulated component of the phase, displaying the law of phase manipulation in accordance with the manipulating code M (t) (figure 3, a), and

φк(t)=const при kτэ<t<(k+1)τэ и может изменяться скачком при t=kτэ, т.е. на границах между элементарными посылками (к=1,2,…,N-1);φ k (t) = const for kτ e <t <(k + 1) τ e and can change stepwise at t = kτ e , i.e. at the borders between elementary premises (k = 1,2, ..., N-1);

τэ, N - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностьюτ e , N - the duration and number of chips that make up the signal duration

Tc(Tc=Nτэ),T c (T c = Nτ e ),

Одновременно поступает на входы умножителя 2 фазы на два и умножителя 6 фазы на четыре.At the same time it enters the inputs of a multiplier of 2 phases into two and a multiplier of 6 phases into four.

На выходе умножителя 2 фазы на два образуется сигнал с бинарной фазовой манипуляцией (фиг.3,в)At the output of the multiplier 2 phases into two, a signal is generated with binary phase shift keying (Fig. 3, c)

U1(t)=U1cos[ω1t+φk1(t)+φ1], 0≤t≤Tc U 1 (t) = U 1 cos [ω 1 t + φ k1 (t) + φ 1 ], 0≤t≤T c

где

Figure 00000005
;Where
Figure 00000005
;

ω1=2ωc;ω 1 = 2ωc;

φk1(t)=2φk(t)={0,π,3π};φ k1 (t) = 2φ k (t) = {0, π, 3π};

φ1=2φc,φ 1 = 2φ c ,

который выделяется полосовым фильтром 5 и поступает на первый (информационный) вход фазового детектора 1.which is allocated by a band-pass filter 5 and fed to the first (information) input of the phase detector 1.

На выходе умножителя 6 фазы на четыре образуется гармоническое напряжение (фиг.3,г)At the output of the multiplier of phase 6 into four, a harmonic voltage is generated (Fig. 3, g)

U2(t)=U2cos[ω2t+φ2], 0≤t≤Tc,U 2 (t) = U 2 cos [ω 2 t + φ 2 ], 0≤t≤T c ,

где

Figure 00000006
;Where
Figure 00000006
;

ω2=4ωc;ω 2 = 4ωc;

φ2=4φc,φ 2 = 4φ c ,

которое выделяется узкополосным фильтром 3 и поступает на вход делителя 4 фазы на два.which is allocated by a narrow-band filter 3 and fed to the input of the divider 4 phases into two.

Так как 4φk(t)={0,2π,6π}, то в указанном напряжении манипуляция фазы уже отсутствует.Since 4φ k (t) = {0.2π, 6π}, phase manipulation is already absent in the indicated voltage.

На выходе делителя 4 фазы на два образуется напряжение (фиг.3,д)At the output of the divider 4 phases into two, a voltage is formed (Fig. 3, d)

U0(t)=U0·cos[ω1t+φ1], 0≤t≤Tc,U 0 (t) = U 0 · cos [ω 1 t + φ 1 ], 0≤t≤T c ,

где ω12/2=2ωc;wherein ω 1 = ω 2/2 = 2ω c;

φ12/2=2φc.φ 1 = φ 2/2 = 2φ c.

которое используется в качестве опорного напряжения и через балансный переключатель 9 подается на второй (опорный) вход фазового детектора 1. На выходе фазового детектора выделяется низкочастотное напряжение в прямом коде (фиг.3,е)which is used as the reference voltage and through the balance switch 9 is fed to the second (reference) input of the phase detector 1. At the output of the phase detector, a low-frequency voltage is allocated in the direct code (Fig. 3, e)

Uн1(t)=Uнcosφк(t), 0≤t≤Tc,U n1 (t) = U n cosφ to (t), 0≤t≤T c ,

или инверсном (обратном) коде (фиг.3,з)or inverse (reverse) code (figure 3, h)

Uн2(t)=Uнsinφk(t), 0≤t≤Tc,U n2 (t) = U n sinφ k (t), 0≤t≤T c ,

где

Figure 00000007
Where
Figure 00000007

Однако известному демодулятору фазоманипулированных сигналов (фиг.1) присуще явление "обратной работы", которое может быть двух типов.However, the well-known demodulator phase-shifted signals (figure 1) is inherent in the phenomenon of "reverse operation", which can be of two types.

Первый тип "обратной работы" обусловлен неопределенностью начальной фазы опорного напряжения U0(t), выделяемого непосредственно из принимаемого ФМн-сигнала U1(t). При равновероятном значении переменной составляющей фазы сигнала φ1=0 и φ11=π отсутствует признак, который позволял бы "привязывать" фазуThe first type of "reverse operation" is due to the uncertainty of the initial phase of the reference voltage U 0 (t), which is extracted directly from the received PSK signal U 1 (t). With the equally probable value of the variable component of the signal phase, φ 1 = 0 and φ 1 1 = π, there is no sign that would allow the phase to be “linked”

φ1, опорного напряжения U0(t) к одной из фаз сигнала. Поэтому фаза опорного напряжения всегда имеет два устойчивых состояния: φ1, (фиг.3,д) и φ21+π (фиг.3,ж). Это легко показать аналитически.φ 1 , the reference voltage U 0 (t) to one of the phases of the signal. Therefore, the phase of the reference voltage always has two stable states: φ 1 , (Fig. 3, e) and φ 2 = φ 1 + π (Fig. 3, g). This is easy to show analytically.

Если произвести деление, аналогичное предыдущему, но предварительно добавив к аргументу угол 2π, что не изменяет исходного напряжения, то после деления фазы на два получится напряжение, сдвинутое по фазе на π (фиг.3,ж)If you make a division similar to the previous one, but after adding the angle 2π to the argument, which does not change the initial voltage, then after dividing the phase by two, you get the voltage that is phase shifted by π (Fig. 3, g)

Figure 00000008
.
Figure 00000008
.

Следовательно, двузначность фазы полученного опорного напряжения вытекает из самого процесса деления. Физически указанная двузначность фазы объясняется неустойчивой работой делителя 4 фазы на два.Consequently, the ambiguity of the phase of the obtained reference voltage follows from the fission process itself. The physically indicated two-valued phase is due to the unstable operation of the divider 4 phases into two.

Таким образом, даже имея в точке приема опорное напряжение с постоянной фазой и частотой, равной частоте ФМн-сигнала, можно выделить аналог либо исходной модулирующей функции Uн1(t) (фиг.3,е), либо инверсной (обратной) модулирующей функции Uн2(t) (фиг.3,з) в зависимости от того, как будут сфазированы ФМн-сигнал U1(t) (фиг.3,в) и опорное напряжение (фиг.3,д,ж).Thus, even having a reference voltage at the receiving point with a constant phase and frequency equal to the frequency of the PSK signal, an analogue of either the original modulating function U н1 (t) (Fig. 3, e) or the inverse (inverse) modulating function U H2 (t) (Fig. 3, h) depending on how the PSK signal U 1 (t) (Fig. 3, c) and the reference voltage (Fig. 3, d, g) are phased.

Однако, анализируя аналог модулирующей функции M(t) (фиг.3,а), выделяемой из принимаемого ФМн-сигнала U1(t) (фиг.3,в) в прямом Uн1(t) (фиг.3,е) или обратном Uн2(t) (фиг.3,з) коде, можно достоверно определить ее параметры (закон фазовой манипуляции, длительность τ и количество N элементарных посылок).However, analyzing the analog of the modulating function M (t) (Fig. 3, a) extracted from the received QPSK signal U 1 (t) (Fig. 3, c) in direct U н1 (t) (Fig. 3, f) or reverse U n2 (t) ( Fig.3 , h) code, it is possible to reliably determine its parameters (the law of phase manipulation, duration τ and the number N of chips).

При этом не принципиально, в прямом или обратном ходе анализируются аналоги модулирующей функции. Необходимо, чтобы было обеспечено постоянство фазы опорного напряжения, а следовательно, и аналога модулирующей функции в течение всего времени приема, демодуляции и анализа.In this case, it is not important, in the forward or reverse stroke, the analogues of the modulating function are analyzed. It is necessary that the phase of the reference voltage, and therefore the analog of the modulating function, be maintained constant throughout the entire time of reception, demodulation and analysis.

Именно такая ситуация возникает в тех реальных условиях приема, когда отсутствуют априорные сведения о параметрах принимаемого ФМн-4с-сигнала. Поэтому в процессе когерентного приема и синхронного детектирования ФМн-4с-сигналов нет необходимости раскрывать неопределенность фазы опорного напряжения, которое является внутренним свойством данных сигналов.This is precisely the situation that arises in those real reception conditions when there is no a priori information about the parameters of the received FMN-4c signal. Therefore, in the process of coherent reception and synchronous detection of PSK 4c signals, there is no need to disclose the uncertainty of the phase of the reference voltage, which is an internal property of these signals.

Следовательно, первый тип "обратной работы" не снижает помехоустойчивости приема и демодуляции ФМн-4с-сигналов и не влияет на достоверность определения их параметров.Therefore, the first type of “reverse operation” does not reduce the noise immunity of the reception and demodulation of FMN-4c signals and does not affect the reliability of determining their parameters.

Второй тип "обратной работы" обусловлен скачкообразными переходами фазы опорного напряжения из одного состояния φ1 в другое φ1+π под действием помех, кратковременного прекращения приема и других факторов. Эти переходы за время приема сигнала происходят в случайные моменты времени, например t1, t2 (фиг.3,и). При этом на выходе фазового детектора 1 выделяется искаженный аналог модулирующей функции Uн3(t) (фиг.3,к).The second type of “reverse operation” is due to spasmodic transitions of the phase of the reference voltage from one state φ 1 to another φ 1 + π under the influence of noise, short termination of reception, and other factors. These transitions during the reception of the signal occur at random times, for example t1, t2 (figure 3, and). At the same time, at the output of the phase detector 1, a distorted analog of the modulating function U n3 (t) is highlighted ( Fig.3 , k).

Данный тип "обратной работы " является весьма вредным в технике когерентного приема и синхронного детектирования ФМн-4с-сигналов и делает невозможным достоверное определение вышеуказанных параметров.This type of "reverse operation" is very harmful in the technique of coherent reception and synchronous detection of FMN-4c signals and makes it impossible to reliably determine the above parameters.

В настоящее время существует несколько методов устранения "обратной работы" второго типа.Currently, there are several methods to eliminate the "reverse work" of the second type.

Можно применять, например, специальные испытательные посылки для подтверждения правильности установки начальной фазы в приемнике [Петрович Н.Т., Размахнин М.К. Системы связи с шумоподобными сигналами. М.: Сов. радио, 1980 - 440 с.]; можно также использовать специальные коды, обнаруживающие и исправляющие ошибки, вызванные "обратной работой" второго типа [Хоменюк Ю.В. Об устранении "обратной работы" в когерентном приемнике сигналов, манипулированных по фазе. Радиоэлектроника, 1966, №6]. Однако указанные методы связаны с введением в сигнал некоторой избыточности, снижающей эффективность использования фазовой манипуляции.You can apply, for example, special test parcels to confirm the correct installation of the initial phase in the receiver [Petrovich NT, Razmakhnin MK Communication systems with noise-like signals. M .: Sov. radio, 1980 - 440 p.]; you can also use special codes that detect and correct errors caused by "reverse work" of the second type [Khomenyuk Yu.V. On elimination of "reverse work" in a coherent receiver of phase-manipulated signals. Radio Electronics, 1966, No. 6]. However, these methods are associated with the introduction of a certain redundancy into the signal, which reduces the efficiency of using phase manipulation.

"Обратная работа" была устранена радикальным образом, когда вместо обычной фазовой манипуляции (ФМн) Петровичем Н.Т. была предложена относительная фазовая манипуляция (ОФМн) [Петрович Н.Т. Передача дискретной информации в каналах связи с фазовой манипуляцией. М.: Сов. радио, 1965]. Сущность данного метода заключается в том, что опорным напряжением для каждой элементарной посылки служит предыдущая посылка. Практическая реализация фазовой манипуляции в системах ОФМн усложняет аппаратуру при одновременном снижении помехоустойчивости системы. Переход от ФМн к ОФМн связан с эквивалентным увеличением шумов в канале в два раза. Кроме того, система ОФМн для своей реализации требует априорного знания длительности τэ, элементарных посылок и имеет тенденцию к парному группированию ошибок, т.е. появление одной ошибки влечет за собой появление и второй.The “reverse work” was eliminated in a radical way, when instead of the usual phase manipulation (PSK), N. Petrovich relative phase manipulation (OFMn) was proposed [N. Petrovich Transfer of discrete information in communication channels with phase shift keying. M .: Sov. radio, 1965]. The essence of this method lies in the fact that the reference voltage for each elementary premise is the previous premise. The practical implementation of phase manipulation in OFMn systems complicates the equipment while reducing the noise immunity of the system. The transition from PSK to PSK is associated with an equivalent double increase in channel noise. In addition, the OFMn system for its implementation requires a priori knowledge of the duration τ e , elementary premises and has a tendency to group errors together, i.e. the appearance of one error entails the appearance of the second.

Следовательно общая вероятность ошибок значительно увеличивается.Consequently, the overall probability of errors increases significantly.

Поэтому разработка методов и устройств, обеспечивающих устранение явления "обратной работы" второго типа в системах фазовой манипуляции, всегда была и остается актуальной.Therefore, the development of methods and devices that ensure the elimination of the phenomenon of "reverse work" of the second type in phase manipulation systems has always been and remains relevant.

В предлагаемом демодуляторе фазоманипулированных сигналов используется метод стабилизации фазы опорного напряжения, который реализуется частотным детектором 7, триггером 8 и балансным переключателем 9. При этом частотный детектор 7 обеспечивает обнаружение момента возникновения "обратной работы" второго типа, а триггер 8 и балансный переключатель 9 устраняют ее.The proposed demodulator of phase-shifted signals uses the method of stabilizing the phase of the reference voltage, which is implemented by the frequency detector 7, trigger 8 and the balance switch 9. In this case, the frequency detector 7 provides detection of the moment of occurrence of "reverse operation" of the second type, and trigger 8 and the balance switch 9 eliminate it .

При скачкообразном изменении фазы опорного напряжения на +180° в момент времени t1 (фиг.3,и) на выходе частотного детектора 7 появляется короткий положительный импульс, а при скачке фазы на -180° в момент времени t2 (возвращение фазы сигнала опорного напряжения в первоначальное состояние) - короткий отрицательный импульс. Знакочередующие импульсы с выхода частотного детектора 7 управляют работой триггера 8, выходное напряжение которого, в свою очередь, управляет работой балансного переключателя 9.With an abrupt change in the phase of the reference voltage by + 180 ° at time t1 (Fig. 3, i), a short positive pulse appears at the output of the frequency detector 7, and when the phase jumps by -180 ° at time t2 (the phase of the reference voltage signal returns to initial state) - a short negative impulse. Alternating pulses from the output of the frequency detector 7 control the operation of the trigger 8, the output voltage of which, in turn, controls the operation of the balance switch 9.

В устойчивом состоянии, когда фаза опорного напряжения совпадает, например, с нулевой фазой принимаемого ФМн-сигнала, на выходе триггера 8 образуется отрицательное напряжение и балансный переключатель 9 находится в своем первоначальном положении, при котором опорное напряжение с выхода делителя 4 фазы на два поступает через балансный переключатель 9 на опорный вход фазового детектора 1 без изменения.In a stable state, when the phase of the reference voltage coincides, for example, with the zero phase of the received PSK signal, a negative voltage is generated at the output of trigger 8 and the balance switch 9 is in its initial position, at which the reference voltage from the output of the 4 phase divider into two flows through balanced switch 9 to the reference input of the phase detector 1 without change.

При скачкообразном изменении фазы опорного напряжения на +180°, обусловленном, например, неустойчивой работой делителя 4 фазы на два под действием помех, триггер 8 коротким положительным импульсом с выхода частотного детектора 7 переводится в другое устойчивое состояние. При этом выходное напряжение триггера 8 в момент времени t1 становится и остается положительным до очередного скачка фазы в момент времени t2, который возвращает фазу опорного напряжения в первоначальное состояние.When the phase of the reference voltage jumps by 180 °, due, for example, to the unstable operation of the phase divider 4 into two under the influence of interference, trigger 8 is transferred by a short positive pulse from the output of the frequency detector 7 to another stable state. In this case, the output voltage of trigger 8 at time t1 becomes and remains positive until the next phase jump at time t2, which returns the phase of the reference voltage to its original state.

Положительное выходное напряжения триггера 8 (фиг.3,м) переводит балансный переключатель 9 в другое устойчивое состояние, при котором опорное напряжение с выхода делителя 4 фазы на два поступает на опорный вход фазового детектора 1 с изменением фазы на -180°. Это позволяет устранить нестабильность фазы опорного напряжения, вызванную скачкообразным ее изменением под действием помех, и связанную с ней "обратную работу" второго типа.The positive output voltage of trigger 8 (Fig. 3, m) transfers the balance switch 9 to another stable state, in which the reference voltage from the output of the phase divider 4 to two is applied to the reference input of the phase detector 1 with a phase change of -180 °. This eliminates the instability of the phase of the reference voltage caused by its abrupt change under the influence of interference, and the associated "reverse work" of the second type.

Таким образом, предлагаемый демодулятор фазоманипулированных сигналов по сравнению с прототипом и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивает демодуляцию сигналов с четырехфазной фазовой манипуляцией со сдвигом (Фмн-4с) и устраняет явление "обратной работы" второго типа. Это достигается предварительным трансформированием сигнала с четырехфазной фазовой манипуляцией со сдвигом (Фмн-4с) в сигнал с бинарной фазовой манипуляцией (Фмн-2) путем умножения его фазы на два и использования метода стабилизации фазы опорного напряжения. Причем для реализации указанного метода используются частотный детектор, триггер и балансный переключатель. Частотный детектор обеспечивает обнаружение момента возникновения "обратной работы" второго типа, а триггер и балансный переключатель устраняют ее.Thus, the proposed demodulator of phase-shift signals in comparison with the prototype and other technical solutions of a similar purpose provides demodulation of signals with four-phase phase shift keying (FMN-4s) and eliminates the phenomenon of "reverse work" of the second type. This is achieved by preliminary transforming the signal with four-phase phase shift keying (Fmn-4s) into a signal with binary phase shift keying (Fmn-2) by multiplying its phase by two and using the method of stabilizing the phase of the reference voltage. Moreover, to implement this method, a frequency detector, a trigger and a balance switch are used. The frequency detector provides detection of the moment of occurrence of the "reverse work" of the second type, and the trigger and the balance switch eliminate it.

Тем самым функциональные возможности демодулятора фазоманипулированных. сигналов расширены.Thus, the functionality of the phase-shifted demodulator. signals are expanded.

Claims (1)

Демодулятор фазоманипулированных сигналов, содержащий фазовый детектор, умножитель фазы на два и последовательно включенные узкополосный фильтр и делитель фазы на два, отличающийся тем, что он снабжен полосовым фильтром, умножителем фазы на четыре, частотным детектором, триггером и балансным переключателем, причем выход умножителя фазы на два через полосовой фильтр подключен к первому входу фазового детектора, выход которого является выходом демодулятора, вход узкополосного фильтра соединен с выходом умножителя фазы на четыре, а к выходу делителя фазы на два последовательно подключены частотный детектор, триггер и балансный переключатель, второй вход которого соединен с выходом делителя фазы на два, а выход подключен к второму входу фазового детектора, входы умножителя фазы на два и умножителя фазы на четыре объединены и являются входом демодулятора. A phase-shift signal demodulator comprising a phase detector, a phase multiplier for two and a sequentially connected narrow-band filter and a phase divider for two, characterized in that it is equipped with a band-pass filter, a phase multiplier by four, a frequency detector, a trigger and a balanced switch, and the output of the phase multiplier by two through a band-pass filter is connected to the first input of the phase detector, the output of which is the output of the demodulator, the input of the narrow-band filter is connected to the output of the phase multiplier by four, and to the outputs The frequency detector, trigger and balance switch are connected in series to the phase divider into two, the second input of which is connected to the output of the phase divider by two, and the output is connected to the second input of the phase detector, the inputs of the phase multiplier by two and the phase multiplier by four are combined and are the input of the demodulator .
RU2008147469/09A 2008-12-01 2008-12-01 Demodulator of phase-manipulated signals RU2390101C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008147469/09A RU2390101C1 (en) 2008-12-01 2008-12-01 Demodulator of phase-manipulated signals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008147469/09A RU2390101C1 (en) 2008-12-01 2008-12-01 Demodulator of phase-manipulated signals

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2390101C1 true RU2390101C1 (en) 2010-05-20

Family

ID=42676262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008147469/09A RU2390101C1 (en) 2008-12-01 2008-12-01 Demodulator of phase-manipulated signals

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2390101C1 (en)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БУГА Н.Н. Радиопремные устройства: Учебник для вузов. /Под ред. Н.И.Чистякова. - М.: Радио и связь, 1986, с.291. *
Радиоприемные устройства. /Под ред. А.Г.Зюко. - М.: Связь, 1975, с.354, рис.14.19а. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5469469A (en) Composite spread spectrum signal including modulator demodulator
Price et al. A communication technique for multipath channels
US10921434B2 (en) Radar system
JPH06296171A (en) Broad-band transmission system
CN101242195B (en) A constitution and its operation method for frequency spreading tracking loop
RU2408996C2 (en) Method to demodulate signals of relative phase modulation and device for its realisation
CN105229984A (en) Transposition modulating system, method and apparatus
JPH07202750A (en) Spread spectrum reception method and receiver
CN104777495A (en) QPSK (quadrature phase shift keying) modulated I/Q branch orthogonality test method based on distribution histogram
US3109143A (en) Synchronous demodulator for radiotelegraph signals with phase lock for local oscillator during both mark and space
US4028490A (en) MSK digital data synchronization detector
US20150372715A1 (en) Robust time shift tracking uwb receiver
US4241312A (en) Self-calibrating threshold detector
RU2390101C1 (en) Demodulator of phase-manipulated signals
CN108957492B (en) L1C/A and L1C combined capturing method of GPS
US5216425A (en) Method for reducing the influence of distortion products
RU2358401C1 (en) Device for transmitting and receiving discrete messages using signals with direct spreading and autocorrelation compression of spectrum
US5247308A (en) Detection and characterization of LPI signals
US9876633B2 (en) Method for the radio communication of digital data in a noisy environment
US3502989A (en) Receiver employing correlation techniques
RU2527761C2 (en) Phase-shift keyed signal detector
RU2309550C1 (en) Method for auto-correlation receipt of noise-like signals
RU2439830C1 (en) Coherent detector of radio signals with phase manipulation by 180°
RU2127486C1 (en) Method and device for transmitting messages by broad-band signals
RU2801873C1 (en) Method for forming noise-like signals

Legal Events

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

Effective date: 20101202