SU978288A1 - Устройство дл синхронного детектировани фазоманипулированных сигналов - Google Patents

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в аппаратуре, предназначенной для приема и анализа широкополосных фазоманипулированных (ФИН) сигналов.

Известно устройство для детектирования, содержащее первый фазовый детектор, дешифратор, опорный генератор, выход которого соединен с одним входом второго фазового детектора £1).

Однако в известном устройстве недостаточная помехоустойчивость при нестабильности несущей частоты.принимаемого сигнала.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости .

Для достижения указанной цели в устройство для синхронного детектирования фазоманипулированных сигналов, содержащее первый фазовый детектор, дешифратор, опорный генератор, выход которого соединен с одним входом второго фазового детектора, введены последовательно соединенные умножитель частоты, узкополосный фильтр, третий фазовый детектор, управляющий блок, гетеродин, смеситель и полосовой фильтр, а также дополнительный умножитель частоты, первый и второй фор5 мирователи опорного напряжения, сумматор и четвертый фазовый детектор, причем выход полосового фильтра соединен с объединенными входами умножителя частоты, первым входом перво¹⁰ го фазового детектора и другим входом второго фазового детектора, выход которого через последовательно соединенные сумматор и четвертый фа_>5 зовый детектор соединен с входом дешифратора, выход дополнительного умножителя частоты соединен с объединен ными вторым входом первого фазового детектора и первыми входами формиро2Q вателей опорной частоты, вторые входы которых объединены и соединены с выходом опорного, генератора, соединенным с входом дополнительного умножителя частоты, выход первого форми рователя опорной частоты соединен с другим входом третьего фазового детектора, выход второго формирователя опорного напряжения соединен с другим входом четвертого фазового детектора, _s выход первого фазового детектора соединен с другим входом сумматора, примем другой вход смесителя является входом устройства.

На чертеже изображена структурная to электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит смеситель 1, гетеродин 2, полосовой фильтр 3, опорный генератор 4, умножитель 5 is частоты, формирователи .6 и 7 опорного напряжения, фазовые детекторы 8 и 9, сумматор 10, фазовый детектор 11, дешифратор 12, умножитель 13 частоты, узкополосный фильтр 14, фа-ί зовый детектор 15, управляющий блок 16.

Устройство работает следующим образом.

Принимаемый сигнал с фазовой манипуляцией

U_c(t) = cos [w_ct + где V_c, u?_c — амплитуда и несущая частота сигнала; ₃₀

Ψ|ς(ί) — манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом, Причем V<(t) = = const при KTj<t< <(Κ+1)*υ₉ и может изменяться скачком при t = КТ_Э, т. е. на границах между элементарными посылками (К = 0, . 1; 2, ...., N-1);

— длительность и количество элементарных посылок, из которых состав- ^4S лен сигнал длительностью Tq (Т _с = Nt_a), поступает на первый вход Смесителя 1, на второй вход которого подается напряжение гетеродина 2

U_r(t) = V_rcos w_rt.

В результате преобразования по частоте образуется ФМН сигнал на пераой промежуточной частоте υ_πρ(*)=νο5 где V, = -Х K,,V_cV_r ;

— коэффициент передачи преобразователя частоты;

ш_пр= ю_с-юл- первая промежуточная частота.

Указанный сигнал выделяется полосовым фильтром 3 и разделяется по двум каналам. На опорный вход фазового детектора 8 первого канала подается от опорного генератора 4 опорный сигнал ¹ ·

Данный сигнал умножается по частоте на два в умножителе 5

U_r^(i)=V₀cos 2u>_r^t»V₀cos ω^Ι и поступает на опорный вход фазового детектора 9 второго канала. Причем частоты и»г и ш _Г4 выбираются симметричными относительно первой промежуточной частоты ινπρ> т. е.

ω_πρ.

Фазовый детектор представляет собой последовательно соединенные перемножитель и фильтр низких частот. Поэтому после перемножения в каждом канале образуются следующие напряжения <(*> V₂ cos ((α>_ηρ- )_t + (t)]>

^005((0)^+0)^)1 + 4_K(i)J ^!и;(1)=У₂со₅[(ц,_Г1-_ШпрН-^(1)] + ^005(^+0^)1 + ^(1)].

где V₂ = (K₂- коэффициент передачи фазовых детекторов 8 и 9).

Из указанных напряжений фильтрами нижних частот выделяются напряжения разностных частот. Поэтому на выходе фазовых детекторов 8 и 9 образуются следующие напряжения соответственно где U’₂(t) — напряжение разностной частоты в первом канале;

U* (t) — напряжение разностной частоты во втором кана ле.

Напряжения U ^(t) и U '(t) мируются в сумматоре 10

978288 6 сум- два, на выходе которого образуется следующее гармоническое колебание и* (t)=V₂COS^U)_npt^υΰΓη^+ωΓ Ί ^ωΓ_Λ -ω_Γ

- ——¹- U (i) jcos —i и поступают на информационный вход фазового детектора 11, на опорный вход которого подается с-выхода формирователя 7 ! - Ld'_r -UJ_r % W = V_o cos — --l.i., частота которого равна полуразности <5 частот опорных сигналов U_ri(t) и Up^Ct). В результате синхронного детектирования на выходе фазового детектора 11 образуется следующее напряжение jo г ω_Γ -ω_Γ1

U_H(i)xV_Hco9[w_npi--^^i ₊ 4W]= cos ΐή<(Λ),

4' где V_H =5 K₃V_aV₀ (К_а— коэффициент ₂₅ передачи фазового детектора 11);

o>_hp--—— - 0, так как частоты

и)_Гу) и ии_г^симметричны относительно частоты АС пр.30

Низкочастотное напряжение U_H(t) является аналогом модулирующего кодй, в соответствии с которым изменяется фаза 4_κ(ί) принимаемого сигнала U_e(t). Оно поступает в дешифратор 12, где 35 определяются основные параметры модулирующего кода (длительность элементарных посылок , их количество N и закон кодирования фазы).

Для обеспечения симметричности частот и>_Г1и ώ_Γ^ опорных сигналов (t) и U_r^(t) относительно первой промежуточной частоты ФИН сигнала U_np(t) используется система фазовой автоподстройки, состоящая из последовательно включенных умножителя 13 частоты на два, узкополосного фильтра 14, фазового детектора 15, второй вход которого соединен с выходом фор-. мирователя 6 опорного напряжения и SO управляющего блока 16, выход которого Подключен к гетеродину 2.

Преобразованный по частоте ФМН сигнал с выхода полосового фильтра 3 поступает на вход умножителя 13 частоты на . ν«1=ν°^{5 2}%р где 2У_К (t> = 0,2Л, которое в фазовом детекторе 15 сравнивается по фазе с опорным напряжением поступающим с выхода формирователя 6. Если указанные напряжения отличаются друг от друга по фазе, то на выходе фазового детектора 15 выделяется управляющее напряжение. Причем амплитуда и полярность этого напряжения зависят от степени и направления отклонения промежуточной частоты щ,_р от суммы частота» _г<| + а>_Г(^ опорных сигналов. Управляющее напряжение через управляющий блок 16 воздейству ет на гетеродин 2, изменял его частоту, так, чтобы сохранялась симметричность промежуточной частоты ю_пр от носительно частот ω_Γι и сигналов.

опорных

Таким обр.азом, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом позволяет повысить помехоустойчивость при изменении несущей частоты и при отсутствии априорных сведений о дли тельности элементарных посылок принимаемого сигнала.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к радиот.ехнике и может использоваоьс  в аппаратуре , предназначенной дл  приема и анализа широкополосных фазоманипулирован ных (ФМН) сигналов. Известно устройство дл  детектировани , содержащее первый фазовый детектор , дешифратор, опорный генератор выход которого соединен с одним входом второго фазового детектора tilОднако в известном устройстве недостаточна  помехоустойчивость при нестабильности несущей частоты.принимаемо го сигнала. Цель изобретени  - повышение помехоустойчивости . Дл  достижени  указанной цели в устройство дл  синхронного детектировани  фазоманипулированных сигналов, содержащее первый фазовый детектор, дешифратор, опорный генератор, выход которого соединен с одним входом второго фазового детектора, введены последовательно соединенные умножитель частоты, узкополосный фильтр, третий фазовый детектор, управл ющий блок, гетеродин, смеситель и полосовой фильтр, а также дополнительный умножитель частоты, первый и второй формирователи опорного напр жени , сумматор и четвертый фазовый детектор, причем выход полосового фильтра соединен с объединенными входами умножител  частоты, первым входом первого фазового детектора и другим входом второго фазового детектора, выход которого через последовательно соединенные сумматор и четвертый фазовый детектор соединен с входом дешифратора , выход дополнительного умножител  частоты соединен с объединенными вторым входом первого фазового детектора и первыми входами формирователей опорной частоты, вторые входы которых объединены и соединены с выходом опорного генератора, coeдJ 1ненным с входом дополнительного умножител  частоты, выход первого формировател  опорной частоты соединен с другим входом третьего фазового детектора , выход второго формировател  опорного напр жени  соединен с други входом четвертого фазового детектора выход первого фазового детектора соединен с другим входом сумматора, причем другой вход смесител   вл етс входом устройства. На чертеже изображена структурна  электрическа  схема предлагаемого ус ройства. Устройство содержит смеситель 1, гетеродин 2, полосовой фильтр 3, опорный генератор j, умножитель 5 частоты, формирователи 6 и 7 опорного напр жени , фазовые детекторы 8 и 9, сумматор 10, фазовый детектор 11, дешифратор 12, умножитель 13 частоты, узкополосный фильтр И, фазовый детектор 15, управл ющий блок 16. Устройство работает следующим образом . Принимаемый сигнал с фазовой ма .нипул цией Uc(t) Vj. cosCwJ: + V -где Vc, lAc амплитуда и несуща  частота сигнала; f|j(t) - манипулируема  составл юща  фазы, отображающа  закон фазовой манипул ции в соответствии с модулирующим кодом , Причем VicCt). const при (K+1)tj и может измен тьс  скачком при t КТэ т. е. на границах между элементарными посылками (К О, . 1; 2, ...., N-1); Tj,N - длительность и количество элементарных посы лок, из которых состав лен сигнал длительностью TC(TC Ntj), поступает на пе|Ьвый вход Смесител  1 на второй вход которого подаетс  напр жение гетеродина 2 Ur(t) Vf-cosuJrt. В результате прербразовани  по частоте образуетс  ФМН сигнал на первой промежуточной частоте Unp(t)V,C05Kpt.i/,{t), К - коэффициент передачи преобразовател  частоты; ujf,p lo -iUji- перва  промежуточна  частота. .Указанный сигнал выдел етс  полосовым фильтром 3 и раздел етс  по двум каналам. На опорный вход фазового детектора 8 первого канала подаетс  от опорного генератора Ц опорный сигнал r-,(t) VpCOSuUr-, t . Данный сигнал умножаетс  по частоте на два а умножителе 5 Up (i)VQCOs 2uJp t VoCOS cUp i и поступает на опорный вход фазового детектора 9 второго канала. Причем частоты UJyv и ш |-rt выбираютс  симметричными относительно первой промежуточной частоты т. е. U)np-W, г - лрФазовый детектор представл ет соой последовательно соединенные пеемножитель и фильтр низких частот. оэтому после перемножени  в каждом анале образуютс  следующие напр жеи  U;(i)V2Cos()t + t/(tJ V°ИKp г,)к (4)V,,-u,pH.c(t)j. V2cos(u)r,j+cOnp)t + 4(t)J, где V,j, -J ( коэффициент передачи фазовых детекторов 8 и 9). Из указанных напр жений фильтрами нижних частот выдел ютс  напрАжени  разностных частот. Поэтому на выходе фазовых детекторов 8 и 9 образуютс  следующие напр жени  соответственно (t ) V.cos())0 i/(t) u;(t)V2COS(u,)), где U-(t) напр жение разностной частоты в первом канале; ui (t) - напр жение разностной частоты во втором канале . Напр жени  U (t) и U, (t) суммируютс  в сумматоре 10 Ujtt)«U;(t)Uj(,cosru)pi. f.L . UJr--U), if CtlJcos 2 2 и поступают на информационный вход фазового детектора 11, на опорный вход которого подаетс  с-выхода формировател  7 . JD W VOCOS частота которого равна полуразности частот опорных сигналов Ur(t) и Uf. (t). В результате синхронного детектировани  на выходе фазового детектора 11 образуетс  следующее напр жение . U). -u).. г/ г UH(t)VHCOs LUnpil + MU) цС09 ЧкСМ, где Vf, 5 K3V. (Kj- коэффициент передачи фазового детектора 11); частоты uJr и Шрдсимметричн относительно частот Низкочастотное напр жение U(t)  вл  етс  аналогом модулирующего кодй, в соответствии с которым измен етс  фа за (t) принимаемого сигнала Ug(t Оно поступает а дешифратор 12, где определ ютс  основные параметры моду лирую«цего кода (длительность элементарных посылок t , их количество N и закон кодировани  фазы). Дл  обеспечени  симметричности частот u)f- и tUf- опорных сигналов Uf (t) и U|-,(t) относительно первой промежуточной частоты ФМН сигнала Unp(t) используетс  система фазовой автоподстройки, состо ща  из пбследо вательно включенных умножител  13 частоты на два, узкополосного фильтра I, фазового детектора 15, второй ;вход которого соединен с выходом фор мировател  6 опорного напр жени  и управл ющего блока 16, выход которог подключен к гетеродину
2. 2. Преобразованный по частоте ФМН си нал Unp().)V,cos2u,np с выхрда полосового фильтра 3 поступает на вход умножител  13 частоты н 978288 два, на выходе которого образуетс  следующее гармоническое колебание . ,,p42if(t)V,, где 24(t) 0,2J, ntA/.nAVr которое в фазовом детекторе 15 сравниваетс  по фазе с опорным напр жением Uo.i(i)-MoCos(u).r)t VoC052u pt поступающим с выхода формировател  6. Если указанные напр жени  отличаютс  друг от друга по фазе, то на выходе фазового детектора 15 выдел етс  управл ющее напр жение. Причем амплитуда и пол рность этого напр жени  завис т от степени и направлени  отклонени  промежуточной частоты и,р от суммы частот.UI- + ш,- опорных I - Г1, I 2 сигналов. Управл ющее напр жение через управл ющий блок 16 воздейству ет на гетеродин 2, измен й его частоту , так, чтобы сохран лась симметричность промежуточной частоты ujnp относительно частот ыг и Юр опорных сигналов. Таким обр.азом, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом позвол ет повысить помехоустойчивость при изменении несущей частоты и при отсутствии априорных сведений о длительности элементарных посылок принимаемого сигнала. Формула изобретени  Устройство дл  синхронного детектировани  фазоманипулированных сигналов , содержащее первый фазовый детектор , дешифратор, опорный генератору выход которого соединен с одним входом второго фазового детектора, отличающеес  тем, что, с целью повышени  помехоустойчивости, введены последовательно соединенные умножитель частоты, узкополосный фильтр, третий фазовый детектор, управл ющий блок, гетеродин, смеситель и полосовой фильтр, а также дополнительный умножитель частоты, первый и второй формирователи опорного напр жени , сумматор и четвертый фазовый детектор, причем выход полосового фильтра соединен с объединенными входами умножител  частоты, первым входом первого фазового детектора и другим входом второго фазового детектора , выход которого через последовательно соединенные сумматор и четвертый фазовый детектор соединен с входом дешифратора, выход дополнительного умножител  частоты соединен с объединенными вторым входом первого фазо вого детектора и первыми входами формирователей опорной частоты, вторые входы которых объединены и соединены с выхбдом опорного генератора, соединенным с входом дополнительного умножител  частоты, выход первого формировател  опорной частоты соединен 97 88 с другим входом третьего фазового детектора , выход второго формировател  опорного напр жени  соединен с другим входом четвертого фазового детектора, выход первого фазового детектора соединен с другим входом сумматора, причем другой вход смесител   вл етс  входом устройства. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР № 780219, кл. Н О L 27/22, 1978 (прототип).