Канальное демодулирующее устройство

КАНАЛЬНОЕ ДЕМОДУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
Нолезная модель относится к радиотехнике и может быть использована при демодуляции сигналов с различными видами фазовой манипуляции (ФМ сигналов).
Известен демодулятор фазоманинулированных сигналов, содержащий первый и второй фазовые детекторы, первый и второй фильтры и фазовращатель, причем первые входы первого и второго фазовых детекторов объединены, выходы первого и второго фазовых детекторов соединены со входами, соответственно, первого и второго фильтров, выход фазовращателя соединен со вторым входом второго фазового детектора (см. А.С. №1679648, мки 5 Н 04 L 27/22, опубл. в БИ №35, 1991 г.) 1.
Недостатком известного устройства является невозможность его использования для решения задач радиоконтроля, когда требуется проведение взаимного корреляционного анализа двух ФМ сигналов в реальном масштабе времени.
Для реализации такого анализа необходимым условием является когерентное восстановление несущей частоты для каждого из ФМ сигналов, причем формируемые при этом два колебания восстановленной несущей частоты должны быть взаимно сфазированы (т.е., должна быть измерена фазовая расстройка между ними в начальный момент времени).
В известном устройстве такие операции над сигналом не реализуются.
МП/(Н04Ь27/22
виде мягких решений (см. например, Прокис Дж. Цифровая связь. М.: Радио и связь.-2000г.-с.390-394)2 вводились в ЭВМ. В известном устройстве выходные данные представляют собой жесткие решения, что также делает невозможным использование известного устройства для решения задач корреляционного анализа при радиоконтроле.
Известентакжекогерентныйдемодулятор
фазоманипулированных сигналов, содержаш;ий первый и второй фазовые детекторы, первый и второй фильтры и фазовращатель, причем первые входы первого и второго фазовых детекторов объединены, выходы первого и второго фазовых детекторов соединены со входами, соответственно, первого и второго фильтров, выход фазовращателя соединен со вторым входом второго фазового детектора (см. А.С. №1688444, мки 5 Н 04 L 27/22, опубл. В БИ №40, 1991 г.) 3.
Недостатком известного устройства также является невозможность его использования для решения задач радиоконтроля, когда требуется проведение взаимного корреляционного анализа двух ФМ сигналов в реальном масштабе времени, поскольку, во-первых, в известном устройстве невозможно восстановление несущей частоты для каждого из ФМ сигналов и , во-вторых, в известном устройстве не формируются мягкие решения.
Известен также демодулятор ФМ сигналов, содержащий первый и второй фазовые детекторы, первый и второй фильтры и фазовращатель, причем первые входы первого и второго фазовых детекторов объединены, выходы первого и второго фазовых детекторов соединены со входами, соответственно, первого и второго фильтров, выход фазовращателя соединен со вторым входом второго фазового детектора (см. VME Satellite Demodulator VLM-7650D, Part Number DSA LM7650MD.DOS, Comtech EF Data, Tempe, Arizona, USA, 2001) 4.
Известный демодулятор предназначен для обработки сигналов различных видов модуляции (ФМ-2, ФМ-4, ФМ-8, КАМ-16) со скоростями от 9,6 кбит/с до 20 Мбит/с.
Недостатком известного демодулятора является невозможность его использования для реализации взаимного корреляционного анализа двух ФМ сигналов для решения задач радиоконтроля.
Другим недостатком известного демодулятора является то, что демодулированные данные с выхода демодулятора выводятся в ЭВМ по интерфейсу VME (VersaBus Module Eurocard).
Данный интерфейс является узкоспециализированным интерфейсом промышленных ЭВМ, что ограничивает область применения известного демодулятора, поскольку не позволяет его использовать совместно с ПЭВМ широкого применения.
Известен также демодулятор ФМ сигналов, содержащий первый и второй фазовые детекторы, первый и второй фильтры и фазовращатель, причем первые входы первого и второго фазовых детекторов объединены, выходы первого и второго фазовых детекторов соединены со входами, соответственно, первого и второго фильтров, выход фазовращателя соединен со вторым входом второго фазового детектора (см. Описание демодулятора SKYMEDIA-200D фирмы Telemann.-2002)
Известный демодулятор предназначен для обработки фазоманипулированных сигналов в диапазоне скоростей от 4 до 90 Мбит/с и позволяет вводить демодулированные данные в ЭВМ по распространенному интерфейсу PCI (Peripheral Components Interconnect), что делает возможным его использование совместно с персональными ЭВМ.
корреляционного анализа двух ФМ сигналов для решения задач радиоконтроля.
Известен также демодулятор ФМ сигналов, содержащий аналоговый фильтр, аналого-цифровой преобразователь, первый фазовый детектор, второй фазовый детектор, первый фазовращатель, первый цифровой фильтр, второй цифровой фильтр, первый синтезатор несущей, первый блок восстановления несущей, причем выход аналогового фильтра соединен со входом аналого-цифрового преобразователя, первый и второй выходы первого фазовращателя соединены со вторыми входами, соответственно, первого и второго фазового детекторов, выходы первого и второго цифровых фильтров соединены, соответственно, с первым и вторым входами первого блока восстановления несущей, выход которого соединен с первым входом первого синтезатора несущей, выход которого соединен со входом первого фазовращателя (см. Satellite Modem SDM-8000, Installation and Operation Manual, Part Nmnber MN/SDM 8000.IOM, Revision 11, February 14, 1998, EF Data Corporation, Tempe, Arizona, USA, 1998.-p.5-12, figure 53) 6 -прототип.
Известный демодулятор был выбран в качестве прототипа как совпадающий с заявляемой полезной моделью по большинству технических признаков.
Недостатком известного устройства является невозможность его использования для решения задач радиоконтроля, когда требуется проведение взаимного корреляционного анализа двух ФМ сигналов в реальном масштабе времени.
Для реализации такого анализа необходимым условием является восстановление несущей частоты для каждого из ФМ сигналов, причем формируемые при этом два колебания восстановленной несущей частоты
ДОЛЖНЫ быть взаимно сфазированы (т.е., должна быть измерена фазовая расстройка между ними в начальный момент времени).
В известном устройстве такие операции над сигналом не реализуются.
Кроме того, для выполнения процедуры корреляционного анализа требуется, чтобы демодулированные данные с выхода демодулятора в виде мягких решений вводились в ЭВМ. В известном устройстве выходные данные представляют собой жесткие решения, что также делает невозможным использование известного устройства для решения задач корреляционного анализа при радиоконтроле.
Предлагается полезная модель КДУ, не имеющая указанных недостатков.
Техническим результатом является обеспечение возможности решения задач радиоконтроля с проведением взаимного корреляционного анализа двух ФМ сигналов.
Технический результат достигается за счет:
-введения дополнительных фазовых детекторов и второго синтезатора несущей, синхронизируемого от опорного генератора совместно с первым синтезатором несущей, что позволяет обеспечить когерентное восстановление несущей для каждого из двух ФМ сигналов;
-обеспечения ввода в ЭВМ через блок интерфейса мягких решений из квадратурных каналов обработки для каждого из ФМ сигналов.
Канальное демодулирующее устройство содержит аналоговый фильтр, аналого-цифровой преобразователь, первый фазовый детектор, второй фазовый детектор, первый фазовращатель, первый цифровой фильтр, второй цифровой фильтр, первый синтезатор несущей, первый блок восстановления несущей, причем выход аналогового фильтра соединен со входом аналого-цифрового преобразователя, первый и
второй выходы первого фазовращателя соединены со вторыми входами, соответственно, первого и второго фазовых детекторов, выходы первого и второго цифровых фильтров соединены, соответственно, с первым и вторым входами первого блока восстановления несущей, выход которого соединен с первым входом первого синтезатора несущей, выход которого соединен со входом первого фазовращателя.
Согласно полезной модели, в КДУ введены третий и четвертый фазовые детекторы, второй фазовращатель, третий и четвертый цифровые фильтры, второй синтезатор несущей, второй блок восстановления несущей, опорный синтезатор и блок интерфейса, причем вход аналогового фильтра является аналоговым входом устройства, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с первыми входами первого, второго, третьего и четвертого фазовых детекторов, выходы которых соединены со входами, соответственно, первого, второго, третьего и четвертого цифровых фильтров, выходы которого соединены, соответственно, с первым, вторым, третьим и четвертым входами блока интерфейса, выход третьего и четвертого цифровых фильтров соединены, соответственно, с первым и вторым входами второго блока восстановления несущей, выход которого соединен с первым входом второго синтезатора несущей, выход которого соединен со входом второго фазовращателя, первый и второй выходы которого соединены со вторыми входами, соответственно, третьего и четвертого фазовых детекторов, первый и второй выходы блока интерфейса соединены со вторыми входами, соответственно, первого и второго синтезаторов несущей, выход опорного синтезатора соединен с третьими входами первого и второго синтезаторов, пятый вход блока интерфейса является цифровым входом устройства, третий выход блока интерфейса является выходом устройства.
На фиг. 1 приведена функциональная схема полезной модели. На фиг. 2 изображен участок спектра, в котором расположены демодулируемые ФМ сигналы (групповой спектр).
Заявляемое КДУ содержит аналоговый вход 1; аналоговый фильтр 2; аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 3; первыйчетвертый фазовые детекторы (ФД) 4-7; первый и второй фазовращатели (ФВ) 8, 9; первый-четвертый цифровые фильтры (ЦФ) 10-13; первый и второй синтезаторы несущей 14 и 15; опорный синтезатор 16; первый и второй блоки восстановления несущей (БВН) 17 и 18; блок интерфейса 19; цифровой вход 20; выход 21 (см. фиг. 1).
Выход аналогового фильтра 2 соединен со входом аналогоцифрового преобразователя 3, первый и второй выходы первого фазовращателя 8 соединены со вторыми входами, соответственно, первого и второго фазовых детекторов 4 и 5, выходы первого и второго цифровых фильтров 10 и 11 соединены, соответственно, с первым и вторым входами первого блока 17 восстановления несущей, выход которого соединен с первым входом первого синтезатора несущей 14, выход которого соединен со входом первого фазовращателя 8.
Вход аналогового фильтра 2 является аналоговым входом 1 устройства, выход аналого-цифрового преобразователя 3 соединен с первыми входами первого, второго, третьего и четвертого фазовых детекторов 4-7, выходы которых соединены со входами, соответственно, первого, второго, третьего и четвертого цифровых фильтров 10-13, выходы которых соединены, соответственно, с первым, вторым, третьим и четвертым входами блока 19 интерфейса.
Выход третьего и четвертого цифровых фильтров 12 и 13 соединены, соответственно, с первым и вторым входами второго блока 18 восстановления несущей, выход которого соединен с первым входом второго синтезатора несущей 15, выход которого соединен со входом
второго фазовращателя 9, первый и второй выходы которого соединены со вторыми входами, соответственно, третьего и четвертого фазовых детекторов 6 и 7, первый и второй выходы блока 19 интерфейса соединены со вторыми входами, соответственно, первого и второго синтезаторов несущей 14 и 15, выход опорного синтезатора 16 соединен с третьими входами первого и второго синтезаторов 14 и 15, пятый вход блока 19 интерфейса является цифровым входом 20 устройства, третий выход блока 19 интерфейса является выходом 21 устройства.
Первый и второй фазовращатели 8 и 9 устроены одинаково и обеспечивают фазовый сдвиг между сигналами на своих первом и втором выходах, равный 90°.
КДУ работает следующим образом.
Сигнал группового спектра (см. фиг. 2) через аналоговый фильтр 2 поступает на АЦП 3. При этом граничная частота группового спектра
составляет fpp и, соответственно, тактовая частота АЦП 3 составляет JAi(n - Л/7. Поскольку тактовая частота АЦП 3 выбирается исходя из
условий Котельникова j лид - Jzp, то при квадратурной обработке в
фазовых детекторах 4 и 5 (6 и 7) возможна раздельная демодуляция двух содержащихся в групповом спектре фазомодулированных сигналов, обозначенных на фиг. 2 как ФМ-1 и ФМ-2.
Для реализации такой возможности через первый выход блока 19 интерфейса первый синтезатор несущей 14 настраивается на частоту fcHHT.b равную несущей частоте сигнала ФМ-1. При этом через второй выход блока 19 интерфейса второй синтезатор несущей 15 настраивается на частоту fcHHT.i равную несущей частоте сигнала ФМ-2.
Обеспечение когерентности колебания на выходе синтезатора 14 (15) с несущей частотой сигнала ФМ-1 (ФМ-2) происходит путем подачи управляющего напряжения на первый вход синтезатора 14 (15) с выхода
первого (второго) БВН 17(18). Таким образом обеспечивается получение на выходах квадратурных согласованных ЦФ 10и11(12и13) мягких решений, соответствующих демодулированным данным ФМ-1 (ФМ-2) при их когерентной демодуляции.
Эти мягкие квадратурные решения обоих ФМ-сигналов поступают через блок 19 интерфейса на выход 21 устройства для последуюш;ей обработки в ПЭВМ. От этой же внешней ПЭВМ через цифровой вход 20 происходит задание номинальных значений fcHHT.i и
fcHHT.2
Опорный синтезатор 16 необходим для первоначальной фазировки синтезаторов 14 и 15 с целью выполнения корректной процедуры взаимокорреляционного анализа.
Введение в КДУ третьего и четвертого ФД с соответствуюп ;ими ЦФ, вторыми ФВ, БВН и синтезатором несущей, а также обеспечение ввода через блок интерфейса в ЭВМ мягких квадратурных решений для каждого из двух ФМ-сигналов обеспечивают достижение технического результата - обеспечение возможности решения задач радиоконтроля с проведением взаимного корреляционного анализа двух ФМ-сигналов.
список источников
1.А.С. №1679648, мки 5 Н 04 L 27/22, опубл. в БИ №35, 1991 г.;
2.Прокис Дж. Цифровая связь. - М.: Радио и связь.-2000г.-с.390-394;
3.А.С. №1688444, мки 5 Н 04 L 27/22, опубл. В БИ №40, 1991 г.;
4.VME Satellite Demodulator VLM-7650D, Part Number DS/VLM7650MD.DOS, Comtech EF Data, Tempe, Arizona, USA, 2001;
5.Описание демодулятора SKYMEDIA-200D фирмы Telemann.-2002;
6.Satellite Modem SDM-8000, Installation and Operation Manual, Part Number MN/SDM 8000.IOM, Revision 11, February 14, 1998, EF Data Corporation, Tempe, Arizona, USA, 1998.-p.5-12, figure 5-3 - прототип.
Авторы:  Боташев Б.М.
/////
10
,/o.o Пархоменко Н.Г.
,/о,с