ДЕМОДУЛЯТОР КОРОТКИХ СИГНАЛОВ С АБСОЛЮТНОЙ ФАЗОЙ МАНИПУЛЯЦИЕЙ (ФМн) НА 180°

Данная полезная модель (ПМ) относится к радиоприемным устройствам, а точнее к демодуляторам сигналов с абсолютной фазовой манипуляцией (ФМн) на 180°.
Известны аналогичные демодуляторы, описанные в:
1) Патент РФ на изобретения №2259005. Формирователь опорного колебания для когерентного детектирования сигналов с ОФМ / А.А.Волков и др. Приоритет от 9.12.03.
2) Шляпоберский В.И. Элементы дискретных систем связи. - М.: Воениздат, 1965.
По технической сущности наиболее близким к предложенной ПМ является демодулятор сигналов с относительной (ОФМн), описанный в первом источнике, который по этой причине и принимается за ее прототип.
Прототип состоит из детектора ФМн сигналов Пистолькорса, в котором делителем частоты в цепи синхронизации является параметрон, запоминающий начальную фазу отсчетной посылки, т.е. немодулированного колебания несущей частоты. При ОФМн отсчетная посылка передается перед началом сеанса связи, которая запоминается параметроном на все время работы. Так как отсчетная посылка, а значит и опорное колебание демодулятора, когерентна ФМн колебанию, то обратная работа этого детектора отсутствует. Тем самым устраняется сдерживающий фактор использования на практике абсолютной ФМн, обеспечивающей максимально возможную помехоустойчивость приема.
В случае коротких сообщений, начинающихся синхроимпульсами (СИ), последние могут выполнять функцию отсчетной посылки прототипа.
Однако в этом случае детектор Пистолькорса с параметроном является неоправданно сложным и дорогостоящим.
Во втором источнике рассмотрен способ старт-стопной корректировки рассогласования фаз специальными импульсами, что можно считать аналогом ПМ.
Основным недостатком прототипа является сложность его схемы и относительно высокая ее стоимость.
Техническим результатом предложения является упрощение и удешевление детектора Пистолькорса с параметроном при исключении его обратной работы.
Сущность данной полезной модели состоит в том, что в демодулятор ФМн на 180° сигналов с синхроимпульсами, состоящий из детектора Пистолькорса (без параметрона) введено устройство, исключающее его обратную работу по известной полярности видеосинхроимпульса. Если полярность СИ обратная известной, то меняется на 180° полярность всей информационной кодограммы, что и исключает обратную работу. Введенные элементы подключаются к выходу детектора и состоят из простейших блоков: двух электронных ключей, двух RS-триггеров, двух аналоговых фазоинвертеров, мультивибратора, счетчика, схемы совпадения, которые не требуют настройки, чем и определяется простота устройства и его дешевизна.
Полезная модель иллюстрируется чертежами.
На фиг.1 представлена схема предлагаемого фазового демодулятора, а на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющая его работу.
Демодулятор состоит из:
1 - линейной части приемника;
2 - системы синхронизации детектора;
3 - фазового детектора;
4, 11 - аналоговых фазоинверторов;
5, 7 - электронных ключей с четырьмя контактами в каждом;
6 - мультивибраторов;
8, 9 - RS триггеров (RST);
10 - счетчика импульсов;
12 - схемы совпадения;
13, 14 - однополупериодных встречно-параллельно включенных выпрямителей с активной нагрузкой.
Выход фазового детектора 3 соединен:
1) со входом контакта в, г ключа 5 через аналоговый фазоинвертор 4;
2) непосредственно со входом контакта а, б ключа 5 и со входами однополупериодных выпрямителей 13, 14.
Выход выпрямителя 13 соединен с управляющим входом контакта а, б через последовательно включенные контакт и, к ключа 7, RS-триггер 8. Выход выпрямителя 14 соединен с управляющим входом контакта в, г через последовательно включенные контакт л, м ключа 7, аналоговый фазоинвертор 11, RS-триггер 9. Управляющий вход контакта и, к соединен с инверсным выходом RST - 9, а управляющий вход контакта л, м соединен с инверсным выходом RST-8. Входы R триггеров 8, 9 соединены с выходом схемы совпадения 12. Ко входам блока 12 подключен мультивибратор 6 через счетчик 10. Питание Е на блоки 6, 10, 12 подается с источника через два параллельных контакта д, е и ж, з ключа 5. Управляющий вход одного из них соединен с прямым выходом RST-8, а управляющий вход другого - с прямым выходом RST-9. Блоки 1, 2, 3 известные, а остальные - введенные.
Перед началом работы все блоки схемы находятся в нулевом состоянии, контакты ключа 5 разомкнуты, а контакты ключа 7 - замкнуты. Синхросигнал кодограммы имеет положительную полярность, хотя можно условиться и на отрицательную.
Работа схемы демодулятора происходит следующим образом.
Радиограмма с антенны А поступает на вход радиоприемника 1, где она усиливается по напряжению, фильтруется и преобразуется по частоте. С выхода блока 1 радиокодограмма поступает на информационный вход фазового детектора 3, на опорный вход которого подается колебание с блока 2. С выхода детектора 3 радиокодограмма, состоящая из разнополярных видеоимпульсов (фиг.2а), поступает: 1) через аналоговый фазоинвертор 4 на контакты в, г ключа 5; 2) непосредственно на контакты а, б ключа 5 и на входы однополупериодных выпрямителей с активной нагрузкой, включенных встречно-параллельно. Для наглядности выпрямители выполнены на диодах. Диод выпрямителя 13 пропускает на свой выход только положительные импульсы видеокодограммы, а диод выпрямителя 14 - только отрицательные. Если кодограмма принята правильно, как на фиг.2а, то СИ пройдет на выход диода выпрямителя 13 раньше, чем отрицательные импульсы кодограммы фиг.2б пройдут на выход диода выпрямителя 14. Этот СИ поступает на S вход RS-триггера 8 через контакт и, к ключа 7, переводя триггер 8 в единичное состояние, отчего контакт а, б ключа 5 замкнется (в, г при этом разомкнут) и кодограмма показанная на фиг.2а, пройдет на выход демодулятора. Теперь на инверсном выходе триггера 8 напряжение равно нулю и контакт л, м ключа 7 разомкнется, оборвав цепь управления контакта в, г ключа 5.
При этом предполагается, что RSТ срабатывает от положительного импульса. В противном случае перед RST 8 надо поставить инвертор 11, изъяв его у RST 9.
Единичный выход RST-8 замыкает контакт д, е ключа 5, и через него подается питание Е на блоки 6, 10, 12. От этого начинает работать мультивибратор 6, генерируя видоимпульсы, которые считает счетчик 10, и по достижению их числа, равного общему числу бит в кодограмме, сработает схема совпадения 12 и ее выходной импульс поступит на R входы RS-триггеров, сбрасывая их в нулевое состояние. С приходом новой кодограммы процесс повторится.
Если же будет иметь место обратная рбота детектора 3, то кодограмма на его выходе будет принята наоборот: нули - единицами, а единицы - нулями. При разнополярных битах положительные импульсы станут отрицательными, а отрицательные - положительными, как показано на фиг.2б. Теперь синхроимпульс имеет отрицательную полярность и он пройдет на выход диода выпрямителя 14 и через контакт л, м на фазоинвертор 11. В блоке 11 он меняет свою отрицательную полярность на положительную, после чего поступает на S вход RST-9. Последний перебрасывается в единичное состояние, отчего на его инверсном выходе напряжение становится равным нулю и контакт и, к ключа 7 размыкается, отключая RST-8 от управляющего входа контакта а, б ключа 5. Одновременно прямой выход RST-9 замыкает контакты в, г (а, б - разомкнут) и контакты ж, з. Кодограмма с выхода блока 3 (фиг.2б) инвертируется в блоке 4 и
правильной (фиг.2а) поступает на выход демодулятора. Через контакт ж, з ключа 5 подается питание Е на блоки 6, 10, 12 и через общее число бит кодограммы импульс с блока 12 поступает на R входы RST-8, 9, сбросив их в нулевое состояние. И так процесс будет повторяться.
Технико-экономическим эффектом данной ПМ является полное устранение обратной работы когерентного детектора ФМн сигналов на 180°, обеспечивая максимально возможную помехоустойчивость приема, в 2 раза большую чем при ОФМн. При этом упрощается и удешевляется аппаратура, т.к. исключается кодер и декодер ОФМн, параметрон со своими вспомогательными элементами.