Файл: Шляпоберский В.И. Основы техники передачи дискретных сообщений.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 238

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

обеих последовательностей и наличии

между ними сдви­

га по фазе.

 

 

Указанного недостатка не имеют модуляторы

комму­

тационного типа (рис. 4.37а). Такой

модулятор

состоит

из двух счетных триггеров и сумматора по модулю 2, выполняющего роль коммутатора. Рассмотрим работу модулятора, пользуясь временными диаграммами (рис.

4.376). При нахождении триггера

Г 2 в положении 1 сиг­

нал с триггера Ti, управляемого

импульсами удвоенной

несущей частоты, проходит на выход модулятора через

логические

схемы

Л С i и ЛСз. Если

триггер Г 2 перевести

в положение 0,

 

то на

 

 

 

 

выход

модулятора по­

 

 

 

 

ступит

тот

 

же

сигнал,

 

 

 

 

но

в

 

противофазе

 

 

 

 

(сдвиг на 180°). Это

 

 

 

 

свойство схемы

исполь­

 

 

 

 

зуется

для

модуляции

 

 

 

 

выходного

 

сигнала при

 

 

 

 

поступлении

на

вход

 

 

 

 

триггера Т2 управляю- т

 

 

 

щих

 

информационных

 

 

 

 

импульсов.

 

Модулято­

 

 

 

 

ры

 

коммутационного

 

 

 

 

вида

позволяют

реали­

 

 

 

 

зовать

как

однократ­

 

 

 

 

ную,

 

так и многократ­

 

 

 

 

ную ОФМ

 

при любом

 

 

 

 

соотношении фаз несу-

~ 1 1

11~Н |~~| Г~| Г ~ 1 [~1 Г~11~

щей

и модулирующих

J L J

U •

U U U U U

t

частот.

 

 

 

 

 

Рис. 4.38. Кольцевой балансный

 

Д е м о д у л я т О

р Ы

 

( д е т е к т о р ы ) .

 

По-

демодулятор:

 

V

 

 

J5

'

 

 

а) схема; о)

временные диаг-

 

средством

 

фазового де-

р а м м

ы

 

 

модулятора

в

случае

 

 

 

 

когерентного приема определяется разность фаз напол­ няющей сигнал частоты и опорного колебания, выделен­ ного из принимаемого сигнала. Операцию демодуляции можно разбить на две элементарные операции. Первая заключается в определении собственно разности фаз опорного колебания и принимаемого сигнала, а вторая— в опознавании символа, т. е. установлении соответствия между определенной на приеме величиной фазового скач­ ка и переданным символом. В соответствии с этим демо-

229



дуляторы сигналов ОФМ состоят из двух узлов: узла для

определения величины разности фаз и решающего узла.

В одних типах демодуляторов эти узлы явно

выражены,

в других, например при демодуляции методом

однократ­

ной пробы, обе функции выполняет один и тот же узел. Классическим примером построения фазового демо­

дулятора является кольцевой демодулятор (рис. 4.38а), аналогичный рассмотренному выше (см. рис. 4.31). Если •на один из входов схемы подать фазомодулированный сигнал

<оо t + А ф sin (Qi t -р - j -

а на другой опорное напряжение c/o n o p='t/icos(ajo^+<po), то на выходе кольцевой схемы, выполняющей функции перемножителя, получим

 

#вых =U0UiK

COS

 

Д ф sin (£2i t + -~)

— ф0

+

 

 

 

 

 

 

 

+

UQ Ui k cos |^2 co01

+ А ф sin (q.

t - f

+ 9 i . (4.33)

Первое слагаемое в

 

выражении

(4.33)

представляет

собой

полезный

сигнал,

а второе — фазомодулирован­

ный сигнал с удвоенной несущей частотой. После про­ хождения суммарного сигнала через фильтр нижних частот, частота среза которого выбрана из условий по­ давления составляющих с удвоенной несущей частотой, получим выходной сигнал, пропорциональный косинусу разности фаз входных сигналов. Если входные сигналы предварительно ограничить по амплитуде так, чтобы они приобрели прямоугольную форму, то выходной сиг­ нал будет пропорционален разности фаз между обоими сигналами, что обусловлено работой диодов в ключевом режиме. Работу кольцевой схемы в этом режиме пояс­ няют временные диаграммы, представленные на рис. 4.386.

Детектирование предварительно ограниченного сиг­ нала приводит 'к некоторому снижению помехоустойчи­ вости приемника, в результате чего теряется часть ин­ формации полезного сигнала. Несмотря на этот недо­ статок, метод детектирования предварительно ограни­ ченного сигнала находит в последнее время широкое распространение в среднескоростной аппаратуре, кото­ рая реализуется целиком на универсальных логических

230


элементах. Схема демодулятора предварительно ограни­ ченного сигнала и временные диаграммы его работы

представлены

на рис. 4.39.

 

 

 

 

 

 

Описанные схемы демодуляторов позволяют опреде­

лить

точное значение разности фаз

детектируемого

и

Ф

 

 

опорного

колебаний.

Од-

 

 

 

 

 

 

 

 

и„.

УО

 

нако при приеме

дискрет­

 

 

 

ных сигналов обычно тре­

 

уо

 

буется

знание

только

зо­

и,

 

 

ны, в

которой

находится

 

ЪРЫ=Ь

фаза принятого

сигнала.

 

 

Точное

значение

разности

 

 

 

 

 

 

фаз, определенное на при­

 

 

 

еме, зависит не только от

 

 

 

состава

переданной

ин­

 

 

 

формации,

но

и от иска­

 

 

 

жений,

которым

подверг­

J L

Л _ П _ П

га

Рис. 4.39.

 

Фазовый демодулятор

шие.

4.40.

Области

устойчи­

предварительно ограниченного сиг­

вого

приема сигналов одно­

нала:

 

 

кратной

ОФМ

 

 

а) схема;

б) временные диаграм­

 

 

 

 

 

мы

 

 

 

 

 

 

 

ся сигнал

в процессе передачи по каналу связи. Поэтому

вычисленное демодулятором значение

фазы

принятого

сигнала

будет изменяться даже

при

передаче

одной и

той ж е

статической информации. Оно

зависит

от меж­

символьных искажений (влияние соседних

элементов),

наличия и характера шумов в 'момент передачи сигнала, стабильности характеристик канала связи, действий об­ служивающего персонала и ряда других причин, приво­ дящих в конечном итоге к возникновению искажений сигнала на выходе демодулятора. Однако в соответствии с принятым критерием оптимальности (§ 4.2) при одно-

231


кратной ОФМ сигнал со значением

фазового

сдвига

в

пределах ± 9 0 ° должен быть опознан

как сигнал с

фазой

0°, а сигнал со значением

фазового

сдвига

от

90

до

270° — как сигнал с фазой

180°.

 

 

 

 

Таким образом, при изображении сигнала на плоско­ сти (рис. 4.40) в случае однократной ОФМ имеем две полуплоскости, разделенные осью 90—270°. Вектор сиг­ нала, попавший в верхнюю полуплоскость считается соответствующим переданному вектору со значением фазы 0°, а вектор сигнала, попавший в нижнюю полу­ плоскость, воспринимается на приеме как соответствую­ щий фазе 180°

Для принятия решения о переданном сигнале демо­ дуляторы должны иметь пороговое устройство (решаю­ щую схему) . Роль такого устройства в обычном кольце­ вом балансном демодуляторе выполняет усилитель-огра­ ничитель, включаемый после ФНЧ. При этом выходной сигнал ограничителя будет иметь положительное значе­

ние при разности фаз входных сигналов от —90

до

+ 9 0 °

и отрицательное значение, при разности фаз

от

90 до

270°. Следовательно, в классическом .варианте полная схема фазового демодулятора сигналов однократной ФМ должна включать кольцевую схему, фильтр нижних час­ тот и усилитель-ограничитель. В случае ОФМ, при ко­ торой происходит сравнение предыдущей посылки с по­ следующей, демодулятор необходимо дополнить решаю­ щей схемой, состоящей из элемента памяти и перемиожителя знака (сумматор по модулю 2). В элементе па­ мяти осуществляется запоминание предыдущей посылки для последующего знакового ее перемножения с вновь принятой посылкой. Результат перемножения и являет­ ся выходным сигналом приемника (рис. 4.41).

ФД

опор

Рис. 4.41. Структурная схема демодулятора ОФМ сигнала

В случае двухкратной относительной фазовой моду­ ляции ( Д О Ф М ) , при которой число вариантов сигнала равно четырем, для определения значения фазового сдви-

232