3.1. Цифровой цастотный демодулятор (модем)

Для передачи информации с одного компьютера на другой используют модемы.

1-ый модем включен в режиме передачи (входной сигнал – дискретный, выходной – аналоговый);

2-ой модем включен в режиме приема. Подключение в режимы осуществляется цепями стыка.

U_ЗМ – короткие импульсы, которыми отмечают каждое пересечение сигнала через 0 (значащие моменты).

Для синтеза помехоустойчивого алгоритма приема будем предполагать следующее:

1. При прохождении сигнала через канал связи происходит перераспределение длительности полупериодов;

2. Вся информация заключена в переходах сигнала через «0» («0» - переходах);

3. Измеренную длительность полупериодов можно представить в виде чисел;

4. Алгоритм должен использовать корреляционные связи длительности полупериодов.

Рисунок 3.1.1. – Структура цифрового модема.

У/О – усилитель/ограничитель;

УВНП – устройство выделения «0» - переходов;

ИС – измерительный счетчик;

RG1, RG2, RG3 – параллельные регистры;

ЛЗ – линия задержки;

К1, К2 – коммутаторы 1 и 2;

Σ – сумматор;

ПУ – пороговое устройство;

G – генератор;

УУ – управляющее устройство.

Алгоритм обработки состоит из двух составных частей: асинхронной и синхронной. В асинхронной части происходит преобразование принимаемого сигнала в соответствующие эквивалентные циклы. Для этого сигнал проходит через усилитель/ограничитель с большим коэффициентом усиления. Далее с помощью УВНП производится выделение из принимаемого сигнала всех нулевых пересечений и отметка этих пересечений с помощью коротких стробирующих импульсов. Чем больше временной интервал, тем больше будет число стробирующих импульсов. Выход RG1 – это выход асинхронной части.

Далее производится синхронная обработка с помощью переходов на равномерные отсчеты. Вначале К1 подключает выход RG1 к выходу сумматора, а К2 подключает выход RG2 ко второму выходу сумматора.

Пусть в RG2 хранится результат расчета рекурсивной суммы. Тогда на выходе сумматора появляется Т_Рi+N_i, которое записывается в RG2 (T_Pi – число полупериодов). В следующий момент времени К2 остается в том же положении, выход RG2 подключен ко второму входу сумматора, а К1 подключает выход ЛЗ к первому входу сумматора. Сигналы в ЛЗ переведены в инверсное состояние, следовательно, на этом временном интервале сумматор производит вычитание из рекурсивной суммы сигнала с ЛЗ, задержанного на М тактовых интервалов. На третьем тактовом интервале К2 подключает выход RG3 ко входу сумматора, а К1 вновь подключает выход RG1 на первый вход сумматора. В работу вступает нерекурсивный алгоритм.

Замена рекурсивной суммы значением нерекурсивной суммы происходит после каждых i циклов следующим образом: в первый момент времени К2 подключает выход RG3 ко входу сумматора. К1 подает «0» (отключает выход RG1 и ЛЗ). В результате на выходе сумматора появляется новое значение рекурсивной суммы, которое записывается в RG2. После этого RG3 обнуляется.

На рисунке 3.1.2. приведен алгоритм работы цифрового модема.

Программа

K1. MOV R2, #0

MOV R3, #0

K2. MOV R4, #0

MOV R5, #0

K3. MOV R6, #0

MOV R7, #0

K4. MOV R0, #40

K5. M1: MOV A, R6

K6. ADD A, R0

K7. MOV R7, A

K8. MOV A, R6

K9. CPL A

K10. INC A

K11. MOV R0, A

Рисунок 3.1.2. – Алгоритм работы цифрового модема

K12. MOV A, R2

K13. ADD A, R7

K14. JC M2

K15. INC R3

K16. M2: MOV R2, A

K17. MOV A, R4

K18. ADD A, R6

K19. JC M3

K20. INC R5

K21. MOV R4, A

K22. MOV A, R2

K23. ADD A, #П1

K24. MOV A, R3

K25. ADC A, #П2

K26. OUT 1

K27. INX R0

K28. MOV A, R0

K29. XRL A, #20

K30. JZ M1

K31. MOV R2, R4

K32.MOV R3, R5

K33. MOV R4, #0

K34. MOV R5, #0

K35. MOV R0, #40

JMP M1

Комментарии к алгоритму и программе:

К 1, 2, 3: Первоначальное обнуление рабочих регистров;

К 4: Загрузка адресного регистра R₀ (линия задержки в виде ячеек оперативной памяти, считывание и запись по кругу);

К 5, 6, 7: Расчеты Т_i.

К 8-11: Запись в оперативную память числа «-Т_i»;

К 12-16: Работа рекурсивного алгоритма;

К 17-21: Работа нерекурсивного алгоритма;

К 22-26: Вывод результата демодуляции;

К 27-30: Модификация адреса ячеек оперативной памяти;

К 31-32: Перезагрузка R₁ и R₃ результатами нерекурсивной обработки;

К 33-34: Обнуление рабочих регистров нерекурсивной обработки;

К 35: Загрузка адресного регистра R₀.