41 Радиоприем сигналов квадратурной амплитудной манипуляции. Демодулятор сигнала квадратурной амплитудной манипуляции

На рисунке 8.8 приведена функциональная схема демодулятора 16 – позиционной КАМ. Косинусно-синусный генератор с ФАПЧ вырабатывает две квадратурные компоненты, синхронные соответствующим компонентам несущей входного сигнала.

После их перемножения с входным сигналом и последующей низкочастотной фильтрации получаются сигналы Xdc и Xdc, которые соответствуют сигналам Xc и Xs на выходах формирователя модулирующих сигналов в формирователе сигнала КАМ, но отличаются от них из-за действия помех и неидеальности тракта распространения сигнала. Эти сигналы показаны на временной диаграмме рисунка 8.9.

Блок синхронизации демодулятора вырабатывает последовательность коротких импульсов I, действующих на границах элементарных посылок сигналов Xdc и Xds.

Для повышения помехоустойчивости приема осуществляется интегрирование сигналов Хds и Xdc за время действия элементарной посылки. В момент действия импульса I интегратор обнуляется, а затем осуществляется интегрирование.

Выходной сигнал интегратора в конце интервала интегрирования сравнивается с пороговыми уровнями, соответствующими пороговым уровням, показанными на сигнальном созвездии рисунка 8.10.

Из рисунка 8.10 следует, что биты кодовой комбинации при демодуляции, должны удовлетворять следующим неравенствам:

Этим уравнениям в демодуляторе соответствуют следующие неравенства:

Сформированный квадробит в параллельном коде поступает на вход параллельно последовательного преобразователя. Для работы параллельно-последовательного преобразователя блок синхронизации формирует наряду с последовательностью I₃=I последовательности I₂, I₁, I₀ , сдвинутые относительно I₃ на длительность бита.

При I₃ >0 на выходе преобразователя устанавливается сигнал, соответствующий последовательности Yd3, и остаётся неизменным до появления импульса I₂.

При I₂ >0 на выходе преобразователя устанавливается сигнал, соответствующий последовательности Yd2 и остаётся неизменным до прихода импульса I₁.

Аналогичные процессы происходят при действии импульсов I₁ и I₀. С появлением следующего импульса I₃ процесс повторяется.

42.Радиоприем сигналов частотной манипуляции: структурная электрическая схема и временные диаграммы сигналов тракта приема. Фильтровой частотный детектор

На рисунке 8.11 приведена структурная электрическая схема радиоприемника частотной манипуляции. Приемник состоит из главного тракта приема ГТП, содержащего преселектор, преобразователь частоты и усилитель промежуточной частоты, частотного детектора ЧД, ФНЧ и формирователя выходного сигнала

Рисунок 8.11 - Структурная схема приемника частотной манипуляции

На рисунке 8.12 приведены временные диаграммы сигналов: а – передаваемый первичный сигнал, б – сигнал частотной манипуляции (ЧМн, FSK- Frequency Shift Keying) на выходе передатчика, в – сигнал на входе приемника, г- сигнал на выходе ФНЧ, д – сигнал на выходе формирователя.

Передаваемый сигнал представляет собой последовательность элементарных посылок позитива и негатива длительностью T. Сущность частотной манипуляции состоит в формировании синусоидального колебания частоты позитива при передаче посылки позитива и синусоидального колебания частоты негатива при передаче посылки негатива. Сдвигом частот называется разность частот позитива и негатива

.

Скорость изменения частоты сигнала в процессе манипуляции называется скоростью манипуляции. Скорость манипуляции равна

Период манипуляции составляет 2T, а частота манипуляции равна

Типичный спектр сигнала частотной манипуляции приведен на рисунке 8.13.

В спектре наблюдаются два характерных максимума на частотах позитива и негатива.

На входе приемника действует сигнал, искаженный помехой, поэтому на выходе частотного детектора и ФНЧ сигнал отличается от переданного сигнала в виде последовательности прямоугольных посылок.

Для формирования выходного сигнала используется формирователь элементарных посылок, который вырабатывает постоянное положительное напряжение при положительном входном сигнале и постоянное отрицательное напряжение при отрицательном входном сигнале.

Рисунок 8.12 – Временные диаграммы сигналов ЧМ приемника

Рисунок 8.13 – Спектр сигнала частотной манипуляции

Функциональная схема детектора приведена на рисунке 9.4, а его детекторная характеристика – на рисунке 8.14.

Рисунок 8.14 – Функциональная схема фильтрового частотного детектора

По принципу работы детектор подобен балансному частотному детектору с взаимно расстроенными контурами, но вместо контуров в нем используются два полосовых фильтра: один из них настроен на частоту позитива, а другой на частоту негатива.

Фильтры детектора обеспечивают разделение колебаний частот позитива и негатива. Требование линейности детекторной характеристики к этому детектору не предъявляется.

Рисунок 8.15 – Детекторная характеристика фильтрового частотного детектора