49. Радиоприем сигналов двухпозиционной фазоразностной манипуляции: структурная схема и временные диаграммы сигналов в когерентном демодуляторе.

Когерентный демодулятор сигнала ФРМ

Структурная схема когерентного демодулятора сигнала ФРМ приведена на рисунке 8.38, а рисунок 8.39 поясняет работу демодулятора.

Рисунок 8.38 – Когерентный демодулятор сигнала ФРМ

Устройство формирования опорного напряжения УФОН формирует синусоидальное колебание, синфазное или противофазное посылкам входного сигнала.

Сигнал на выходе фазового детектора, а следовательно, на выходе ФНЧ зависит от разности фаз входного сигнала и опорного напряжения.

Прямоугольные элементарные посылки с выхода формирователя поступают на один их входов перемножителя. На второй вход перемножителя поступает последовательность элементарных посылок, задержанная на время, равное длительности одной элементарной посылки .

Выходной сигнал перемножителя повторяет преданный сигнал, начиная со второй элементарной посылки.

Рисунок 8.39 – Временные диаграммы сигналов в когерентном демодуляторе сигнала ФРМ

Нетрудно убедиться в том, что при опорном колебании, противофазном представленному на рисунке 8.39, результат детектирования окажется таким же.

Достоинством когерентного демодулятора является более высокая помехоустойчивость по сравнению с автокорреляционным. Это объясняется тем, что на один из входов фазового детектора поступает опорное колебание, не искаженное помехами, в отличие от входного сигнала. Недостаток демодулятора – более сложная реализация.

50. Радиоприем сигналов квадратурной фазоразностной манипуляции: структурная схема и временные диаграммы сигналов в демодуляторе.

Квадратурную фазоразностную манипуляцию (DQPSK) называют также двукратной или четырехпозиционной ФРМ. В отличие от двухпозиционной ФРМ с двумя значениями скачков фазы (0⁰ и 180⁰) при квадратурной ФРМ используются четыре варианта скачков фазы: 0⁰, 90⁰, 180⁰, 270⁰. Эти скачки фазы соответствуют четырем возможным комбинациям элементарных посылок, которые имеют место при передаче двух двоичных сигналов X₁ и X₂. Таблица 8.1 задает соответствие скачков фазы комбинациям элементарных посылок.

Таблица 8.1

X1X2	
11	0 0
10	90 0
00	180 0
01	270 0

Особенностью приведенной кодировки (код Грея) является то, что соседним скачкам фазы соответствуют кодовые комбинации, отличающиеся друг от друга только одним битом. Следовательно, если демодулятор не различает два соседних скачка фазы, то ошибка возникает только в одном из двух переданных сигналов.

Формирование и демодуляцию сигнала в этом случае иллюстрирует рисунок 8.40.

Передаваемый информационный сигнал в виде последовательности элементарных посылок разбивается на дибиты. Каждый дибит содержит два смежных бита: нечетный и четный. Эта последовательность дибитов поступает на последовательно – параллельный преобразователь, на двух выходах которого действуют две последовательности элементарных посылок: первая состоит из нечетных битов каждого дибита, а вторая из четных битов.

На рисунке 8.41 приведена структурная схема демодулятора сигнала квадратурной ФРМ

Демодулятор содержит две ветви обработки сигнала, каждая из которых содержит фазовый детектор, ФНЧ и пороговое устройство. Различие состоит в том, что опорные напряжения подаются на фазовые детекторы обеих ветвей со сдвигом на 90 градусов.

Для простоты временные диаграммы рисунка 8.40 построены для идеального случая отсутствия помех. При построении принято, что детекторная характеристика фазового детектора изменяется по закону косинуса. Поэтому при фазовом сдвиге между сигналом и опорным колебанием, равным нулю, напряжение на выходе детектора положительно, при фазовом сдвиге в 180 градусов – отрицательно, а при фазовых сдвигах в 90 и 270 градусов – равно нулю.

Выходные напряжения пороговых устройств поступают на дешифратор, который функционирует согласно следующим соотношениям

,

.

Рисунок 8.40 - Временные диаграммы формирования и демодуляции сигнала

квадратурной (четырехпозиционной) ФРМ

Сигналы дешифратора u_вых1 и u_вых2 подаются на вход параллельно-последовательного преобразователя. Для работы этого преобразователя формируются две последовательности коротких импульсов I₁ и I₂. Период этих последовательностей равен длительности элементарной посылки на входах преобразователя. Импульс последовательности I₁ по времени соответствует серединам элементарных посылок на входах преобразователя. Импульсы поcледовательности I₂ расположены в середине временного интервала между импульсами последовательности I₁.

Рисунок 8.41 - Структурная схема демодулятора сигнала квадратурной

фазоразностной манипуляции

В момент действия импульса I₁ определяется знак напряжений u_вых1 и u_вых2 и формируется постоянный уровень выходного напряжения, соответствующий знаку напряжения u_вых1, и запоминается знак напряжения u_вых2. Уровень выходного напряжения остается неизменным до появления импульса последовательности I₂. С момента появления импульса I₂ формируется постоянный уровень выходного напряжения, соответствующий запомненному знаку напряжения u_вых2. Далее процесс повторяется.