RU1830631C - Device for restoration of signal carrier frequency through quadrature on/off keying - Google Patents

Abstract

Устройство содержит 3 фильтра нижних частот 1, 8, 9, 1 генератор, управл емый напр жением 2, 3 блока преобразовани  входного сигнала 3, 4, 5, 2 фазовращател  6, 7, 2 пороговых блока 10, 11, 1 элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12, 1 генератор сигнала 13,1 сумматор 14. 3-1-14-2-3,2-6-4-8-10- 12-13-14. 2-7-5-9-11-12. 2 ил.The device contains 3 low-pass filters 1, 8, 9, 1 generator controlled by voltage 2, 3 of the input signal conversion block 3, 4, 5, 2 phase shifter 6, 7, 2 threshold blocks 10, 11, 1 element EXCLUSIVE OR 12 , 1 signal generator 13.1 adder 14. 3-1-14-2-3,2-6-4-8-10-12-13-14. 2-7-5-9-11-12. 2 ill.

Description

Изобретение относитс  к области радиотехники и может быть использовано в аппаратуре систем св зи с сигналами квадратурной амплитудной манипул ции (КАМ).The invention relates to the field of radio engineering and can be used in the apparatus of communication systems with quadrature amplitude shift keying (QAM) signals.

Целью изобретени   вл етс  повышение помехоустойчивости, путем обнаружени  и устранени  ложных захватов.An object of the invention is to increase noise immunity by detecting and eliminating false captures.

На фиг.1 приведена функциональна  схема предлагаемого устройства, на фиг.2 - дискриминационна  характеристика дл  случа  ансамбл  шестнадцатипозиционной квадратурной амплитудной манипул ции (КАМ-16).Fig. 1 is a functional diagram of the apparatus of the invention; Fig. 2 is a discriminatory characteristic for ensembles of sixteen position quadrature amplitude manipulation (KAM-16).

Устройство длл восстановлени  несущей частоты сигналов квадратурной амплитудной манипул ции содержит первый фильтр нижних частот 1, генератор, управл емый напр жением 2, три блока преобразовани  входного сигнала 3, 4, 5, два фазовращател  6 и 7, второй и третий фильтры нижних частот 8 и 9, первый и второй пороговые блоки 10 и 11, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12, генератор свип сигнала 13 и сумматор 14.The device for recovering the carrier frequency of quadrature amplitude-shift keying signals comprises a first low-pass filter 1, a voltage-controlled oscillator 2, three input signal conversion blocks 3, 4, 5, two phase shifters 6 and 7, a second and third low-pass filters 8 and 9, the first and second threshold blocks 10 and 11, the element EXCLUSIVE OR 12, the sweep signal generator 13 and the adder 14.

Вход устройства соединен с первыми входами первого, второго и третьего блоковThe input of the device is connected to the first inputs of the first, second and third blocks

преобразовани  входного сигнала 3, 4, 5, выходы которых соединены, соответственно , со входами первого, второго и третьего фильтров нижних частот 1, 8 и 9.converting the input signal 3, 4, 5, the outputs of which are connected, respectively, to the inputs of the first, second and third low-pass filters 1, 8 and 9.

Выходы второго и третьего фильтров нижних частот 8 т 9, соответственно, через первый и второй пороговые блоки 10 и 11, соединены со входами элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12, выход которого через генератор свип-сигнала 13 соединен со вторым входом сумматора 14, первый вход которого соединен с выходом первого фильтра нижних частот 1, а выход - со входом генератора , управл емого напр жением 2, выход которого соединен непосредственно со вторым входом первого блока преобразовани  входного сигнала 3 и со вторыми входами второго и третьего блоков преобразовани  входного сигнала 4, 5, через фазовращатели б и 7, соответственно. Выход генератора 2  вл етс  выходом устройства . Каждый из блоков преобразовани  входного сигнала 3, 4, 5, по «сей сущности  вл етс  блоком выработки управл ющего напр жени  дл  петли ФАПЧ путем обработки входного сигнала в полосе модулирующих частот. Дл  частного случа The outputs of the second and third low-pass filters 8 t 9, respectively, through the first and second threshold blocks 10 and 11, are connected to the inputs of the EXCLUSIVE OR 12 element, the output of which through the sweep signal generator 13 is connected to the second input of the adder 14, the first input of which is connected with the output of the first low-pass filter 1, and the output with the input of the generator controlled by voltage 2, the output of which is connected directly to the second input of the first conversion unit of the input signal 3 and to the second inputs of the second and third conversion units input Vani 4, 5, through the phase shifters and 7 b, respectively. The output of generator 2 is the output of the device. Each of the input signal conversion blocks 3, 4, 5, in essence, is a control voltage generating unit for the PLL loop by processing the input signal in the baseband. For a special case

0000

со о оso o oh

Сл)C)

шестнадцати позиционной квадратурной амплитудной манипул ции блоки 3, 4, 5 могут быть выполнены по обычной схеме Кос- таса дл  сигнала ФМ-4.of sixteen position quadrature amplitude manipulation blocks 3, 4, 5 can be performed according to the usual Castas scheme for the FM-4 signal.

Устройство работает следующим образом . Если генератор свип-сигнала 13 не включен, а частотна  расстройка между несущей частотой входного сигнала и восстановленной несущей на выходе генератора 2 отсутствует, дискриминационна  характеристика (зависимость напр жени  на выходе первого фильтра нижних частот 1 от фазовой расстройки р) имеет вид, показанный на фиг,2.The device operates as follows. If the sweep signal generator 13 is not turned on, and there is no frequency mismatch between the carrier frequency of the input signal and the reconstructed carrier at the output of the generator 2, the discriminatory characteristic (the dependence of the voltage at the output of the first low-pass filter 1 on the phase mismatch p) has the form shown in FIG. , 2.

Данна  зависимость S(p) приведена дл  случа  приема сигнала КАМ-16. Точками на оси абсцисс показаны устойчивые положени  схемы фазовой автоподстройки частоты . При этом, точками истинного захвата по фазе  вл ютс  точки - 90°; 0°; +90° и т.д. (в силу квадрантной симметрии ансамбл  КАМ). Во всех случа х захвата управл ющее напр жение на выходе первого фильтра нижних частот будет равно нулю.This dependence S (p) is given for the case of receiving a KAM-16 signal. The dots on the abscissa indicate the stable positions of the phase locked loop. In this case, the points of true phase capture are points - 90 °; 0 °; + 90 °, etc. (due to the quadrant symmetry of the KAM ensemble). In all capture cases, the control voltage at the output of the first lowpass filter will be zero.

Если первый фазовращатель б обеспечивает фазовый сдвиг на угол -а, а второй фазовращатель 7 обеспечивает фазовый сдвиг на угол +«, то всегда можно выбрать такие значени  а, что по значени м напр жений на выходах второго фильтра нижних частот 8 и третьего фильтра нижних частот 9, можно судить,  вл етс  ли захват по фазе истинным или ложным.If the first phase shifter b provides a phase shift by an angle a, and the second phase shifter 7 provides a phase shift by an angle +,, then you can always choose a values such that the voltage values at the outputs of the second low-pass filter 8 and the third low-pass filter 9, it can be judged whether the phase capture is true or false.

Рассмотрим три точки устойчивого захвата: 0 и pi, 02 (две последние точки ложного захвата).Consider three points of stable capture: 0 and pi, 02 (the last two points of false capture).

Обозначим буквами А и В значени  фазовой расстройки (относительно истинной фазы несущей), соответственно, во втором 4 и третьем 5 блоках преобразовани  входного сигнала.Let us denote by letters A and B the values of the phase mismatch (relative to the true phase of the carrier), respectively, in the second 4 and third 5 blocks of the input signal conversion.

Индекс у букв А и В обозначает, в какой точке (0; Oi или 02) находитс  первый блок преобразовани  входного сигнала 3, Во всех случа х принимаем условие:The index at letters A and B indicates at which point (0; Oi or 02) the first block of conversion of the input signal 3 is located. In all cases, we accept the condition:

« IOAI - ЮВ «10°"IOAI - SE" 10 °

Тогда по фиг.2, наход  знаки S(p), соответствующие заданным углам, составим таблицу.Then, in FIG. 2, finding the signs S (p) corresponding to the given angles, we make a table.

Из таблицы видно, что только в точке истинного захвата О знаки напр жений на выходах второго фильтра нижних частот 8 иIt can be seen from the table that only at the point of true capture О are the signs of the voltages at the outputs of the second low-pass filter 8 and

третьего фильтра нижних частот 9 различны .third low-pass filter 9 are different.

В двух других случа х (случа х ложного захвата) на входах элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 формируютс  одинаковые цифровые сигналы, что приводит к по влению на его инверсном выходе сигнала логической единицы, запускающей генератор свип-сигнала 13, который через сумматор 14In two other cases (cases of false capture), the same digital signals are generated at the inputs of the EXCLUSIVE OR 12 element, which leads to the appearance of a logic unit signal on its inverse output, which starts the sweep signal generator 13, which through the adder 14

уводит ГУН 2 из области ложного захвата.removes VCO 2 from the area of false capture.

Таким образом, устройство дл  восстановлени  несущей частоты сигналов КАМ обеспечивает обнаружение и устранение 100% ложных захватов по фазе.Thus, the device for recovering the carrier frequency of the QAM signals provides the detection and elimination of 100% false phase captures.

Claims (1)

Формула изобретени The claims Устройство дл  восстановлени  несущей частоты сигналов квадратурной амплитудной манипул ции, содержащее первый фильтр нижних частот, генератор, управл емый напр жением, два фазовращател , второй и третий фильтры нижних частот, выходы которых подключены к входам соответственно первого и второго пороговых блоков, отличающеес  тем, что, с целью повышени  помехоустойчивости путем обнаружени  и устранени  ложных захватов, введены три блока преобразовани  входного сигнала, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, генератор свип-сигнала и сумматор, первый вход которого подключен к выходу первого фильтра нижних частот, вход которого соединен с выходом первого блока преобразовани  входного сигнала, первый вход которого соединен с первым входом второго блока преобразовани  входного сигнала и с первым входом третьего блока преобразовани  входного сигнала, выходы которых соединены с входами соответственно второго и третьего фильтров нижних частот, причем выходы первого и второго пороговых блоков подключены соответственно к первому и второму входам элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕA device for recovering the carrier frequency of quadrature amplitude-shift keying signals comprising a first low-pass filter, a voltage-controlled oscillator, two phase shifters, a second and third low-pass filters, the outputs of which are connected to the inputs of the first and second threshold blocks, respectively, characterized in that , in order to increase noise immunity by detecting and eliminating false captures, three input signal conversion blocks, an EXCLUSIVE OR element, a sweep signal generator and an adder, were introduced whose input is connected to the output of the first low-pass filter, the input of which is connected to the output of the first input signal conversion unit, the first input of which is connected to the first input of the second input signal conversion unit and to the first input of the third input signal conversion unit, the outputs of which are connected to the inputs, respectively second and third low-pass filters, and the outputs of the first and second threshold blocks are connected respectively to the first and second inputs of the element EXCLUSIVE ИЛИ, выход которого через генератор свип- сигнала соединен с вторым входом сумматора , выход которого через генератор, управл емый напр жением-, соединен с вторым входом первого блока преобразовани OR, the output of which through the sweep generator is connected to the second input of the adder, the output of which through the generator controlled by voltage - is connected to the second input of the first conversion unit входного сигнала и с объединенными входами первого и второго фазовращателей, выходы которых подключены к вторым входам, соответственно второго и третьего блоков преобразовани  входного сигнала.input signal and with combined inputs of the first and second phase shifters, the outputs of which are connected to the second inputs, respectively, of the second and third blocks of the input signal conversion. (Rial(Rial SMSm v7v7