Системы радиосвязи. Тема 3. Основы построения радиоприёмников. Занятие 8

1. СИСТЕМЫ РАДИОСВЯЗИ

Групповое занятие
по учебной дисциплине
СИСТЕМЫ РАДИОСВЯЗИ
ТЕМА 3:
ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ РАДИОПРИЁМНИКОВ
ЗАНЯТИЕ 8:
Частные тракты приема дискретных
радиосигналов

2. УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Частные тракты приема сигналов
амплитудной манипуляции.
2. Частные тракты приема сигналов
частотной манипуляции.
3. Частные тракты приема сигналов
фазовой манипуляции.

3. УЧЕБНАЯ ЛИТЕРАТУРА

основная
Радиоприёмные
устройства: Учебник для
ВУЗов/ Н.Н.Фомин, Н.Н.Буга
и др. Под ред. Н.Н.Фомина
. - М.: Горячая линия Телеком, 2007,
стр. 472 … 478.
Радиоприёмные
устройства: Учебник/ В.Ю.
Бортникер,
П.А. Иванкин, А.А.
Петухов. – СПб: ВАС,
2016, стр. 299…328,
490…507.
Юрченко М.Г., Казанов В.В.
Радиоприёмные устройства: Курс
лекций. В 4-х частях.
Часть 3: Частные тракты приёма
различных видов сигналов.
Орёл: Академия, 2004.

4. УЧЕБНАЯ ЛИТЕРАТУРА

основная
Основы радиосвязи. Пособие в
2-х частях / Г. Я. Кнышук, канд.
техн. наук В. И. Попов, канд. воен.
наук Л. А. Недопекин, П. Г.
Калмыков, С. А. Бобров / Под ред.
канд. техн. наук В. С. Лазоренко. –
Орел: Академия ФСО России,
2005.
Устройства генерирования,
формирования, приема и
обработки сигналов: Учебное
пособие для ВУЗов/ Под ред.
О.В. Головина. - М.: Горячая
линия - Телеком, 2017,
стр. 5…13, 713…715.
Колосовский Е.А. Устройства
приема и обработки сигналов.
Учебное пособие для вузов. –
М.: Горячая линия-Телеком,
2012. – 456 с.: ил.

5. Вопрос 1

Частные тракты приема
сигналов амплитудной
манипуляции

6.

1.1. Виды радиопередач сигналами амплитудной телеграфии
Амплитудная манипуляция – это манипуляция несущей, при
которой изменяемым параметром является амплитуда
колебаний.
Применяются следующие виды излучений при амплитудной манипуляции
Амплитудная телеграфия (АТ) – прерывистое (манипулированное)
излучение колебаний несущей.
А1А, A1B (старое обозначение – A1)
Амплитудная тональная телеграфия (АТТ) – это амплитудная
манипуляция, при которой для улучшения восприятия на слух
на
выходе
приёмника,
несущая
при
формировании
модулируется по амплитуде частотой Fтон.
А2А (старое обозначение – A2)
Разновидности АТТ: А2B, R2A, R2B, H2A, H2B, J2A, J2B

7. Временные характеристики динамических амплитудно-манипулированных сигналов

I вх С t
а)
0
1
0
1
1
1
0
t
I А1
б)
t
I А2
в)
t
Рис. 10.1.3

8.

1.2. Структурная схема тракта приема сигналов АТ (A1A)
от
ОТП
ФСИ
∆Fф
УПЧ
fПЧ
СМ
fПЧ f
ФНЧ
F
Fтон
УЗЧ F
тон
∆Fф=Var
fтг=fпч±Fтон
<Тон>
Рис. 2.9

9. Слуховой прием сигналов A1A методом гетеродиниравания

от
ОТП
ФСИ
∆Fф
УПЧ
fПЧ
СМ
fПЧ f
ФНЧ
F
Fтон
УЗЧ F
тон
∆Fф=Var
fтг=fпч±Fтон
<Тон>
Рис. 2.9

10.

Структурная схема тракта приёма сигналов A1В
ФСИ
fПЧ
от
ОТП
УПЧ
fПЧ
СМ
fПЧ f
F
–
ПУ
F
СУ
F
Выход
fГ
FПП
”Скорость работы”
эл-т
ПДО
G
Fср
”Скорость работы”
fГ = fПЧ ± FТ
Работа
порогового
устройства
UПУ
"1"
Uвх (Uпоследетект )
"0"
Uпоследетект
t

11.

1.3. Структурная схема тракта приёма сигналов АТТ (А2A)
ФСИ
fПЧ
УПЧ
fПЧ
ФНЧ
АД
fПЧ
f
F
УНЧ
F
F
Выход
Рис. 2.6
Недостаток приёмника – широкая полоса УПЧ
и связанная с этим низкая помехоустойчивость.
Достоинство – независимость тона слышимых сигналов
от изменения несущей частоты, что упрощает
управление приёмником.

12.

1.4. Структурная схема тракта приёма сигналов АТТ (А2B)
fПЧ
fПЧ
эл-т
ПДО
АД
УПЧ
ФСИ
fПЧ
f
F
ПУ
F
СУ
F
Выход
Fср
”Скорость работы”
Рис. 2.7
Недостаток приёмника – широкая полоса УПЧ
и связанная с этим низкая помехоустойчивость.

13.

Выводы
Исследования показывают, что при ведении слухового
радиообмена сигналами AT, передаваемыми с использованием кода
Морзе, прием оказывается возможным при весьма низких значениях
отношения сигнал/шум.
(Порядка минус 6 дБ, т. е. в условиях, когда мощность шума превышает мощность
сигнала в четыре раза. Реальные цифры зависят от конкретных условий ведения связи:
наличия или отсутствия замираний, структуры помех – шумовая или синусоидальная, а
также от индивидуальных особенностей слухового аппарата оператора).
Столь высокая помехоустойчивость приема обусловлена рядом
особенностей ведения слухового радиообмена.
Во-первых, код Морзе имеет достаточно высокую избыточность.
Во-вторых, при ведении слухового радиообмена подготовленными операторами
реализуется прием в целом буквы или цифры, а не раздельный прием отдельных
элементов кодовых комбинаций (точек, тире и пауз между ними), образующих
соответствующую букву или цифру. При этом в соответствии с теорией может быть
реализована помехоустойчивость приема, более высокая чем при поэлементном приеме,
который реализуется современной оконечной аппаратурой.
В-третьих, вследствие наличия статистической зависимости значений помех в
различные моменты времени реальные каналы связи (каналы радиосвязи) следует
рассматривать как каналы с памятью. При этом способность слухового аппарата человека
запоминать особенности текущей помеховой обстановки на некоторое время вперед также
позволяет повысить помехоустойчивость приема при передаче сообщений по каналу с
памятью.

14. Вопрос 2

Частные тракты приема
сигналов частотной
манипуляции

15.

2.1. Общие сведения о сигналах частотной манипуляции
Применяются следующие виды излучений при частотной манипуляции
Частотная телеграфия (ЧТ) – это такой вид манипуляции несущей,
при которой частота несущего колебания меняется скачком
на Δfm относительно fн всякий раз при изменении знака
(полярности) посылки первичного сигнала.
F1B-500 (старый ГОСТ – F1-500)
где: 125, 250; 500 … 600 [Гц] - сдвиг частот Δfсдв = |fнаж – fотж| = 2Δfm .
Двойная частотная телеграфия (ДЧТ) – это манипулированное по
частоте колебание, при котором каждой паре посылок
"отжатия" и "нажатия", вырабатываемых двумя независимыми
источниками, ставится в соответствие отрезок гармонических
колебаний, имеющих одно из четырех возможных значений
частоты fА, fБ, fВ, fГ , причем fА < fБ < fВ < fГ .
F7B-125 (старый ГОСТ – F6-125)
где: 125, 250; 500 … 600 [Гц] - сдвиг частот Δfсдв = |fнаж – fотж| = 2Δfm .
Радиоизлучение частотной телеграфии при приёме на слух.
F1A-250

16.

F1B
При приеме радиосигналов с ЧТ с выхода ОТП на вход ЧТП могут
поступить колебания, спектры которых изображены на рисунках
Uвх ЧТП
FМ=1/Т
0
fотж
fнаж
fПЧ
f
1/τ
Uвх ЧТП
0
fотж
fнаж
fПЧ
f
Для демодуляции сигнала ЧТ
необходимо устройство, которое при
воздействии на его вход частоты fотж
формирует на выходе отрицательное
напряжение, а при воздействии
частоты fнаж – положительное.
Uвх ЧТП
∆fсдв
FМ=1/Т
0
ΔFПП fотж
fПЧ
1/τ
fнаж ΔFПП
f

17.

В настоящее время для приема сигналов частотной манипуляции
на практике наиболее широкое применение находят
три основные метода приема:
прием по огибающей (фильтровой метод);
прием по мгновенной частоте (непосредственное
детектирование);
автокорреляционный прием.
При этом все эти разновидности схем обеспечивают получение
примерно одних и тех же значений качественных показателей,
а выбор схемы того или иного вида определяется в первую
очередь спецификой элементной базы и особенностями
технологии производства РПрУ

18.

2.2. ЧТП сигналов F1B использующий метод приёма по огибающей
РФ - 1
f НАЖ , FНАЖ
ШОУ
от
ОТП
ФСИ
Схема
анализа
огиб.
ОА
Схема
сравнения
fпч , Fш
FШ FСП
РФ - 2
f ОТЖ , F ОТЖ
УС
Схема
анализа
огиб.
второе название – фильтровой метод приёма
Схема анализа огибающей
Схема сравнения
Элементы
последетек.
обработки
Амплитудный
детектор
+
UСкорость
вх ЧТП
FСР = var;
-
работы
Элементы
последетек.
обработки
∆fсдв
= var
Скорость работы
FСР =var; =var
“Симметрия”
(Преобладания)UПОР=var
FМ=1/Т
0
fотж
ΔF РФ2 ПП1/τ
ПУ
fПЧ
fнаж
ΔF РФ1 ПП
f
к
ОА

19.

Особенности работы
элементов схемы ШОУ
от ОТП
fПЧ F
ОА
ШФ
УФ
f0 , FШ
f0 , FРФ
fПЧ = f 0
Uвх ЧТП
∆fсдв
FМ=1/Т
0
fотж
fПЧ
1/τ
ΔFШ
fнаж
f

20.

РФ - 1
f НАЖ , FНАЖ
от
ОТП
ФСИ
Схема
анализа
огиб.
ОА
Схема
сравнения
fпч , Fш
FШ FСП
РФ - 2
f ОТЖ , F ОТЖ
Элементы
последетек.
обработки
Скорость работы
FСР = var;
= var
Использование
последетекторной обработки для
повышения качества приема
к
ОА
Схема
анализа
огиб.
Схема сравнения
Схема анализа огибающей
Амплитудный
детектор
УС
+
Скорость работы
FСР =var; =var
Элементы
последетек.
обработки
ПУ
“Симметрия”
(Преобладания)UПОР=var

21.

Схема сравнения
+
Скорость работы
FСР =var; =var
Элементы
последетек.
обработки
ПУ
Работа порогового устройства
“Симметрия”
(Преобладания)UПОР=var
UПУ
"1"
Uвх (Uпоследетект )
"0"
Uпоследетект
t

22.

2.3. ЧТП сигналов F1A
радиоизлучение частотной телеграфии при приёме на слух
ФСИ
fпч
ОА
fпч
fпч ,
Fш
от ОТП
РФ-2
СД
f
f НАЖ ,
FНАЖ
FШ FСП
ФНЧ
Fтон
F
–
ОУ
УЗЧ
Fтон
Выход
fтг
ТГ
fтг = fнаж ± Fтон
F1A
Uвх ЧТП
Uвх ЧТП
∆fсдв
FМ=1/Т
FМ=1/Т
0
fотж
fПЧ
fнаж
f
1/τ
0
Uвх ЧТП
0
fотж
fПЧ
1/τ
fотж
fПЧ
fнаж
ΔFнаж
fнаж
fнаж - fтг = fнаж – (fнаж ± Fтон)= ± Fтон
f
f

23.

2.4. ЧТП сигналов F1B использующий
метод приёма по мгновенной частоте
второе название – метод непосредственного детектирования радиосигнала
ЧД
от
ОТП
сх.
ШОУ
f
F
fПЧ
Элементы
последетек.
обработки
“Скорость работы”
FСР= var; = var
F
ПУ
“Симметрия”
(Преобладания)UПОР=var
УС
к
ОА

24.

ЧД
от
ОТП
сх.
ШОУ
f
F
fПЧ
Элементы
последетек.
обработки
“Скорость работы”
FСР= var; = var
F
ПУ
УС
к
ОА
Работа схемы
“Симметрия”
(Преобладания)UПОР=var
СХ
UОТП
fсдв
fотж
ХД
ЧД
UПУ
fПЧ
fнаж
f
UЧД
"1"
Uвх (UF )
"0"
f0
f
UF
UF
"+"
f
ХД
сигнала
ЧТ
f
"-"

25.

ЧД
от
ОТП
сх.
ШОУ
f
Элементы
последетек.
обработки
F
fПЧ
“Скорость работы”
FСР= var; = var
F
ПУ
“Симметрия”
(Преобладания)UПОР=var
UПУ
"1"
Uвх (UF )
"0"
UF
f
УС
к
ОА
Работа схемы

26.

Выводы
Достоинством приема сигналов ЧТ по мгновенной частоте является
возможность реализовать различие между частотами "нажатия" fнаж
и "отжатия" fотж сколь угодно малым.
Прием сигналов частотной манипуляции по мгновенной частоте позволяет
обрабатывать сигналы с разными значениями Δfсдв: 125, 250; 500 … [Гц],
без изменения структуры тракта (например, без переключения
разделительных фильтров, как при фильтровом приеме).
Недостаток в том, что требуется высокая стабильность нулевой точки ЧД
и настройки приемника.
Помехоустойчивость приема, реализуемая
при приеме по мгновенной частоте, хуже,
чем при приеме по огибающей.
качество
Зависимость вероятности
ошибки от отношения
сигнал/шум при приеме ЧТ

27.

2.5. Автокорреляционный прием
Uвх
Элемент
задержки
t=
U1 (t)
φ1 (t)
ФД
UАК
U2 (t)
φ2 (t)
Установлено, что зависимость
напряжения на выходе АК (UАК)
от частоты гармонических
колебаний, подаваемых на его
вход, имеет вид периодической
функции с периодом :
fпер= 1/τ.
UФД ≡ UАК
f=1/ 2
f=1/
f=3/
0
U AK cos 2 f .
f=2/
f
π = ΔfСДВ

28.

UФД ≡ UАК
f=1/ 2
f=1/
f=3/
0
При заданной величине времени задержки
в элементе задержки значения частот, при
которых на выходе АК имеют место
максимальные значения напряжения UАК,
определяются соотношением:
m
f=2/
f max
f
π = ΔfСДВ
.
Соответственно, для минимальных
значений напряжения UАК:
2m 1
f
min 2 .
Разность значений частот, при которых на выходе схемы имеют место
соседние максимальное и минимальное значения напряжения, определяется
по формуле
1
(8.11)
f f сдв f max f min
2
Поскольку напряжение на выходе АК зависит от частоты колебаний, подаваемых
на его вход, то такая схема может быть использована при принятии решения
о полярности посылок на основе обработки сигнала ЧТ со сдвигом Δfсдв,
передаваемого корреспондентом.
В соответствии с (8.11) для этого
необходимо, чтобы элемент задержки
обеспечивал следующее равенство:
ЧТ
1
.
2 f сдв

29.

Структурная схема ЧТП сигналов F1B,
реализующая автокорреляционный метод
от
ОТП
ПФ1
СМ
Fтр =Var
гетер.
Fг= Var
ПФ2
f ПЧ
ФД
ЛЗ
=V ar
F
ПУ
УС
к
ОА

30.

СМ
от
ОТП Fтр =Var
гетер.
Fг= Var
FПЧ
ФД
ЛЗ
ПУ
УС
к
ОА
Работа схемы
=V ar
Uc
Δfсдв
τ =1/(2Δfсдв)
+U АК
fотж
fнаж
f
fпер =1/τ
f
–UАК
fпер =2Δfсдв

31.

Выводы
Помехоустойчивость приема, реализуемая с помощью
АК, несколько хуже, чем у предыдущих схем приема
по огибающей и по мгновенной частоте.
Однако такая схема позволяет обрабатывать сигналы
ЧТ с различными Δfсдв (для этого следует выбрать
соответствующие τ, значение частоты fг и ширину
полосы пропускания фильтра, включенного на входе).
Это обеспечивает ее широкое применение в технике
радиоприема.
В частности, такие схемы предпочтительно
использовать, когда при реализации ЧТП применяются
элементы цифровой обработки сигналов.

32.

2.6. Частные тракты приема сигналов
двойной частотной телеграфии (ДЧТ)
F7B
Iканал
IIканал
f
–
–
–
+
+
–
+
+
fА
fБ
fВ
fГ
Структурная схема ЧТП
сигналов F7B,
реализующая прием
по огибающей
(фильтровой метод)
РФ - 1
fА , ∆ FА
Схема
анализа
огиб.
Последетекторная
обработка
от
ОТП
ФСИ
fПЧ , ∆ FШ
ОА
fБ , ∆ FБ
Схема
анализа
огиб.
РФ - 3
fВ , ∆ FВ
Схема
анализа
огиб.
РФ - 4
fГ , ∆ FГ
Схема
анализа
огиб.
Схема
сравнения
РФ - 2
ПУ
ПУ
Последетекторная
обработка
УС
УС
к ОУ
Iк
к ОУ
II к

33.

Структурная схема ЧТП сигналов F7B,
реализующая автокорреляционный метод
от ОТП
fПЧ
UФД ≡ UАК
f=1/ 2
ШОУ
ФД1
ПУ
F
Iк ДЧТ
ЛЗ
τ
f=1/
УС
f=3/
0
f=2/
ЛЗ
τ
1
4 f сдв
f
π = ΔfСДВ
к ОУ
к ОУ
ФД2
ПУ
УС
IIк ДЧТ
Iканал
–
–
+
+
IIканал
–
+
–
+
fА
fБ
fВ
fГ
f

34.

Работа схемы
от ОТП
fПЧ F
ШОУ
ФД1
ПУ
УС
к ОУ
Iк ДЧТ
ЛЗ
τ
ЛЗ
τ
1
4 f сдв
к ОУ
ФД2
ПУ
УС
IIк ДЧТ

35.

2.7. Построение ЧТП сигналов F1B
с использованием цифрового демодулятора
Для демодуляции сигнала F1B необходимо устройство, которое при
воздействии на его вход частоты fБ формирует на выходе отрицательное
напряжение, а при воздействии частоты fВ – положительное.
Характеристика цифрового демодулятора Uдем = f(φ) удовлетворяет данному
требованию (рис. 8.12), если задержка по фазе колебаний с частотой fБ(φБ) и
задержка по фазе колебаний с частотой fВ(φВ) будут отличаться на π, т. е.
если Δφ = φВ – φБ = π.
2 f В 3 2 f Б 3 2 f сдв 3
UЦДМ
0
Рис. 10.12
Δφ=π
nπ
φБ ( fБ )
(n+1)π
φВ ( fВ )
N
1
или Fт N 2 f сдв
Fт 2 f сдв
2 Fпч з

36.

UЦДМ
Δφ=π
nπ
0
(n+1)π
φБ ( fБ )
2 Fпч з
φВ ( fВ )
Частный тракт приема сигналов F1B
с использованием цифрового
демодулятора
ЦДМ
СМ
ФСИ
fПЧ
f
ОТП
ФУ
f
fПЧ
FПЧ
fГ
f0
от ОГ
ЦФД-1
УПТ
+
ФНЧ
к ОУ
ЦФД-2
СЧ
Г
ЛЗ
FТ
Следовательно, при приеме ЧТ радиосигналов с различными
частотными сдвигами достаточно изменить длину линии задержки N
или тактовую Fт и соответственно ей промежуточную частоту Fпч,
путем изменения частоты гетеродина и тактовой частоты в
синтезаторе частот (СЧ).

37.

2.8. Особенности построения ЧТП сигналов
двойной частотной телеграфии с использованием ЦДМ
IIканал
–
–
–
+
+
–
+
+
f
fА
fБ
fВ
fГ
Iканал
UЦДМ
Принятый стандарт
манипуляции
сигналов ДЧТ
Δφ=π
φГ
0
UЦДМ
0
φА
φБ
φВ
( fА )
( fБ)
( fВ )
2 Fпч з
( fГ)
Δφ=π
φА φБ φВ φГ
( fА )( fБ) ( fВ ) ( fГ)
Δφ=π/2
2 Fпч з

38.

UЦДМ
φГ
0
φА
φБ
φВ
( fА )
( fБ)
( fВ )
UЦДМ
0
Частный тракт приема сигналов F7B
с использованием цифрового демодулятора
Δφ=π
2 Fпч з
( fГ)
Δφ=π
φА φБ φВ φГ
( fА )( fБ) ( fВ ) ( fГ)
2 Fпч з
ЦДМ
Δφ=π/2
СМ
ФСИ
fПЧ
f
ОТП
ФУ
f
fПЧ
FПЧ
ЦФД-1
от ОГ
СЧ
Г
ФНЧ
к ОУ
ОФТ
ЧТ
ДЧТ IIк
ЦФД-2
fГ
f0
УПТ
+
ЛЗ
FТ
ЦФД-3
ЦФД-4
УПТ
+
ФНЧ
ДЧТ Iк
к ОУ

39.

Параметры цифрового демодулятора для демодуляции
радиосигналов ОФТ
з этг
N
N · з1
Fт
1 2 ·Fпч N · з1
Fпч
1 2 ·Fпч N · з1 2
Fт
4
Fпч 1
N
N
, а Fт 8·Fпч з
Fт 8
Fт Fпч
з эгд
1
N
8·Fпч
, т.е. N
В 8·Fпч
B
Fпч
N ·B
и Fт 8·Fпч N ·В
8
Например: если В = 500 Бод, N = 70, то FПЧ = 4,375 кГц и FТ = 35 кГц.

40.

Выводы
При прохождении сигналов ЧТ и ДЧТ через радиотракт возникает
сопутствующая паразитная амплитудная модуляция, которая устраняется
в приемнике с помощью амплитудного ограничителя.
Амплитудный ограничитель восстанавливает помехоустойчивость заложенную
в сигналы частотной манипуляции.
Демодуляция сигналов ЧТ и ДЧТ осуществляется с помощью фильтрового
метода (прием по огибающей), метода непосредственного детектирования
(прием по мгновенной частоте ) и автокорреляционного метода прима
(использование ФД).
Сигналы с ЧТ и ДЧТ находят широкое применение в военной технике
радиосвязи, поскольку при их использовании обеспечивается достаточно
высокая помехоустойчивость приема при сравнительно простой технической
реализации аппаратуры.
Частные тракты приема сигналов с ЧТ и ДЧТ включаются в состав всех
современных широкодиапазонных универсальных РПрУ.
Использование в ЧТП этих РПрУ элементов цифровой обработки позволяет
значительно упростить их схемы, сделать ЧТП универсальными для приема
различных видов дискретных и цифровых
сигналов
c
различными
параметрами.
Сигналы с угловой манипуляцией имеют повышенную помехоустойчивость
и улучшают работу автоматических регулировок приемника по сравнению
с амплитудной манипуляцией.

41. Вопрос 3

Частные тракты приема
сигналов фазовой
манипуляции.

42.

3.1. Общие сведения о сигналах фазовой манипуляции
Применяются следующие виды излучений при фазовой манипуляции
Фазовая телеграфия (ФТ) – это такой вид манипуляции несущей, при
котором её фаза изменяется на π всякий раз при изменении знака
(полярности) посылки первичного сигнала.
Относительная фазовая телеграфия (ОФТ) – это такой вид манипуляции
несущей, при котором её фаза изменяется на π всякий раз при
изменении знака (полярности) посылки первичного сигнала на
"минус" (0).
G1B – 300 (старый ГОСТ – F9 – 300)
где: 300; 500 [Бод] – скорость телеграфирования.
Двойная относительная фазовая телеграфия
фазовой манипуляции, при котором
вырабатываемых двумя независимыми
соответствие одна из четырёх возможных
0; π/2; -π/2; π.
(ДОФТ) – это такой вид
каждой паре посылок,
источниками, ставится в
реализаций фазы сигнала:
G7B – 300
где: 300; 500 [Бод] – скорость телеграфирования.

43.

Из рассмотренных эпюр сигналов ОФТ следует правило их приема:
если фазы данной и предшествующей посылки
не совпадают, то на выходе ЧТП (демодулятора)
должна образовываться посылка "минус" ("0");
в противном случае (при одинаковых фазах) –
посылка "плюс" ("1").
Принятие решения о знаке посылки на выходе
демодулятора зависит от способа регистрации,
определяемого методами приема сигналов ОФТ
в радиоприемнике.
При реализации ЧТП сигналов ОФТ на практике наиболее широко
применяются два метода приема:
сравнения полярностей (метод когерентного приема);
сравнения фаз (автокорреляционный метод).

44. Приём сообщений ФТ

Структура оптимального приемника сигналов ФТ
Приём сигналов ФТ с использованием опорных колебаний

45.

Для принятия решения о полярности посылок перекодированного
сигнала используется одна из схем приема сигналов ФТ.
Эти схемы отличаются, главным образом, принципом
формирования опорного колебания для фазового детектора.
Принципы формирования опорного колебания:
формирование опорного колебания из принимаемого сигнала
(схема А. А. Пистолькорса);
получение опорного напряжения от местного гетеродина, фаза
которого корректируется сигналом ФТ (схема В. И. Сифорова).

46.

Схема формирования опорного колебания А. А. Пистолькорса
от
ФСИ
fПЧ = fc
2
ФВЧ 1
(2fс )
2fc
:2
ФВЧ 2
( fс )
fc
ФВ
fс= f ФОК
к ФД
Если на входе умножителя были колебания:
uс U m c cos ct , uс U m c cos ct ,
то после умножения на два
uс U m c cos 2 ct , uс U m c cos 2 ct 2 U m c cos 2 ct .

47.

Схема формирования опорного колебания В. И. Сифорова
fгмн= f ФОК
от
ФСИ
fПЧ = fc
2
ФВЧ 1
(2fс )
2fc
ФД
ФНЧ
(АПЧ)
к ФД
Генератор
местной
несущей
2fc
ФВЧ 1
(2fс )
2
Заметим, что в принципе возможны и другие схемы формирования
опорных колебаний. Однако все они не решают вопроса об
исключении обратной работы как основного недостатка,
свойственного приему сигналов ФТ.
Поэтому формирование опорных колебаний с использованием
различных схем находит применение в технике радиосвязи,
но не при работе сигналами ФТ, а, главным образом, при работе
сигналами относительной фазовой телеграфии (ОФТ) или двойной
(двухканальной) относительной фазовой телеграфии (ДОФТ).

48.

3.2. ЧТП сигналов G1B использующий
метод приёма сравнения полярностей
I этап обработки
ОА
от ОТП
fПЧ F
f0 , FШ
II этап обработки
ФСИ
f0 , FСП
ФД
ПУ
ССП
fПЧ = f 0
ФОК
Рис. 9.2
ЛЗ
τ=Τ
УС
к ОУ

49.

UФД
-4π
-2π
-3π
∆φ
2π
-π
0
π
Характеристика
детектирования ФД
3π
I этап обработки
ОА
от ОТП
fПЧ
Характеристика
порогового устройства
F
f0 , FШ
II этап обработки
ФСИ
f0 , FСП
ФД
ПУ
ССП
УС
к ОУ
fПЧ = f 0
ФОК
ЛЗ
τ=Τ
Рис. 9.2
Требования к пороговому устройству:
минимальная зона нечувствительности (неопределенности);
UПУ
обеспечение достаточно
стабильного порога срабатывания;
Uвх (U ФД )
большой динамический диапазон
принятия решения (или большая зона
чувствительности) для каждого
порога.

50.

I этап обработки
ОА
от ОТП
fПЧ F
f0 , FШ
II этап обработки
ФСИ
f0 , FСП
ФД
ПУ
ССП
УС
к ОУ
fПЧ = f 0
ФОК
Рис. 9.2
ЛЗ
τ=Τ
Работа порогового устройства
UПУ
"1"
Uвх (U ФД )
"0"
∆φ
2π
π
UФД
0
-π
-2π

51. Формирование сигнала ОФТ методом ФТ

I этап обработки
ОА
от ОТП
fПЧ F
f0 , FШ
II этап обработки
ФСИ
f0 , FСП
ФД
ПУ
ССП
УС
к ОУ
fПЧ = f 0
ФОК
ЛЗ
τ=Τ
Таблица 8.1
Рис. 9.2
Uвх.1 (ССП)
Uвх.2
Uвых (ССП)
(ССП)
1
1
1
1
0
0
0
1
0
0
0
1
Формирование сигнала ОФТ методом ФТ
U f t
а)
0
1
0
0
1
0
0
0
1
1
1
t
U ОФТ
t
б)
U F t
Перекодирование
0
в)
0
1
0
0
1
0
1
1
1
1
t

52.

3.3. ЧТП сигналов G1B использующий
метод сравнения фаз
(автокорреляционный метод)
ОА
от ОТП
ФСИ
f0 , FШ
fПЧ F
f0 , FСП
ФД
ПУ
УС
к ОУ
fПЧ = f 0
ЛЗ
τ=Τ
UФД
Е
∆φ
π
0
π/2
2π
На характеристике детектирования
значения по оси абсцисс
определяются по формуле:
2 1 2 f пч (t0 з ).

53.

Вариант формирования сигнала ДОФТ (G7B)
3.4. Частные тракты приема сигналов двойной (двухканальной)
относительной фазовой телеграфии (ДОФТ: G7B)
Iк
II к
∆φ
1
1
0
1
0
π/2
0
1
0
0
0
/2
/ 2
3π/2 (-π/2)
π

54.

Структура ЧТП сигналов ДОФТ (G7B)
(метод сравнения фаз)
от ОТП
fПЧ F
ПУ
ФД1
ШОУ
УС
к ОУ
Iк
ЛЗ
τ=T
ФВ
π/4
ФВ
π/2
Значение разности фаз ДОФТ
к ОУ
ПУ
ФД2
УС
Решение на выходе ЧТП в:
∆φ
Iк
II к
0
1
1
π/2
1
0
3π/2
0
1
π
0
0
II к

55.

3.5. Пути повышения помехоустойчивости приема сигналов ОФТ
1. Применение метода сравнения полярностей

56.

2. Обеспечение достаточно высокой точности совпадения значений
частоты настройки РПрУ и значение несущей частоты принимаемого
сигнала.
Для правильной регистрации посылки
необходимо выполнить высокие
требования к относительной
нестабильности частоты настройки
приемника:
f
1
.
f 0 4 f 0 и
(8.7)
3. Из неравенства (8.7) следует, что на данной частоте требования
к стабильности тем менее жесткие, чем короче посылки,
т. е. чем выше скорость телеграфирования:
B 1/ и .
4. Применение на входе ЧТП схем ШОУ –
схем защиты от импульсных помех.
ОА
ШФ
УФ
от ОТП
f0 , FШ
f0 , FСП
fПЧ F
fПЧ = f 0

57.

3.6. Построение ЧТП сигналов G1B
с использованием цифрового демодулятора
ЦФД-1
φ
U1
UД1
УПТ
+
ФУ
FПЧ
U2
ЦФД-2
φ
U1
∆φ=π/2
UД2
–
UЦДМ
к
ФНЧ
U2
ЛЗ
FТ
Структурная схема цифрового демодулятора

58.

φ
U1
UД1
УПТ
+
ФУ
FПЧ
U2
τИ
U1
ЦФД-1
ЦФД-2
φ
U1
∆φ=π/2
UД2
–
UЦДМ
к
ФНЧ
0
U2
U2
τ3
t
а
ЛЗ
FТ
0
UФД
0
UФД
0
UЦДМ
π
2π
3π
г
4π
UФД2
5π
φ=2πτ3FПЧ
6π
φ
UЦДМ=UФД1-UФД2
φ=2πτ3FПЧ
π
2π
3π
4π
д
Рис.8.12
UФД
t
в
UФД1
0
t
б
5π
6π
φ

59.

2.3.
Частный тракт приема сигналов ДОФТ (G7B)
с использованием цифрового демодулятора
UЦДМ
∆φ
-2π
∆φ
Iк
II к
0
1
1
π/2
1
0
3π/2
0
1
π
0
0
-π
π
0
3π
2π
4π
UЦДМ (для II к)
1
1
π/2
0
∆φ
π
3π/2
0
2π
0
UЦДМ
1
0
1
π/2
∆φ
π
3π/2
0
0
2π

60.

Частный тракт приема сигналов ДОФТ (G7B)
с использованием цифрового демодулятора
UЦДМ
1
ЦДМ
СМ
ФСИ
fПЧ
f
ОТП
ФУ
f
fПЧ
FПЧ
II к
0
1
1
π/2
1
0
3π/2
0
1
π
0
0
2π
0
к ОУ
ЦФД-2
ДОФТ I к
UЦДМ (для II к)
ЛЗ
FТ
Iк
3π/2
ФНЧ
УПТ
+
Г
∆φ
π
0
СЧ
от ОГ
∆φ
π/2
0
ЦФД-1
fГ
f0
1
1
1
0
π/2
0
ЦФД-4
3π/2
2π
0
ДОФТ IIк
ЦФД-3
π
∆φ
УПТ
+
ФНЧ
к ОУ

61.

∆φ
Iк
II к
0
1
1
π/2
1
0
3π/2
0
1
π
0
0
UЦДМ (для II к)
1
UЦДМ
1
0
π/2
0
π
∆φ
3π/2
0
2π
1
0
1
π/2
∆φ
π
3π/2
0
0
2π

62.

Выводы
В приемниках ФТ используется синхронное детектирование посылок
фазовым детектором, для работы которого необходимо опорное
напряжение, формируемое из принимаемого ФМ-сигнала с помощью
схемы ФОК.
Демодуляция сигналов ФТ и ОФТ осуществляется с помощью
метода сравнения полярностей (когерентный прием) и метода
сравнения фаз (автокорреляционный прием).
Основной недостаток ФТ – возникновение «негативной работы»
(обратной работы) – устраняется в системе ОФТ.
ЧТП сигналов с ОФТ и ДОФТ включаются в состав всех
современных широкодиапазонных профессиональных РПрУ.
Использование в ЧТП этих РПрУ элементов цифровой обработки
позволяет значительно упростить их схемы, сделать ЧТП
универсальными для приема различных видов дискретных и
цифровых сигналов c различными параметрами.
При прохождении сигнала ФТ через радиотракт переходные
процессы приводят к двум видам искажений сигнала: к провалу
огибающей и к сдвигу (запаздыванию) момента скачка фазы.

63.

Искажения формы радиоимпульса в радиотракте
Рис. 10.15
Искажения формы радиоимпульса связаны
с ограничением полосы пропускания
радиотракта (рис. 10.15). Искажения
характеризуются временем запаздывания t3,
временем нарастания tн, временем спада tСП,
а также максимальным выбросом δ.
Изменения передних и задних фронтов
могут привести к наложению отдельных
посылок друг на друга и возникновению
межсимвольных искажений

64.

Искажения при приеме сигналов ФТ
UВХ
а
t
t0
UВЫХ1
б
t0
UВЫХ2
в
U ВЫХ
t=t1
t
При прохождении сигнала ФТ
через радиотракт переходные
процессы приводят к двум видам
искажений сигнала:
к сдвигу (запаздыванию)
момента скачка фазы;
к провалу огибающей.
t0
t
t=t1
г
t
t0 t=t1

65. Задание на самоподготовку

Рекомендуемая
литература
1.
Изучить материал занятия по рекомендуемой литературе
и дополнить конспект.
Радиоприемные устройства: Учебник/ В.Ю. Бортникер,
П.А. Иванкин, А.А. Петухов. – СПб: ВАС, 2005, стр. 384…411.
Юрченко М.Г., Казанов В.В. Радиоприёмные устройства: Курс лекций. В 4-х частях.
Часть 3: Частные тракты приёма различных видов сигналов.Орёл: Академия, 2004,
стр. 111 … 153.
Колосовский Е.А. Устройства приема и обработки сигналов. Учебное пос. для вузов.
– М.: Горячая линия-Телеком, 2007, стр. 385…405.
Румянцев К.Е. Приём и обработка сигналов: сборник задач и упражнений:
уч. пособие для вузов - М.: Издательский центр "Академия", 2006, стр. 107 … 200.
2.
Подготовить ответы на контрольные вопросы
из курса лекций (часть 3, стр. стр. 133, 153).
3.
Подготовиться к письменной работе по материалу
занятия.
(список примерных вопросов направленцам уточнить у преподавателя)

66. Конец занятия