способ относительной амплитудной демодуляции цифровых сигналов
| Классы МПК: | H03K9/02 импульсов, модулированных по амплитуде |
| Патентообладатель(и): | Постников Владислав Андреевич (RU) |
| Приоритеты: |
подача заявки:
2006-05-29 публикация патента:
27.12.2007 |
Изобретение относится к технике обработки импульсных электрических сигналов и может использоваться в качестве решающего в оконечной цифровой аппаратуре, а также в регенераторах и ретрансляторах, где предусмотрено восстановление первичной видеоимпульсной формы двоичных сигналов. Технический результат заключается в увеличении отношения сигнал/шум. Сущность изобретения сводится к сравнению накопленных в RC-интеграторах уровней соседних битов, а выигрыш в отношении сигнал/шум обусловлен взаимной компенсацией шумов при вычитании в тем большей степени, чем уже полосы пропускания RC-накопителей. При смене полярности посылок на выходе разностного каскада - положительные и отрицательные перепады, при повторении значности посылок действует 2-й компаратор, отключающий выход разностного каскада и подключающий к выходу устройства память последнего опознанного бита. 1 табл.
Формула изобретения
Способ относительной амплитудной демодуляции цифровых сигналов, при котором входное напряжение подключают попеременно, на время 
длительности бита ко входу двух накопительных RC-цепочек, сохраняют накопленный уровень еще на время , в конце каждого интервала производят сравнение накопленных уровней H 1 и H2 в разностном каскаде, причем выходы накопительных RC-цепочек попеременно, через интервал , переключают к инвертирующим и неинвертирующим входам разностного каскада и определяют полярность измеренной разности напряжений (Н1(2)-H2(1) ) в первом компараторе с нулевым порогом, тем самым опознавая сочетания битов 1/0 и 0/1, причем для опознавания значности повторяющихся битов определяют абсолютное значение разности напряжений |H 1(2)-H2(1)| и сравнивают его с порогом 0,5H1(H2) во втором компараторе, который в случае непревышения порога отключает выход первого компаратора, подключая одновременно к выходу устройства запись значности последнего опознанного бита, хранящейся в регистре сдвига.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к технике обработки видеоимпульсных электрических сигналов и может найти применение в измерительной технике, дальней проводной и волоконно-оптической связи, а также в радио- и радиорелейной связи.
Аналогом изобретения может служить способ приема детерминированного сигнала ([1], стр.451, рис.11.3, б), предусматривающий использование согласованного фильтра и порогового устройства.
Прототипом изобретения является «Способ и устройство аналогового выделения и накопления импульсных сигналов» (патент №2212111 от 10.09.03), где, с целью оптимальной свертки псевдослучайной последовательности, измеряют разницу в накопленных на интеграторах за время одного бита ближайших уровнях: (сигнал + помехи) и (помехи) и суммируют полученные на каждом бите перепады уровней. Такая обработка достаточна при известном зондирующем сигнале, формируемом в рефлектометре, для опознавания же последовательности неизвестных битов необходима другая процедура.
Сущность изобретения заключается в сопоставлении, путем вычитания, накопленных на RC-цепочках уровней входного напряжения за время 
текущего бита сигнала и предыдущего бита, запомненного на время . То есть необходимы два накопителя, подключаемые попеременно к входу устройства на время и сохраняющие накопленный (за время ) уровень еще на время . В конце каждого интервала , в промежутке примерно от 0.9 до , происходит сравнение накопленных уровней H 1 и H2 в разностном каскаде Р и определение полярности измеренной разности (H1(2)-H 2(1)) в 1-м компараторе с нулевым порогом.
В простейшем случае, при приеме точек (меандра), достаточно лишь подключать выходы накопителей попеременно, через интервал , к инвертирующим и неинвертирующим входам разностного каскада.
При повторении значности посылок решающее значение имеет первая из повторяемых посылок. Ее опознанная по разности накоплений (H1(2)-H2(1) ) значность распространяется на все остальные. При этом используется различитель повторяемости полярности битов - 2-й компаратор с порогом переключения, равным 0.5H1(H 2), на который подается напряжение, равное |H 1(2)-H2(1)|. При повторении битов 2-й компаратор отключает выход 1-го компаратора, подключая одновременно к выходу устройства запись памяти последнего опознанного бита, хранящейся в регистре сдвига. Порог 0.5Н берется потому, что в среднем число перепадов и повторений одинаково.
Краткая оценка предпочтительности предлагаемого способа.
Найдем отношение сигнал/шум q=ms/ n на выходе RC-накопителя при условии, что на него воздействует прямоугольный импульс амплитуды А o и длительности
в присутствии белого шума с функцией корреляции Здесь ms(t) - среднее значение сигнала,
n(t) - среднеквадратичное значение шума, No -спектральная плотность шума,
(
) - дельта-функция. Тогда
. Полагая
<<1 (при этом exp(-
) 1-
), придем к выражению характерному для оптимального приема (E=A o 2
- энергия импульса).
Считая, что на первом интервале принимается сигнал с шумом, а на 2-м - только шум, причем вход и выход 1-го накопителя на интервале t
2
изолированы от корпуса, получим на выходе разностного каскада q1=
Ao/ (n1-n2). Здесь
2(n1-n 2)=2
n 2(1-R) (см. [1], стр.179), где R=exp(-
), то есть 2(n1-n 2)=
3
2No, a То есть выигрыш в отношении сигнал/шум по сравнению с q растет по мере сужения полосы пропускания фильтра RC, см. таблицу.
| | 0.1 | 0.01 | 0.001 |
| 2.236 | 7.072 | 22.36 |
В такое же число раз уменьшается среднеквадратичное значение шума (n1-n2) и при повторениях значности битов.
Источник информации
1. Тихонов В.И. «Статистическая радиотехника», М., 1966 г.
