Квадратурная амплитудная модуляция, страница 4

Данный принцип регулировки реализован в схеме, изображенной на рис. 20.7, следующим образом. В блоке определения знака (sign) определяется знак напряжения I₁(t). Если I₁(t) > 0, то на выходе этого блока вырабатывается сигнал +1, если I₁(t) < 0, то вырабатывается сигнал -1. Напряжение Q₁(t) задерживается в блоке задержки (З) на определенный интервал времени Т_З. Далее, в блоке вычитания (-) определяется разность текущего и задержанного сигналов Q₁(t). Эта разность умножается на сигналы +1 или -1 с выхода блока (sign). Получившийся результат подается на интегратор (ФНЧ), выходное напряжение которого управляет перестройкой частоты ГУН.

Если в результате подстройки частоты стали близки, разность Q₁(t₂) - Q₁(t₁) → 0 и напряжение на выходе интегратора перестает изменяться, это свидетельствует о том, что ГУН подстроился.

Постоянная интегрирования T_U должна выбираться по следующему правилу. Присутствие амплитудно-фазовой манипуляции во входном сигнале осложняет процесс подстройки. Однако, если все М состояний равновероятны, то из-за присутствия манипуляции возникающие ошибки будут с равной вероятностью иметь как положительное, так и отрицательное значения. Средняя величина ошибок в обе стороны будет также одинакова. Поэтому при соответствующем времени усреднения, влияние амплитудно-фазовой манипуляции можно свести до требуемого малого уровня. При этом роль усреднителя может выполнять тот же интегратор. Чем больше T_U, тем меньше остаточный уровень влияния ошибок.

При выборе величины задержки Т_З необходимо руководствоваться следующим: чем больше Т_З, тем быстрее происходит процесс настройки. Однако при этом увеличивается число ситуаций, когда оба сравниваемых положения вектора А, приходятся на разные полуплоскости. Эти ситуации приводят к ошибкам, однако такие ошибки неопасны, так как их сопровождает другая ошибка при следующем переходе обратно. Обе ошибки противоположного знака и одинаковой величины, поэтому при усреднении нейтрализуются.

Однако подобные ситуации не приносят полезной информации, при больших Т_З их становится больше и эффективность измерения уменьшается. При сокращении Т_З скорость настройки падает, зато увеличивается точность настройки. Однако, когда величина разности частот будет стремиться к нулю, разность Q₁(t₂) - Q₁(t₁) станет очень малой и может оказаться соизмеримой с уровнем внутренних шумов.

Для подстройки также можно использовать разность сигналов I₁(t₂) - I₁(t₁), а знак определять по напряжению Q₁(t). Все свойства схемы для такого варианта остаются такими же.

В идеальном случае в результате подстройки ГУН вектор А останавливается в каком-либо случайном положении. Для устранения этого случайного постоянного фазового сдвига ψ использован следующий блок. В его функции входит такое изменение сигналов I₁(t), Q₁(t), чтобы «созвездие» информационных состояний не было повернуто относительно осей ОX, OY на угол ψ, а располагалось по одному из вариантов, показанных на рис. 20.5, а-г.

Структурная схема блока подстройки фазы приведена на рис. 20.9.

Когда разность частот ликвидирована, то согласно формулам (5) сигналы I₁ и Q₁ будут определяться как

,

.

Рис. 20.9. Блок подстройки фазы приёмника сигналов КАМ

Эти сигналы в перемножителях (X) умножаются на напряжения, пропорциональные cosα и sinα. Формирование величины α рассмотрим ниже.

Из результатов перемножения с помощью сложения в Σ и вычитания в (-) формируются выходные напряжения этого блока I₂ и Q₂.

Таким образом, изменяя величину α, можно «вращать» целиком все созвездие из М информационных состояний относительно центра координат, обеспечивая присутствие только составляющих A_S или A_C в выходных сигналах.

Поскольку никаких «меток» в информационный сигнал не помещалось, то единственным указателем, что квадрат созвездия повернулся правильно относительно координатных осей, служит его симметричное положение, т.е. когда стороны квадрата параллельны координатным осям, как показано на рис. 20.10, а, в отличие от неправильного промежуточного положения, показанного на рис. 20.10, б.

а)                                   б)