Основы микропроцессорной реализации демодуляторов УПС.

Структурная схема демодулятора, реализованного на базе микропроцессора, изображена на рис. 6.58. Она отличается от схемы модулятора внешними устройствами. Устройством ввода в демодуляторе является аналого-цифровой преобразователь (АЦП), который одновременно выполняет две функции: во-первых, определяет спектральные коэффициенты сигнала в базисе сдвинутых во времени прямоугольных импульсов, т. е. определяет временные отсчеты входного сигнала и, во-вторых, представляет их в форме двоичных чисел, реализуя при этом операции усечения или округления до заданного количества разрядов

Демодулятор работает следующим образом. Отсчеты входного сигнала, являющиеся спектральными коэффициентами сигнала в базисе сдвинутых во времени импульсов, в виде двоичных чисел с выхода АЦП через шину ввода-вывода поступают последовательно во времени в память микропроцессора. Управляющая программа микропроцессора демодулятора производит обработку коэффициентов входного сигнала с целью определения значения информационного элемента, переданного сигналом Далее информационный элемент через устройство вывода передается получателю сообщения.

В качестве примера рассмотрим один из возможных вариантов алгоритма управляющей программы микропроцессора демодулятора, реализующего прием сигналов с однократной ОФМ методом сравнения фаз (автокорреляционный прием). Суть этого метода приема заключается в сравнении фаз принятого и предыдущего элементов сигнала, хранимого в памяти демодулятора. Если принятый и задержанный элементы сигнала имеют одинаковые начальные фазы, то это означает, что принятый сигнал соответствует символу «1». В противном случае символу

Так как принимаемые сигналы отображаются в АЦП совокупностью спектральных коэффициентов представляющих собой временные отсчеты сигналов, то сравнение сигналов в микропроцессоре будет осуществляться сравнением их временных отсчетов.

Рис. 6.59. Структурная схема программы микропроцессора, реализующего функции демодулятора

Эту операцию сравнения и вынесения решения о принятом информационном элементе можно записать следующим образом:

В этом выражении обозначают отсчеты принятого элемента сигнала, а — отсчеты предыдущего элемента сигнала.

При одинаковых фазах имеют одинаковые знаки, поэтому При противоположных начальных фазах имеют противоположные знаки, следовательно, .

На рис. 6.59 изображена структурная схема управляющей программы микропроцессора демодулятора. Программа работает таким образом. Вначале обнуляется исходное значение R с тем, чтобы в дальнейшем удобно было реализовать операцию накопления суммы (6.36) с помощью выражения

В следующем операторе задается номер первого отсчета входного сигнала. После этого начинается подготова к вычислению (6.36). Из АЦП и памяти в процессор пересылаются соответственно значения Процессор вычисляет первое произведение Далее отсчет замещает в памяти отсчет Вследствие этого он может быть использован в дальнейшем (на последующем единичном интервале) в качестве первого отсчета предыдущего сигнала.

Следующий оператор увеличивает на единицу номер отсчета принимаемого сигнала. Условный оператор 8 проверяет, закончено ли накопление всех произведений . Если нет, то управление последовательно передается операторам 3 и 4, которые пересылают из АЦП и из памяти в процессор вторые спектральные отсчеты и т. д. Если же расчет величины R в соответствии с (6.36) закончен, то выполняется условный оператор 9. При этом по значению R в блоках 10 и 11 выносится решение о принятом информационном элементе. После этого значение информационного элемента передается через устройство вывода к получателю сообщения. Далее в блоке 13 проверяется наличие в АЦП отсчетов сигнала передающей стороны. Если прием продолжается, то управление передается в начало программы.

При рассмотрении данного примера предполагалось, что процессор работает синхронизированно с модулятором передающей стороны.

При наличии у микропроцессора достаточного быстродействия синхронизацию демодулятора можно осуществить, дополнив его программу программой работы системы синхронизации.

В заключение следует отметить, что в настоящее время цифровое представление и обработка сигналов широко используются также при решении задач фильтрации, компенсации межсимвольных искажений и т. п.