[其他]角度调制载波信号恢复时钟信号装置

说明书

一个从具有调制指数ｍ＝０．５的角度调制载波信号恢复频率１／Ｔ的时钟信号装置，包括一倍频器，一从倍频信号发生时钟信号分量的电路，一选择发生的时钟信号分量的时钟滤波器和一产生时钟脉冲信号的脉冲形成器。倍频器包括一硬的限制器，一联到限制器的第一通带滤波器，一联到限制器和第一通带滤波器的平衡调制器，及第二通带滤波器，发生电路包括一变频器，一带阻滤波器，及一连接到带阻滤波器的方波形成电路。

本发明涉及一种用于从角度调制的载波信号恢复接收机中的时钟信号的装置，此角度调制的载波信号具有响应于给定时钟频率1/T的数据信号而产生的载频f_c和调制指数m＝0.5。该装置包括一个上述的已调信号倍频用的倍频器;一个用于从倍频的已调信号产生时钟频率1/T的信号分量的发生电路;一个用于选择产生的时钟信号分量的时钟滤波器;以及一个用于响应选择的信号分量而产生时钟脉冲信号的脉冲形成器。

德布达（De Buda）在1972年6月的（美国）电机与电子工程师学会通信学报的通信类20卷3期第429-435页上，关于快速频移键控的文章中叙述了这种装置（参看图4）。具有调制指数m＝0.5的快速频移键控信号本身的功率密度谱只有连续的信号传递分量，但倍频作用提供了一个调制指数m＝1的快速频移键控信号，它既包括连续的信号传递分量，也包括频率为2f_c-1/（2T）和2f_c+1/（2T）的离散分量。现有技术的装置利用了后者的因素以产生一时钟频率1/T的信号分量。该信号分量是通过借助于窄通带滤波器在发生电路中选择这两个离散的分量，在一混频电路中彼此叠加这二个选择的离散分量，然后借助于一低通滤波器从混频结果的和频4f_c中分离出差频1/T而产生的。用这种简单的方法，时钟和载波信号参考可以从接收到的快速频移键控信号本身恢复，并且这些参考借助于正交相干解调和同步数据符号检波和再生，能用于数据信号的最佳检波。从要求这些参考为恒幅的观点，现有技术装置中的窄通带滤波器是以一个锁相环（PLL）的形式实现的。

这一现有技术的恢复时钟和载波信号参考的方法，特别适用于数据信号是连续地发送，或至少是在一较长时间间隔内是连续地发送的应用场合，但这种方法不太适于数据信号在相对比较短的时间间隔内发送的无线电通信系统中应用，诸如在时分多址联接（TDMA）或跳频（FH）的系统中，并且接收机必须在这已经很短的时间间隔的很小的起始部分前沿，在适当的频率和以正确的相位来恢复参考，因为在已获得正确相位之前不可能可靠地完成相干解调或同步符号检波。已知的装置之所以不太适用于参考相位的快速获取的理由是：在接收机的中频段通常选择为频率范围从几百千赫至大约10兆赫，以及数据信号的时钟频率1/T的通常值不大于几十千赫的情况下，从由倍频所得的频移键控信号中选择这二个离散分量需要二个在这个中频范围内的很窄的带通滤波器，因为它们的中心频率只差一个等于时钟频率1/T的量。用一个很窄的通带滤波器，不仅需要十分精确的调谐，而且随之而来的是延缓了获取正确参考相位，当这种窄带通滤波器如现有技术装置中是以一个锁相环来实现时，这最后提及的问题还要进一步恶化，因为当初始相位误差很接近于相位检波器特性曲线的不稳定的零值，因而相位检波器输出信号很小时，锁相环可能在一个延长时间内定位在不正确的相位上。快速捕获载波相位的问题可以通过使用一个非相干解调器，如鉴频器来克服，但快速捕获时钟相位的问题仍然存在。

虽然就快速频移键控信号叙述了上述的问题，但它们存在于非常一般的方法中。更特别的是那种产生到了一个具有调制指数m＝0.5和恒幅的角度调制载波信号的那样一类调制方法。这类恒包络调制方法对于在无线电通信系统中应用是特别有吸引力的，因为他们经济地应用了有效的带宽和借助于具有非线性振幅传递函数的电路元件而获得的高功率效率的适应性。这类调制方法的已知代表是平滑频率调制（Tamed Frequency Modulation）、高斯最小漂移键控和通用平滑频率调制。这些已分别在1978年5月的电机与电子工程师学会通信学报，通信类26卷第5期的534～542页上，和1981年7月的通讯类29卷第7期的1044～1050页上，以及菲利浦研究通报的1982年的37卷第4期的165～177页上叙述了。