Устройство для формирования сигналов с минимальной частотной манипуляцией Российский патент 2022 года по МПК H04L27/12 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для формирования сигналов с минимальной частотной манипуляцией в системах передачи дискретной информации.

Уровень техники

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для формирования сигналов с минимальной частотной манипуляцией (частотный манипулятор), содержащий первый и второй задающие генераторы, выходы которых подключены к информационным входам соответственно первого и второго фазовых манипуляторов (переключателей фаз) и соответственно к первому и второму входам первого смесителя, выход которого соединен через формирователь тактовых импульсов (удвоитель частоты) с входом элемента задержки и с управляющим входом синхронизатора, информационный вход которого является входом устройства, а выход подключен к управляющему входу переключателя частот, выход которого является выходом устройства, а первый и второй информационные входы соединены с выходами соответственно первого и второго фазовых манипуляторов, управляющие входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго триггеров, счетные входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго элементов И, первый вход второго элемента И подключен к выходу синхронизатора и через инвертор к первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен со вторым входом второго элемента И и с выходом элемента задержки [1].

Известное устройство для формирования сигналов с минимальной частотной манипуляцией (частотный манипулятор) позволяет формировать сигналы с минимальной частотной манипуляцией (частотно-манипулированные сигналы с индексом модуляции D=0,5 и без разрыва фазы). Однако известное устройство для формирования сигналов с минимальной частотной манипуляцией правильно работает лишь при условии совпадения начальных состояний первого и второго триггеров в момент совпадения фаз колебаний, формируемых первым и вторым задающими генераторами. При этом технические средства для обеспечения указанного условия отсутствуют и поэтому возможны разрывы фазы формируемого сигнала. Следовательно, недостатком известного устройства для формирования сигналов с минимальной частотной манипуляцией является низкая надежность.

Технический результат состоит в повышении надежности работы устройства для формирования сигналов с минимальной частотной манипуляцией за счет гарантированного исключения разрывов фазы формируемого сигнала.

Раскрытие сущности изобретения

Для достижения указанного технического результата в устройство для формирования сигналов с минимальной частотной манипуляцией, содержащее первый и второй задающие генераторы, выходы которых подключены к информационным входам соответственно первого и второго фазовых манипуляторов и соответственно к первому и второму входам первого смесителя, выход которого соединен через формирователь тактовых импульсов (удвоитель частоты) с входом элемента задержки и с управляющим входом синхронизатора, информационный вход которого является входом устройства, а выход подключен к управляющему входу переключателя частот, выход которого является выходом устройства, а первый и второй информационные входы соединены с выходами соответственно первого и второго фазовых манипуляторов, управляющие входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго триггеров, счетные входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго элементов И, первый вход второго элемента И подключен к выходу синхронизатора и через инвертор к первому входу первого элемента И, введены третий элемент И, усилитель-ограничитель и второй смеситель, первый и второй входы которого подключены к выходам соответственно первого и второго фазовых манипуляторов, а выход соединен через усилитель-ограничитель с первым входом третьего элемента И, второй вход которого подключен к выходу элемента задержки, а выход соединен со вторыми входами первого и второго элементов И.

Предлагаемое устройство для формирования сигналов с минимальной частотной манипуляцией обеспечивает совпадение начальных состояний первого и второго триггеров в момент совпадения фаз колебаний, формируемых первым и вторым задающими генераторами, как при включении устройства, так и после перерывов в его работе.

Предлагаемое устройство для формирования сигналов с минимальной частотной манипуляцией может быть реализован с помощью известных функциональных элементов.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства для формирования сигналов с минимальной частотной манипуляцией.

Устройство для формирования сигналов с минимальной частотной манипуляцией содержит первый задающий генератор 1, второй задающий генератор 2, первый смеситель 3, первый триггер 4, первый фазовый манипулятор 5, второй фазовый манипулятор 6, второй триггер 7, первый элемент И 8, второй элемент И 9, инвертор 10, формирователь 11 тактовых импульсов, третий элемент И 12, элемент 13 задержки, усилитель-ограничитель 14, второй смеситель 15, переключатель 16 частот и синхронизатор 17.

Выходы первого и второго задающих генераторов 1 и 2 подключены к информационным входам соответственно первого и второго фазовых манипуляторов 5 и 6 и соответственно к первому и второму входам первого смесителя 3. Выход первого смесителя 3 соединен через формирователь тактовых импульсов 11 с входом элемента 13 задержки и с управляющим входом синхронизатора 17. Информационный вход синхронизатора 17 является входом устройства, а выход подключен к управляющему входу переключателя 16 частот, выход которого является выходом устройства. Первый и второй информационные входы переключателя 16 частот соединены с выходами соответственно первого и второго фазовых манипуляторов 5 и 6, управляющие входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго триггеров 4 и 7. Счетные входы первого и второго триггеров 4 и 7 соединены с выходами соответственно первого и второго элементов И 8 и 9. Выход синхронизатора 17 подключен к первому входу второго элемента И 9 непосредственно и к первому входу первого элемента И 8 через инвертор 10. Выход элемента 13 задержки подключен ко второму входу третьего элемента И 12. Первый и второй входы второго смесителя 15 соединены с выходами соответственно первого и второго фазовых манипуляторов 5 и 6, а его выход подключен через усилитель-ограничитель 14 к первому входу третьего элемента И 12. Выход третьего элемента И 12 соединен со вторыми входами первого и второго элементов И 8 и 9.

Осуществление изобретения

Предлагаемое устройство для формирования сигналов с минимальной частотной манипуляцией функционирует следующим образом.

Задающие генераторы 1 и 2 формируют колебания с частотами f₁ f₂. С выхода первого смесителя 3 на вход формирователя тактовых импульсов 11 подают колебание разностной частоты f_Δ=f₁ - f₂. В моменты прохождения этого колебания через «0» на выходе формирователя тактовых импульсов 11 появляются импульсы с частотой следования 2f_Δ. Эти импульсы поступают на управляющий вход синхронизатора 17 и через элемент 13 задержки на второй вход третьего элемента И 12.

С выхода синхронизатора 17 двоичный видеосигнал с длительностью символа Т=1/(2f/_Δ) поступает на управляющий вход переключателя 16 частот и на первые входы первого и второго элементов И 8 и 9, причем на первый из них через инвертор 10, а на второй из них непосредственно.

Состояние двоичного видеосигнала определяет, какое из двух колебаний с частотой f₁ или f₂ проходит на выход переключателя 16 частот, а также на какой из двух (второй или первый) элемент И 9 или элемент И 8 проходят импульсы с частотой следования 2 f_Δ с выхода формирователя тактовых импульсов 11. В результате эти импульсы поступают на счетный вход второго или первого триггера 7 или 4, что приводит к изменению на 180° фазы того колебания с частотой f₂ или f₁, которое не проходит в текущий момент времени на выход переключателя 16 частот.

За время Т фаза колебания разностной частоты f_Δ изменяется на 180°, что означает сдвиг фаз исходных колебаний с частотами f₁ и f₂ на такую же величину. Первый и второй фазовые манипуляторы 5 и 6 обеспечивают равенство фаз колебаний с частотами f₁ и f₂, подаваемых с выходов первого и второго фазовых манипуляторов 5 и 6 на информационные входы переключателя 16 частот в возможные моменты переключений на границах символов.

При этом совпадение начальных состояний первого и второго триггеров 4 и 7 в момент совпадения фаз колебаний, формируемых первым и вторым задающими генераторами 1 и 2, как при включении устройства, так и после перерывов в его работе, обеспечивается следующим образом.

На выходе второго смесителя 15 формируется колебание разностной частоты f_Δ=f₁ - f₂ из колебаний с частотами f₁ и f₂, подаваемых с выходов первого и второго фазовых манипуляторов 5 и 6 на информационные входы переключателя 16 частот. При начальной фазе этого колебания разностной частоты f_Δ, равной 0°, в очередной возможный момент (через длительность Т символа) переключения частот на первом и втором информационных входах переключателя 16 частот разность фаз колебаний с частотами f₁ и f₂ составит 180°. Наоборот при начальной фазе этого колебания разностной частоты f_Δ, равной 180°, в очередной возможный момент (через длительность Т символа) переключения частот на первом и втором информационных входах переключателя 16 частот разность фаз колебаний с частотами f₁ и f₂ составит 0°. При этом с помощью введенных в состав устройства второго смесителя 15, усилителя-ограничителя 14 и третьего элемента И 12 обеспечивается переключение фаз одного из колебаний с частотами f₁ и f₂ только при выполнении условия неравенства их фаз в очередной возможный момент переключения частот в переключателе 16 частот.

Таким образом обеспечивается формирование сигналов с минимальной частотной манипуляцией без разрыва фазы как при включении устройства, так и после перерывов в его работе. В результате достигается положительный технический результат - повышение надежности работы устройства для формирования сигналов с минимальной частотной манипуляцией за счет гарантированного исключения разрывов фазы формируемого сигнала.

Источники информации

1. Частотный манипулятор: Авт. свид. СССР № 604177 / Аношкин А.В., Герасимов Ю.С.; опубл. 25.04.1978, бюл. № 15. - 2 с.

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для формирования сигналов с минимальной частотной манипуляцией в системах передачи дискретной информации. Технический результат состоит в повышении надежности работы формирователя сигналов с минимальной частотной манипуляцией за счет гарантированного исключения разрывов фазы формируемого сигнала посредством переключения фаз одного из колебаний с частотами f₁ и f₂ только при выполнении неравенства их фаз в очередной момент переключения частот. Устройство для формирования сигналов с минимальной частотной манипуляцией содержит первый задающий генератор 1, второй задающий генератор 2, первый смеситель 3, первый триггер 4, первый фазовый манипулятор 5, второй фазовый манипулятор 6, второй триггер 7, первый элемент И 8, второй элемент И 9, инвертор 10, формирователь 11 тактовых импульсов, третий элемент И 12, элемент 13 задержки, усилитель-ограничитель 14, второй смеситель 15, переключатель 16 частот и синхронизатор 17. 1 ил.

Устройство для формирования сигналов с минимальной частотной манипуляцией, содержащее первый и второй задающие генераторы, выходы которых подключены к информационным входам соответственно первого и второго фазовых манипуляторов и соответственно к первому и второму входам первого смесителя, выход которого соединен через формирователь тактовых импульсов (удвоитель частоты) с входом первого элемента задержки и с управляющим входом синхронизатора, информационный вход которого является входом устройства, а выход подключен к управляющему входу переключателя частот, выход которого является выходом устройства, а первый и второй информационные входы соединены с выходами соответственно первого и второго фазовых манипуляторов, управляющие входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго триггеров, счетные входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго элементов И, первый вход второго элемента И подключен к выходу синхронизатора и через первый инвертор к первому входу первого элемента И, отличающееся тем, что введены третий элемент И, усилитель-ограничитель и второй смеситель, первый и второй входы которого подключены к выходам соответственно первого и второго фазовых манипуляторов, а выход соединен через усилитель-ограничитель с первым входом третьего элемента И, второй вход которого подключен к выходу элемента задержки, а выход соединен со вторыми входами первого и второго элементов И.