Устройство для передачи сигналов с относительной фазовой модуляцией Советский патент 1983 года по МПК H04L27/20 

Изобретение относится к технике связи и может использоватьс,я в устройствах передачи данных для формирования сигналов с относительной фазовой модуляцией (ОФМ) любой кратности

Известно устройство для передачи сигналов с ОФМ, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, предварительный делитель частоты, сумматор, модулирующий делитель частоты, регистр сдвига, формирователь огибающей, фильтр нижних частот (ФНЧ), а также источник двоичных данных, соединенный своими выходами с формирователем дополнительшлх импульсов, выход которого подключен к второму входу сумматора, при этом второй выход генератора импульсов соединен с формирователем дополнительньох импульсов, а вход синхронизации регистра сдвига подключен к промежуточному выходу предварительного делителя частоты tl Недостатком данного устройства является низкая точность формирования огибающей посылок, а следователь но, низкая точность формирования спектра выходного фазомодулированног сигнала.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для передачи сигналов с ОФМ, содержащее последовательно Соединенйые генератор импульсов и предварительный делитель частоты, регистр сдвига, аналоговый сумматор, выход которого подключен к входу ФНЧ, формирователь синхронизирующих импульсо выходы которого подключены к входам регистра сдвига и к входу кодера, и два канала формирования фазомодулированных сигналов, каждый из которых состоит из цифро-аналогового преобразователя огибающей, входы и выход которого соединены соответственно с выходами регистра сдвига и с входом .аналогового сумматора ). .,

Однако известное устройство имеет- низкую скорость передачи.

Цель изобретения - повышение скорости передачи.

Для этого в устройство для передачи сигналов с ОФМ, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов и предварительный делитель частоты, регистр сдвига, аналоговый сумматор, выход которого подключен к входу ФНЧ, формирователь .синхронизирующих импульсов, выходы которого подключены к входам регистра сдвигав и к ходу кодера, и два канала формирования фазомодулированных сигналов, каждый из которых состоит из цифро-аналогового преобразователя огибающей, входы и выход которого соединены соответственно с выходами регистра сдвига и с входом аналогового сумматора, введены последовательно соединенные формирователь импульсов и коммутатор, второй вход которого соединен с дополнительным Выходом формирователя синхронизирующих импульсов, с третьим входом I коммутатора и с одним входом формирователя импульсов, другие входы которого соединены с выходами кодера ис дополнительным выходом згенератора импульсов, а в каждый из каналов формирования фазомодулированного сигнала введены последовательно соединенные дискретный сумматор и модулирующий делитель частоты, при этом выход предварительного делителя частоты подключен к первым входам дискретных сумматоров, вторые входы которых соединены с первыми выходами коммутатора, вторые выходы которого подключены к вторым входам модулирующих делителей Частоты, причем выходы одного из модулирующих делителей частоты подключены к соответствующим входам другого модулирующего делителячастоты, выходы которого соединены с дополнительным входом одного цифроаналогового преобразователя огибающей и с соответствующими входами одного модулирующего делителя частоты, соответствующий выход которого подключен к дополнительному входу другого цифро-аналогового преобразователя огибающей.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предложенног устройства; на фиг. 2 - эпюры напряжений, поясняющие его работу.

Устройство для передачи сигналов с ОФМ содержит кодер 1, формировател 2 импульсов, коммутатор 3, генератор

4импульсов, предварительный делител

5частоты, два канала б и 7 формирования фазомодулированных сигналов, каждый из которых состоит из дискретного сумматора 8, модулирующего делителя 9 частоты и цифро-аналогового преобразователя 10 огибающей, формирователь И синхронизирующих импульсов, ФНЧ 12, аналоговый сумматор 13, регистр 14 сдвига.

Устройство работает следующим образом.

С выхода предварительного делителя 5 частоты на первые входы дискретных сумматоров 8 обоих каналов 6 и 7 поступает сигнал с частотой 2 f ц (фиг. 2) f где ц - частота несущего колебания на выходе устройства; w число разрядов в калщом из модулирующих делителей 9 частоты, равное кратности модуляции. В результате деления частоты сигналов, поступающих с выходов дискретных сумматоров 8 :обоих каналов б и 7, модулирукицими делителями 9 частоты, на выходах последних формируются сигналы с частотой t н . Входная последовательность двоичных данных поступает на вход кодера 1, где она с помощью синхронно го с ней сигнала, поступающего из формирователя 11 синхронизирующих импульсов, разделяется на группы по три символа - трибиты, которые в параллельном коде поступают со скоростью, меньшей исходной в три раза На управляющие входы формирователя 2 импульсов. На синхронизирующий шход последнего с формирователя 11 синхронизирующих импульсов поступаю синхронные тактовые импульсы(фиг. 2q с периодом Т, равным периоду поступления трибитов; При поступлении каждого тактового импульса (фиг.2д) формирователь 2 импульсов формирует и си гнала, приходящего с выхоДа генерато ра 4 импульсов, пачку импульсов (фиг. 2 6 Частота импульсов в пачке должна в несколько раз превышать частоту 2 . Бе величина является одним из факторов, определякяцих длитель-. ность процесса модуляции, а следовательно, и величину искажений посы лок фазомодулированного сигнала. Чем больше частота импульсов в пачк тем короче процесс модуляции, тем меньше искажения посылок. На фиг. 2 эта частота взята равной 32-f ц,. Фронты импульсов в пачке не должны совпадать с фронтами импульсов на выходе предварительного делителя 5 частоты (фиг. 26) . Количество импул сов в пачке Определяется комбинацие двоичных символом в трибите. Сигнал с выхода формирователя 2 импульсов (фиг. 2в} поступает на один из сигнальных входов коммутатора 3, на другой сигнальный вход которого подаются упомянутые тактовые импульсы (фиг.. 20), которые подаются также на его 5шравляющий вход. Коммутатор 3 осуществляет попеременное подключение выхода формирователя 2 импульсов и выхода формирователя 11 синхронизирующих импульсов к каналам б и 7 формирования фазомодулйрованны сигналов. В одном состоянии коммутатора 3 сигнал с выхода формирователя 2 импульсов проходит на второй вход дискретного сумматора 8 канала б, а тактовый импульс с выхода форми рователя 11 синхронизирующих импульсов приходит на вход записи модулиру ющегб делителя 9 частоты этого же канала 6 (фиг. 2). В другом состоянии коммутатора 3 указанные сйгнйлы постуйают соответственно на второй вход дискретного сумматора 8 канала 7 и вход записи модулирующего делителя 8 частоты этого же канала (фиг. 2U) .. . Таким образом, на входах записи модулирующих делителей 9 частоты обоих каналов действуют последовательности коротких импульсов с 1ери-. ОДОМ12Т и сдвинутые друг относительно друга на интервал Т (фиг. 22., и,). ГЙериод поступления пачек дополнитель1ных импульсов в каждый из каналов также ра:вен 2т. Фазовая модуляция сигнала, например, в канале 6 осуществляется следунндим образом. ; Коротким импульсом, поступающим с выхода коммутатора 3 на вход записи модулируквдего делителя 9 Частоты канала 6 (фиг. 2д}, производится перазапись состояний разрядов модулирующего делителя 9 частоты канала 7 (фиг. 2Л,) в соответствующие его. разряды (фиг. 2е,дс,), т.е. проис- Iходит предварительное фазирование сигнашов на выходах обоих модулирукйЩИх. делителей 9частоты (фиг. 2j, Затем пачка импульсов с выхода формирователя 2 импульсов (фиг. 2-6) через коммутатор 3 поступает иа второй вход дискретного сумматора 8 канала 6, сигнал с выхода которого (фиг.2) поступает на счетный вход модулируквдего делителя 9 частоты этого же канала. За счет дополнительних импульсов сигнал на выходе последнего (фиг. 2) приобретает определенный сдвиг фазы tio отношению к сигналу на выходе модулирующего делителя 9 частоть канала7 (фиг. 2н). Для трехкратной ОФМ необходимые сдвиги фазы 45,90,135,180,225,270, 315 осуществляются посредством соответственно одного, Д)вух, трех, четырех, пяти, шести, семи дополнительных импульсов. На фиг. 2 показано получение фазового сдвига 270 (-90) в канале б с помощью шести дополнительных импульсов. Также производится фазовая модуляция в канале 7. Импульсом, поступающим с выхода коммутатора .3 на вход записи модулирукндего делителя 9 частоты канала 7 (фиг. 2а) в его разряды (фиг. 2А,м,н), производится перезапись состояний разрядов модулирунмцего делителя 9 частоты каиала б (фиг. 2е,ж,5) Затем в сигнал с выхода предварительного делителя 5 частоты (фиг. 2 (У) с помощью дискретного сумматора 8 канала 7 вводятся дополнительные импульсы с выхода коммутатора 3. Сигнал с выхода этого дискретного сумматора 8 (фиг ) поступает на счетный вход модулирующего делителя 9 частоты канала 7, сигнал на выходе которого (фиг. 2н) приобретает определенный сдвиг по отношению к сигналу на выходе модулируквдего делителя 9 частоты канала б (фиг. 2). На фиг. 2 показано получеиие сдвига 45 в канале 7 с помоntbro одиого дополнительного импульса. В результате на выходах модулирукнцих Делителей 9 частоты обоих каналов б и 7 образуются фазомодулированные сигналы с частотой несущей ц и с длительностью посылок 2Т. Границы посылок на выходах одного модулирующего делителя 9 частоты совпадают, с серединами посылок на выходе другого модулирующего делителя 2 частоты, а фаза несущей в посылках на выходе одного модулирующего делителя частоты модулируемся относительно фазы несущей в посылках на выходе другого модулирующего делителя 9 частоты. Сигналы с выходов модулирующих делителей 9 частоты обоих каналов 6 и 7 поступают на входы цифро-аналого вых формирователей 10 огибающей, которые формируют огибающую посылок |На интервале, равном 2 Т, и управляю ся сигналами с противофазных групп выходов регистра 14 сдвига. На информационный вход последнего с формирователя 11 синхронизирующих импульсов поступает сигнал в виде меандра с периодом 2Т, синфазный с так товыми импульсами, а частота импульсов на синхронизирующем входе регистра сдвига и количество разрядов в нем определяются требуемой точностью формирования огибающей, Каждый цифро-аналоговый преобразова тель 10 огибающей преобразует посту пающий с модулирующего делителя 9 частоты сигнал таким образом, что форма огибающей каждой фазомодулиро ванной посылки вместо прямоугольной становится скругленной по определен ному закону. Это преобразование осу ществляется путем логического перем ножения сигнала, поступающего с выхода модулирующего делителя 9 часто ты, с сигналами с выходов разрядов регистра 14 сдвигали последующего взвешенного суммирования полученных произведений. Так как формирование огибающей производится цифро-аналог вым методом, то ее скаты имеют ступенчатый характер. Огибающие посыло сигналов на их выходах нулю на границах посылок и максимальны в их серединах, причем максимумы огибающей сигнала на выходе одного канала (б или 7) формирования фазомодулированных сигналов совпадают с минимумами огибающей на выходе другого канала (б или 7) формирования фг13омодулированных .сигналов, а длитёльности посылок по-прежнему paBt« вы 2Т. :. . На выходе аналогового сумматора .13; за счет взаимного Наложения сигналов, с выходов обоих каналов б и 7 .овразуется модулированный по фазе, соответстгаии с принципом относитель носами,- . с частотой f ц с дли.тельносфью цосылок, равной Т, и со спектрому.; зпределяемьш формой огибающей, ФНЧ 12 подавляет продукты преобразований высших порядков. В случае необходимости формирования сигнала, например, с прямоугольНЕззм спектром, которому соответствует огибающая с эффектной длительностью, превышающей 2Т, для повышения точности формирования можно применить многоканальное построение предложенного устройства, причем число параллельных каналов i должно быть равно числу периодов тактового колебания, укладывающихся на интервале формирования огибающей. Регистр 14 сдвига также должен быть N-тактным и иметь К групп выходов, а коммутатор 3 должен иметь Ы пар выходов, и соответственно , N положений, Предложенное устройство и известное примерно одинаковы по сложности д.пя случая формирования сигнала с двукратной ОФМ, Для формирования сигнала с трехкратной ОФМ известное устройство должно содержать блоки памяти на три бита, имеющие три входа, три выхода и вход синхронизации, формирователь восьми фаз, восьмивходовые коммутаторы фаз с тремя управляющими входами и одним выходом, В результате чис.по . связей в известном устройстве значительно больше числа связей предложенного устройства, причем эта разница еще более значительна для четырехкратной ОФМ. , Количество связей в известном и предложенном устройствах для сравнения можно определить как число входов всех функциональных узЛов, кроме формирователей огибающей, регистра сдвига, аналогового сумматора и ФНЧ, которые одинаковы в обоих устройствах. Результаты подсчета количества связей для известного и предложенного устройств соответственно таковы: для двукратной ОФМ -26 и 22 для трехкратной ОФМ - 39 и 25, для. четырехкратной ОФМ- 60 и 28 связей. С другой стороны, результат сравнения по сложности блоков, применяемых в известном и в предложенном устройствах, с учетом их исполнения на базе современных р икросхем, например, 155-й серии, также показывает преимущество последнего. Так формирователь импульсов и модулирующие делители частоты предложенного устройства по сложности примерно одинаковы соответственно с кодером относительности и.коммутаторами фаз известного устройства. С днако дискретные сумматоры и коммутатор предложенного устройства значительно проще соответствен1но блоков памяти на три бита и Формирователя восьми фаз известного устройства. Эта разница становится более значительной: для случая формирования четырехкратной ОФМ. Предложенное устройство также, как и известное, позволяет преимущественно с помощью элементов дискретной техники получиггъ сигнал с (ММ любой кратности с заданной форм спектра непосредственно на несущей канала тональной частоты, причем дл этого не требуется жесткой связи частоты несущего колебания со скоро |стью модуляции. Однако для случая формирования сигнала с трехкратной ОФМ предложенное устройство значительно проще нзвестногх, причем раз ница в сложности устройств обоих типов становится еще более значительной при формировании сигнала с четырехкратной ОФМ, а также для случая их многоканального построения Таким образом, преимуществом предлагаемого устройства по сравнению с известным является повышение скорости передачи сигналов с ,

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛОВ С ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ФАЗОВОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов и предварительный делитель частоты, регистр сдвига, аналогов лйсугвиатор, выход, которого подключен к входу фильтра нижних частот, формирователь синхронизирующих импульсов, выходы которого подключены к входам регистра сдвига и к входу кодера, и два канала формирования фазомодулированныэс сигналов, каждый из которых состоит , из цифро-аналогового преобразователи огибающей, входы и выход которого соединен соответственно с выходами регистра и с входом аналогового сумматора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, / что, с целью повышения скорости передачи, введены последовательно соединенные формирователь импульсов и. кс 1мутатор, второй вход которого соединен с дополнительным выходом формирователя синхронизирующих импульсов, с третьим входом коммутатора и с одним входом формирователя импульсов, другие входы которого соединены с выходами кодера и .с дополнительным выходом Генератора игшульсрв, а в каждый из каналов фор лирования фазомодулированного сигнала введены последовательно соединенные ;дискретный сумматор и модулирующий делите.ль частоты, при этом выход предварительного делителя частоты подключен к первым входам дискретных сумматоров, вторые входы которых л с соединены с первыми выходами коммутатора, вторые выходы которого подключены к BTOpftjM входам модулируккцих делителей частоты, причем выходы одного иэ модулирующих делителей частоты подключены к соответствующим входам другого модулирующего делителя частоты, выходы которого соеди:нены с дополнительным входом одного цифро-аналогового преобразователя : огибающей и с соответствующими входами одного модулируйтего-делителя о|Ч«стоты, соответствующий выход кото:рого подключен к дополнительному входу другого цифро-аналогового преФ образователя огибающей. N:)