Устройство для моделирования канала передачи дискретной информации Советский патент 1984 года по МПК G08C19/28 G06G7/48 

I Изобретение относится к вычислительной технике и технике связи и может быть использовано для г оделирования передачи дискретной информа ции, устройств передачи дискретных сообщений, устройств цифровой магни ной записи. Известно устройство для моделиро вания каналов передачи дискретной Информации, содержащее блок синхронизации, генератор случайных последовательностей блок формирования сбоя, генератор тактовых импульсов, фазоимпульсный модулятор, генераторы шума, блоки формирования законов распределения, управляемьш усилител сумматоры С 1 . Недостатками устройства является низкая точность моделирования канал передами дискретной информации. Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом фазоимпульсного модулятора и входом блока синхронизации, второй вход фа зоимпульсного модулятора соединен с выходом генератора тума, выход фв зоимпульсного модулятора соединен с синхровходами регистров сдвига, выход блока синхронизации соединен со входом генератора случайных последо вательностей, выход которого случайная цифровая последовательность, имитирующая информационный сигнал на входе канала поступает на входы блоков выделения переднего и заднего фронтов, первые выходы блоков выделе ния переднего и заднего фронта соеди нены с входами элемента И,ПИ, выход которого соединен с установочными входами блока памятрг, вторые выходы блоков выделения переднего и заднего фронтов соединены с информационными входами регистра сдвига, выходы; ре rgcTpoB сдвига соединены с входами масштабирующих блоков и блоков памяти, причем выходы блоков памяти соединены с соответств тощими входами масштабирующих блоков, выходы масшта бирующих блоков через перекхпочатель соединены с входом сумматора, выход которого соединен с входом фильтра, выход фильтра соединен с одним из входов управляемого усилителя, второй вход которого соединен с въгходом генератора гаума С 2 J, Однако это устройство не обеспечи вает точности моделирования, связан512ный с учетом специфических помех. Так, в канале цифровой магнитной записи-воспроизведения при уменычении скорости носителя или возникновении неконтакта между магнитной головкой (МГ) и носителем происходит уменьшение амплитуды выходного сигнала МГ и увеличение его длительности. Цель изобретения - повьЕиение точности моделирования. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого подключен ко входу блока синхронизации и первому входу фазоимпульсного модулятора, выход, блока синхронизации подключен ко входу генератора случайной последовательности, выход которого подключен к объединенньп входам блока выделения переднего фронта импульса и блока вьщеления заднего фронта импульса, первые выходы которых подключены к первым входам соответствующих регистров сдвига, первая группа выхо-дов каждого из которых подключена к первой группе входов соответствующих блоков масштаба, выходы которых подключень к соответствующим входам пере кл10чателя, выходы переключателя через последовательно соединенные сумматор и фильтр подключены к первому входу управляемого усилителя, выход которого подклгочен к выходу устройства, вторые выход1з1 блока выделения переднего фронта импульса подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ, выход которого подключен к объединенным первым входам элементов памяти, выходы которых подключены ко вторым входам соо: ветстзующих блоков масштаба, второй вход кггждого элемента памяти подключен ко второму выходу соответствую:п,его регистра сдвига, вторые входы регистров сдвига объединены и подключены к выходу фазоимпульсного модулятора, второй вход которого подклточен к выходу первого генератора псевдошумового сигнала, и второй генератор псевдо1из)ового сигнала введены второй сумматор и преобразователь частота-напряжение, вход которого подключен к, выходу Лаз.огп-шульсмого модулятора, выход преобразователя частота-напряжение подключен к первому входу второго сумматора,выход которого подключен ко второму входу упраляемого усилителя, второй вход второго сумматора подключен к выходу второго генератора псевдогаумового сигнала. Сущность работы преобразователя частота-напряжение заключается в следующем. При постоянной частоте следования импульсов с постоянной длительностью и амплитудой значение постоянной составляющей не изменяется и определяется соотношением периода следования импульсов и их длительности. При увеличении периода следования импульсов значение постоянной составляющей згменьшается, при уменьшении периода следования значение постоянной составляющей увеличивается. Увеличение .периода следования .соответствует уменьшению скорости носителя в устройствах магнитной записи или уменьшению полосы пропускания канала передачи информации. Уненычение периода следования импульсов соответствует обратному процессу. Напряжение с выхода преобразователя частота-напряжение воздей ствует -на сигнал моделируемого канала и таким образом имитируются специфические помехи канала. На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, блок 2 синхронизации, состоящий из делителя 3 частоты на к, делителя 4 частоты на га делителя 5 частоты на п, фазоимпуль ный модулятор 6, состоящий из инвертора 7, на вход которого подключена интегрирующая цепь; генератор 8 псев допгумового сигнала, состоящий из генератора 9 тактовых импульсов, к выходу которого подключен регистр сдви га на триггерах 10-12, причем с выходов триггеров сигнал поступает на сумматор 13 по модулю два, регист 14 сдвига, состоящий из триггеров15-17, регистр 18 сдвига, состоящий из триггеров 19-21; генератор 22 слу чайной последовательности, состояпдий из регистра сдвига на триггерах 23-25, с выходов которых сигнал поступает на входы сумматора 26 по модулю 2; блок 27 вьщеления переднего фронта, представляющий собой дифференцирующую цепь, блок 28 выделения заднего фронта, представляющий собой диф1Ьеренцирующую цепь; элемент 29 ИЛИ, блоки 30 и 31 памяти, выполненные на RS-триггерах 32, масштаби51РУЮ1ЦИЙ блок 33, состояпщй из операционного усилителя 34, на вход которого через резисторы поступают сигналы с выходов каждого разряда сдвига 14; масштабирующий блок 35, состоящий из операционного усилителя 36, на вход которого через резисторы поступают сигналы с выходов каждого разряда регистра сдвига 18; переключатель 37; сумматор 38, состоящий из операционного усилителя 39; фильтр 40, представляющий собой фильтр нижних частот; управляемый усилитель 4I, состоящий из операционного усилителя 42, генератор 43 псевдошумового сигнала, состоящий из 1енератора 44 тактовых импульсов, регистра сдвига, состоящего из триггеров 45-47, с выходов которых сигналы поступают на сумматор 48 по модулю два фильтра 49 нижних частот; преобразователь 50 частота-напряжение, состоящий из одновибратора 51 и фильтра 52 нижних частот, сумматора 53, состоящего из операционного усилителя 54. Устройство работает следующим образом. Переключатель 37 находится в положении а. Сигнал тактовой частоты, вырабатываемьй генератором 1 тактовых импульсов, поступает на вход блока 2 cиJixpoниэaI ;ии и на первый вход фазоимпульсиого модулятора 6. На второй вход фазоимпульсного модулятора 6 подается напряжение, вырабатываемое генератором 8 псевдошумового сигнала (г.ума) . На выходе фазоимпульсного модулятора 6 получается сигнал тактовой частоты со случайно смещенными фронтами относительно их номинального положения. Этот сигнал поступает на синхровходы регистров 14 и 18 сдвига, а также на вход преобразователя 50 частота напряжение. Сигнал с выхода блока 2 синхронизации поступает на синхровход генератора 22 случайной последовательности, с выхода которого случайная цифровая последовательность, имитирующая информационный сигнал на входе канала, поступает на входы блоков 27 и 28 выделения переднего и заднего фронтов. При появлении на выходе генератора 22 переднего фронта импульса информационной последовательности на выходах блока 27 вырабатывается сигнал. с первого выхода блока 27 этот сигн записывается в виде логической един цы в первый разряд регистра 14 сдви га. Сигнал со второго выхода блока 27через элемент 29 ИЛИ сбрасывает блоки 30 и 31 памяти, Записанная логическая единица по следовательно сдвигается во все п разрядов регистра 14 выходным сигна лом фазоимпульсного модулятора. Ана логично при появлении на выходе ген ратора 22 заднего фронта импульса и формационной последовательности выр батывается сигнал на выходах блока 28выделения заднего фронта. С первого выхода блока 28 этот сигнал записывается в виде логической единицы в первый разряд регистра 18 сдвига, а сигнал со второго выхода блока 28 через элемент 29 ИЛИ сбрас-ывает блоки 30 и 31 памяти. Записанная логическая единица сдвигается во все п разрядов регистра сдвига 18 ВЫХ.ОДНЫМ сигналом фазоимпульсного модулятора 6. Напрялсение логической единицы с выходов всех разрядов регистров 14 и 18 подводится ко входам соответствующих маспгта биру7ощих блоков 33 и 35 с соответствующими весовыми коэффициентами. После того, как логическая единица была сдвинута во все п разрядов регистра 14 и если в течение этих сдвигов отсутствовал сигнал на выходах блоков 27 и 28, происходит запись логической единицы в блок 30 памяти, выход которого нагружен на вход масштабирующего блока 33 с весовым коэффициентом, равным по величине весовому коэффициенту последнего разряда регистра. Аналогично, после того как логическая единица бьша сдвинута во все п разрядов регистра 18 и если в тече ние этих сдвигов отсутствовал сигнал ш выходах блоков 27 и 28, происходи запись логической единицы в блок 31 памяти. Выход блока 31 нагружен на. вход масштабирующего блока 35 с весовым коэффициентом, равным по величине и весовому коэффициенту последнего разряда регистра. Таким образом, на выходах масштабирующих блоков 33 и 35 образуется напряжение ступенчатой формы, причем величина ступенек зависит от значения соответствуютих коэффициентов. Сигнал с вьгхода масштабирующего блока 33 подводится к инвертирующему 16 входу сумматора 38. Сигнал с выхода масштабирующего блока 35 через переключатель 37, находящийся в положении сз( также подводится к неинвертирующему входу сумматора 38. Сигнал с выхода сумматора 38, соответствующий сут-тме входных сигналов, поступает на вход фильтра нижних частот с линейной фазочастотной характеристикой и перестраиваемой полосой пропускания, назначение которого - выделение огибающей сигнала ступенчатой формы при изменении в щироких пределах тактовой частоты. Сигнал огибающей с фильтра 40 поступает на первый вход усилителя 41. Второй вход усилителя 41 соединен с выходом сумматора 53. Первый вход сумматора 53 соединен с выходом преобразователя 50 частота-напряжение, второй вход сумматора 53 соединен с выходом генератора 43 псевдошумового сигнала (шума). В результате на выходе 55 устройства достигается имитация паразитной амплитудной модуляции в канале, зависящая как от изменения частоты тактовых импульсов, так.и от воздействия аддитивных помех.. Работа устройства в режиме имитации канала цифровой магнитной записи аналогична вьш1еописанной за исключением того, что переключатель 37 находится в положении 5 подключая выход масштабирующего блока 33... к инвертирующему входу сумматора 38, на вькоде которого в этом случае образуется сигнал, соответствующий разности сигнал:ов масштабирующих усилителей 33 и 35. Технико-экономический эЛфект от использования предлагаемого устройства по сравнению с прототипом определяется временем его работы взамен реальной аппаратуры, которую необходимо включать в работу на заключительной стадии вместо устройства модулирования С2. Повьш1ение точности моделирования, т.е. максимальное приблилсение модели к реальным условиям, позволяет отказаться от применения, например, аппаратуры магнитной записи, эксплуатация которой приводит к ИЗНОС.У магнитных головок, ресурс работы,которых 100+200 ч; износу магнитного носителя, многократный прогон которого приводит к искаениям считываемой информации, что не

710925518

дает возможности правильной регули- Учет указанных факторов особенно ровки электроннсго оборудования; из- необходим при проведении исследованосу электродвигателей транспортирую- ний аппаратуры магнитной записи,когщего механизма, ресурс которых сое- да применение параметров канала являтавляет 100-«-200 ч., ется труднопрогнозируемым процессом.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВА-, НИЯ КАНАЛА ПЕРЕДАЧИ ДИСКРЕТНОЙ ИНФОРМА11ИИ, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого подключен ко входу блока синхронизации и первому входу фазоимпульсного модулятора, выход блока синхрони-1 зации подключен ко входу гене- ратора случайной последовательности, выход которого подключен к объединенным входам блока выделения переднего фронта импульса и блока выделения заднего фронта импульса, первые .выходы которых подключены к первым входам соответствующих регистров сдвига, первая группа выходов каждого из которых подключена к первой группе входов соответствующих блоков масштаба, выходы которых подключены к соответствующим входам переключателя, вы ходы переключателя через последовательно соединенные первый сумматор и фильтр .подключены к первому входу управляемого усилителя, выход которого подключен к выходу устройства, вторые выходы блока наделения переднего фронта импульса и блока вьщеления заднего фронта импульса подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ, выход которого подключен к объединентам первьм входам элемен- ов памяти, выходы которых подключены ко вторым входам соотвествующих блоков масштаба, второй вход каждого элемента памяти подключен ко второму выходу соответствующего регистра сдвига, вторые входы регистров сдвига i объединены и подключены к выходу фазоимпульсного модулятора, второй (Л вход которого подключен к выходу С первого генератора - псевдошумового сигнала, и второй-генератор ПСЕВДОшумового сигнала, отличающее с я тем, что, с целью повышения точности, в устройство введены второй сумматор и преобразователь чассо тота - напряжение, вход которого ключен к выходу фазоимпульсного моел 1У1 дулятора, вькод преобразователя частота - напряжение подключен к первому входу второго сумматора, выход которого подключен ко второму входу управляемого усилителя, второй вход второго сумматора подключен к выходу второго генератора псевдошумовога сигнала.