Частотный манипулятор Советский патент 1984 года по МПК H04L27/10 H04L27/12 

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в устройствах для формирования частотно-манипулнрованных ЧМ сиг лов с ортогональными символами и б разрьша фазы.. Известно устройство для формиро вания ЧМ сигнала с одинаковой длительностью символов LJl, Недостатком такого устройства является разрыв фазы формируемого сигнала. Наиболее близок к предлагаемому частотный манипулятор, который содержит первый и второй задающие генераторы, выходы которых подключены к сигнальным входам первого и второго ключевых элементов и ко входам смесителя частот. Выход смесителя частот через первый фазовращатель соединен с управляющим входом синхронизатора, выходы которого подключены к управляющим входам названных ключевых элементов, причем выходы последних соеди нены между собой С21. Недостаток известного частотног манипулятора состоит в том, что формируемый им ЧМ сигнал занимает более игирокую полосу частот, чем это необходимо для передачи ЧМ сиг нала с ортогональными символами без разрыва фазы при индексе часто ной манипуляции ,5. Целью изобретения является умен шение ширины полосы частот выходно сигнала. Поставленная цель достигается тем, что в частотный манипулятор, содержащий синхронизатор, первый фазовращатель, первый и вто.рой задающие генераторы, выходы которы подключены соответственно к сигнал ным входам первого-и второго ключе выходы которых соединены между соб и к первому и второму входам смеси теля, введены третий и четвертый .ключи, сигнальные входы которых соответственно через первый и введ ный второй фазовращатели соединены с выходами соответственно первого второго задающих генераторов, первый, второй, третий и четвертый элементы И, выходы которых подключены к управляющим входам соответственно первого, второго, третьего и четвертого ключей, блок управлен фазой, прямой и инверсный выходы которого подключены к первым входа соответственно первого и второго элементов И и третьего и четвертого элементов И, удвоитель частоты, вход которого вместе со входом блока управления фазой соединен с выходом смесителя, а выход подключен к импульсному входу синхронизатора, прямой и инверсный выход;ы которого соединены со вторыми входами соответственно первого и третьего элементов И и второго и четвертого элементов И, причем первый и второй управляющие входы блока управления фазой соединены соответственно с прямым и инверсным выходами синхронизатора, а выходы третьего и четвертого ключей соединены между собой и подключены к соединенным между собой .выходам первого и второго ключей, Кроме того, блок управления фазой содержит дополнительный фазовращатель, подключенный через усилитель-о1раничитель к первому входу дополнительного элемента И, элемент ИЛИ, первый и второй дифференцирующие входы которого являются управляющими входами блока управления фазой, а выход соединен со вторым входом указанного дополнительного элемента И, выход которого подключен к счетному входу триггера, выходы которого являются прямым и инверсным выходами блока управления фазой, сигнальным входом Которого является вход дополнительного фазовращателя. На фиг. I приведена функциональная схема частотного манипулятора; на фиг. 2--- временные диаграммы, поясняющие его работу. Частотный манипулятор содержит первый и второй задающие генераторы 1 и 2, выходы которых соединены соот ветственно с сигнальными входами первого и второго ключей 3 и 4, а также через первый и второй фазовращатель 5 и 6 -. с сигнальными входами третьего и четвертого ключей 7 и 8; смеситель 9, входы которого подключе ны к выходам первого и второго задающих генераторов и 2, а выход соединен с сигнальным входом блока 10 управления фазой, а также через удвоитель 1 Г частоты - с импульсным входом синхронизатора 12; первый, второй, третий и четвертый элементы И 13 - 16. Прямой выход синхронизатора 12 соединен со вторыми входами перого и третьего элементов И 13 и 15,

3I

а также с первым управляющим входом блока 10 управления фазой. Инверсный выход синхронизатора 12 подключе ко вторым входам второго и четвертого элементов И 14 и 16, а также ко второму управляющему входу блока IО управления фазой. Первые входы первого и второго элементов И 13 и 14 соединены с прямым выходом блока 10 управления фазой, а первые входы третьего и четвертого элементов И 15 и 16 - с его инверсным выходом. Выходы первого, второго, третьего и четвертого элементов И 13 - 16 соединены с управляющими входами соответственно первого, второго, третьего и четвертого ключей 3,4,7 и 8. Вход синхронизатора 12 является входом 17 частотного манипулятора, а соединенные вместе выходы всех четырех ключей 3,4,7 и 8 - его выходом 18.

В состав блока IО управления фазой входит дополнительный фазовращатель 19, соединенный через усилитель-ограничит€л 20 с первым входом дополнительного элемента И 21; второй вход дополнительного элемента И 21 подключен к вьжоду элемента ИЛИ 22, дифференцирующие входы которого являются первым и вторым управляющими входами блока 10 управления фазой; выход дополнительного элемента И 21 соединен со счетным входом триггера 23, прямой и инверсный выходы которого служат выходом блок 10 управления фазой.

Манипулятор работает следующим образом.

Колебания исходных частот и f (фиг. 2а и 2Ь) с выходов задающих генераторов 1 и 2 поступают на сигнальные входы первого и второго ключей 3 и 4, на первый и второй входы смесителя 9, а также через первый и второй фазовращатели 5 и 6 - на сигнальные входы третьего и четвертого ключей 7 и 8(,фиг.2б и 2п С выхода смесителя 9 колебание разностной часто ты ,-, (фиг.2а подается на входы блока 10 управления фазой и удвоителя II частоты.

Удвоитель II частоты формируют импульсы в моменты, совпадаюпше с фазой разностного колебания f , равной о или 180 (фиг.2е ), которая соответствует фазовому сдвигу между исходными колебаниями частот f, и (, , равному о или 180

8974

(фиг. 2а и 2Ь) i Сформированная последовательность импульсов с частотой следования, равной 2 подается на импульсный вход синхронизатора 5 12. - -

Входной двойничный сигнал (фиг.2 поступает на вход 17 синхронизатора 12, на выходе которого формируются две взаимно инверсные последователь0 ности двоичных сигналов с длительностью символов, равной .2з и 2wV Границы сформированных символов совпадают с импульсами, поступающими от удвоителя 11 частоты,

5 т.е. с моментами, когда разность фаз исходных колебаний частот 4 и fo равна О или 8(f .

Двоичный сигнал с прямого выхода синхронизатора 12(фиг. 2з)поступает

0 на вторые входы первого и третьего элементов И 13 и 15, а сигнал с его инверсного выхода (.фиг. 2ц)- -на вторые входы второго и четвертого элементов И 14 и 16. При этом при пере5 даче единицы(фиг. 2з)разрешающий потенциал присутствует на вторых входах первого и третьего элементов И 13 и 15, а. при передаче нуля (фиг. 2и)- на входах второго и четQ вертого элементов И 14 и 16. Таким образом, при передаче единицы на выход 18 предлагаемого частотного манипулятора поступает одно из двух колебаний частоты f. с выхода первого или третьего ключа 3 или 7(фиг.2р, при передаче нуля одно из двух колебаний частоты f с выхода второго или четвертого ключа 4 или 8 (фиг .26, 2г Фаза каждого из исходных колебаний (фиг.2о или 2б)совпадает с фазой другого исходного колебания (фиг. 2Ь или 2сх)в четные моменты возможных переключений, когда фаза колебания разностной частоты ft г. 2а}равна О, ас фазой другого инвертированного колебания (фиг. If или 2сГ) в нечетные моменты возможных переключений, когда фаза колебания разностной частоты д равна 180.

Разрешающие сигналы, с помощью которых элементами И производится переключение колебаний с частотами д и -S без разрыва фазы, формируются блоком управления

55 фазой следующим образом.

Двоичные сигналы (фиг. 2 з 2 t4 ) с прямого и инверсного выходов синхронизатора 12 поступают на дифференцирующие входы элемента ШШ 22. В моменты смены состояний выходных сигналов синхронизатора на выходе элемента ИЛИ 22 формируются импульс которые подаются на второй вход дополнительного элемента И 21 иг. 2к На первый вход дополнительного элемента И 21 в качестве разрешающего сигнала от смесителя 9 через дополнительный фазовращатель 19 и усилитель-ограничитель 20 подается сдвинутое по фазе1фиг. 2.л ограниченное колебание разностной частоты f ((фиг. 2мХ На выходе элемента И 21 импульсы могут появиться только в те моменты когда фаза колебания разностной частоты (фиг. 2л) равна 180 (фиг.2« Эти импульсы поступают на счетный вход триггера 23, на выходах которого формируются два взаимно инверсных видеосигнала (фиг. 2о , 2п), один из которых поступает на первые входы первого и второго элементов И 13 и 14, а другой - на первые входы третьего и четвертого элементов И 15 и 16. На выходах первого, третьего,, второго и четвертого элементов И 13 - 16 формируются управляющие сигналы (фиг. 2р , 2с, 2т и 2v), Которые поступают на управляющие входы соответственно.первого, третьего, второго и четвертого ключей 3, 7,4 и 8 и разрешают прохождение на выход 18 манипулятора одного из четырех колебаний (.фиг. 20, , 2Ь или 2г)с нужной частотой и фазой. В результате на выходе 18 получают ЧМ сигнал без разрыва фазы с одинаковой длительностью символов, равной Т, и Р -Р разносом частот фиг. 2ср). Предлагаемый частотный манипулятор позволяет формировать ЧМ сигнал с ортогональными символами без разрыва фазы и минимально возможным индексом частотной манипуляции Э 0,5, что уменьшает ширину полосы частот выходного сигнала.

1. ЧАСТОТНЫЙ МАНИПУЛЯТОР, содержащий синхронизатор, первый фазовращатель, первый и второй задающие генераторы, выходы которых подключены соответственно к сигнальным входам первого и второго ключей, выходы которых соединены между собой, и к первому и второму входам смесителя, отличающийся тем,. чт,о, с целью уменьшения ширины полосы частот выходного сигнала, в него введены третий и четвертый ключи, сигнальные входы которых соответственно через первый и введенный второй фазовращатели соединены с выходами соответственно первого и второго задающих генераторов, первый, второй, третий и четвертый элементы И,выходы которых подключены к управляющим входам соответственно первого, второго, третьего и четвертого ключей, блок управления фазой, прямой и инверсный выходы которого подключены к первым входам соответ-. ственно первого и второго элементов И и третьего и четвертого элементов И, удвоитель частоты, вход которого вместе с входом блока управления фазой соединен с выходом смесителя, а выход подключен к импульсному Входу синхронизатора, прямой и инверсный выходы которого соединены с вторыми входами соответственно первого и третьего элементов И и второго и четвертого элементов И, причем первый и второй управляющие входы блока управления фазой соединены соответственно с прямым и инверсным выходами синхронизатора, а выходы третьего и четвертого ключей соединены между собой и подключены к соединенным между собой выходам первого и второго ключей. 2. Манипулятор по п. 1, о т л ичающийся тем, что блок управления фазой содержит дополнительный фазовращатель, по дключенный через усилитель-ограничитель к первому входу дополнительного элемента И, элемент ИЛИ, первый и второй диффе ренцирующие входы которого являются управляющими входами блока управле00 со ния фазой, а выход, соединен с вторым входом указанного дополнительного элемента И, выход которого подключен к счетному входу триггера, выходы которого являются пряья 1м и инверсным выходами блока управления фазой, сигнальным входом которого является вход дополнительного фазовращателя.

Фие. 1