Устройство передачи двух сигналов по одному каналу связи Советский патент 1984 года по МПК G08C15/10 

1

Изобретение относится к автоматике и телемеханике и может быть использовано при разработке устройств передачи информации фазоманипулированными сигналаю от датчиков число-импульсных нерегулярных последовательностей по одной линии на общей несущей.

Известны устройства передачи информации фазоманипулированными сигналами от двух источников информации по одному каналу связи, использующие метод двухкратной абсолютно фазовой и относительно фазовой модуляции (ДАФМ и ), Передатчик ДОФМ в этом случае состоит из двух передатчиков ОФМ, в которых несущая имеет одну и ту же частоту, но отличается для обоих источников в канале по фазе на 90° , и cyi-iMaTopa, производящего сложение сигналов, полученных на выходах фазовых модуляторов.

Другим вариантом построения передатчика ДОФМ является схема, в которой два исходных двоичных сигнала первого и второго каналов по определенному закону преобразуются в четвертичный сигнал, в соответствии со значениями которого и манипулируется фаза колебания несущей частоты т1.

Общим недостатком упомянутых устройств в случае их использования для передачи число-ш пульсных нерегулярных последовательностей импульсов от двух источников на одной несущей частоте является трудность их уверенного разделения на приемной стороне из-эа эффекта обратной работы при использовании однократной Ш, а в случае применения относительной модуляции - увеличение вероятности сбоя в два раза и еще большее ее увеличение вследствие неопределенности четвертого порядка для ДОФМ.

Наиболее близким к предлагаемом является устройство, содержащее первый и второй источники сигналов, счетный триггер, фазовый модулятор и генератор несущей, выход которого подключен к первому входу фазового модулятора, к второму входу которого подключен первый выход счетного триггера, а также два элемента совпадения, сумматор, фазовращатель, второй счетный триггер и модуляТОР 2 .

632

Недостатком этого устройства (как в случае его применения в целях передачи информации, так и для передачи число-импульсных нерегулярпых последовательностей импульсов от двух источников) является низкая помехоустойчивость, вызванная по-прежнему удвоением вероятности сбоя приема символом при ОФМ

и еще большим увеличением при ДОФМ, вследствие неопределенности четвертого порядка в опорном напряж.ении. Кроме того для передачи число-импульсных последовательностей схема

указанного устройства все-таки сложна, не обеспечивает однозначного соответствия между сигналами от обоих источников и формой манипуляций по фазе в выходном сигнале устройства, причем в зависимости от чередования скачков фазы разной величины существенно изменяется спектр выходного сигнала, который при ДФМ к Д04Ф1 может быть несимметричным относительно несущей частоты.

Цель изобретения - упрощение устройства и повышение его достоверности, т.е. повьшение помехоустойчивости передачи.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем первый и второй источники сигналов, счетный триггер, фазовьш модулятор и генератор несущей, выход которого

подключен к первому входу фазового модулятора, к второму входу которого подключен первый выход счетного триггера, дополнительно введены первый, второй и третий переключающие триггеры, первый и второй элементы И, элемент ИЛИ, первый и второй дифференцирующие блоки, первьй и второй выходы последнего из которых подключены соответственно

к первому и второму входам первого переключающего триггера, первый и второй выходы которого соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, к вторым

входам которых подключены первые выходы соответственно второго и третьего переключакшшх триггеров, с первыми входами которых соединены выходы первого и второго источников

сигналов, выходы первого и второго элементов И подключены к вторым входам соответственно второго и третьего переключающих триггеров и

соответственно к первому и второму входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом счетного триггера, второй выход которого подключен к его второму входу, с третьми входами первого и второго элементов И соединен выход первого дифференцирующего блока, вход которого подключен к выходу генератора несущей, выход фазового модулятора соеднен с входом второго дифференцирующего блока и является вькодом устроства.

Предлагаемым устройством обеспечивается значительное повьщ1ение достоверности приема число-импульсных нерегулярных последовательностей импульсов от двух источников благодаря формированию ФМ колебания с однозначным соответствием между сигналами источников и видом манипуляций на выходе устройства передачи, которое осуществляется без нарушения как симметричности спектра относительно несущей частоты, так и порядка следования сигналов во времени.

На фиг.1 представлена структурна электрическая схема предлагаемого устройства, на фиг.2 - временные. , диаграммы работы составляющих ее частей..

Устройство содержит первый дифференцирующий блок 1, генератор 2 несущей, первый источник 3 сигналов, фазовый модулятор А, второй переключающий триггер 5, первый элемент И 6, элемент ИЛИ 7, счетный триггер 8, второй источник 9 сигналов, третий переключающий триггер 10, второй элемент И 11, второй дифференцирующий блок 12, первый переключающий триггер 13.

Устройство работает следующим образом.

Гармонический сигнал с выхода генератора 2 (фиг.2а) поступает на первьм дифференцирующий блок 1, на выходе которого образуются импульсы фиксирующие экстремальные значения производной в моменты перехода полуволн напряжения этого сигнала через нулевой уровень (фиг.25).

Гармонический сигнал с выхода модулятора 4, который может принимать два взаимно противофазных значения, подается на второй дифференцирующий блок 12, на выходах которого раздельно формируются импульсы о максимальных (фиг.2а) и минимальных (фиг..е) значениях производной. Выходы этого блока подсоединены к

раздельным входам первого переключающего триггера 13, воспроизводящего между манипуляциями по фазе выходной сигнал модулятора 4 в виде меандра. Импульсная последовательность на выходе упомянутого триггера по временным параметрам соответствует ФМ сигналу на выходе модулятора (фиг.. Hi}.

Пусть выходные импульсы источников нерегулярных последовательностей включают соответствующие им триггеры 5 и 10 на промежутках времени, заштрихованных на фиг.2 и U , специально подобранных для

рассмотрения критических режимов работы.

Частость появления импульсов с выходов источников для каждого из них не должна превьшать одного периода несущей частоты для любого

источника (во избежание потери их по количеству при передаче), а также не превьшать этой же частости между обоими источниками (во иэбежание того же недостатка или .нарушения порядка их следования во времени в передаваемом ФМ сигнале).Такие докритические /последовательности приведены на 2j и и . .

В момент совпадения сигнала на выходе триггера 5 (фиг.2, после момента времени t), сигнала на прямом выходе триггера 13 (фиг.2)Ц) и сигнала на выходе первого дифференцирующего блока 1 (фиг.25, импульс вьщелен горизонтальной скобкой) срабатывает элемент И 6, и импульсом с его выхода сбрасывается триггер 5, а через элемент ИЛИ 7

перебрасывается в противоположное состояние счетньй триггер 8, управляющий работой модулятора 4. Происходит манипуляция по фазе в области положительных полуволн гармонического сигнала.

Описанная часть устройства позво ляет однозначно проводить манипуляции по фазе только в области положительных полуволн гармонического сигнала для импульсов, поступающих с первого источника 3, в чем нетрудно убедиться, проанализировав работу описанной части устройства, для

S

моментов времени tj , tj , t -аналогично тому, как это проделано после момента времени t,, причем минимальное время между соседними импульсами с первого источника должно быть не меньшим, чем один период несущей, чтобы манипуляции в ФМ сигнале (фиг..I, после моментов времени tj, tj) вообще были возможными и не становились сдвоенньтми.

Пусть в момент времени t (расстояние между trt и t также больше чем один период несущей) со второго источника 9 поступает сигнал,включаюш ий триггер 10 (фиг.2м), выход которого подсоединен к первому входу элемента И 11. При совпадении сигнала с инверсного выхода триггера 1 3 (фиг.2 показан сигнал на прямом выходе этого триггера),подключенного к первому входу элемента И 11, и сигнала с выхода первого дифференцирующего блока 1, подключенного к второму входу элемента И 11 импульсом с выхода элемента И выключается триггер 10 второго источника, а через элемент ИЛИ 7 перебрасывается в противоположное состояние счетный триггер 8, т.е. происходит манипуляция по фазе в сигнале на выходе модулятора 4 в области отрицательных полуволн выходного гармонического сигнала.

Процессы, описанные после момента времени t, таким же образом повторяются при вьщаче импульсов вторым источником 9, причем им всегда однозначно соответствует манипуляция по фазе в области отрицательных полуволн выходного сигнала модулятора, в чем убеждаемся проанализировав, например, работу устройства после момента времени tj,t7.

2А363

Однозначный закон формирования ФМ колебания, при котором импульсам с первого источника соответствуют только манипуляции по фазе в облас5 ти положительных полуволн, а импульсам с второго источника - только в области отрицательных полуволн, возможен, в первую очередь, благодаря тому, что в предлагаемом устройстве производится анализ сигнала с выхода модулятора путем определения его экстремальных значений и актирование работы схемы ведется синхронно с полупериодами несущей частоты. 15

Следовательно, если длительность временных интервалов между моментами появления не меньше одного периода несущей как с каждого источника,

20 так и с них обоих, то предлагаемое устройство позволяет производить передачу число-импульсных нерегулярных последовательностей от двух источников по одной линии или каналу

25 связи на одной несущей частоте с соблюдением очередности их во времени и с точностью не меньшей одного периода несущей (например, фиг.22 после моментов времени tj,t)

30 При известном времени распространения сигнала в конкретном канале связи предлагаемое устройство можно использовать, например, для синхронизации рассредоточенных двух неза35 висимых пар разного рода устройств, в том числе цифровых вьмислительных машин.

Устройствами восстановления число-импульсных нерегулярных последо40 вательностей импульсов от двух источников на одной несущей могут быт практически все схемы применяемых фазовых демодуляторов.

//Л /

Гг

f1

УСТРОЙСТВО ПЕРЕДАЧИ ДВУХ СИГНАЛОВ ПО ОДНОМУ КАНАЛУ СВЯЗИ, содержащее первый и второй источники сигналов, счетный триггер, фазовый модулятор и генератор несущей, выход которого подключен к первому вкоду фазового модулятора, к второму входу которого подключен первый выход счетного триггера, отличающееся тем, что, с целью повьппения помехоустойчивости передачи, в устройство введены первый, второй и третий переключающие триггеры, первый и второй элементы И, элемент ИЛИ, первый и второй дифференцирующие блоки, первый и второй выходы последнего из которых подключены соответственно к первому и второму входам первого переключающего триггера,первый и второй выходы которого соединены с первьми входами соответственно первого и второго элементов И, к вторым входам которых подключены первые вьтходы соответственно второго и третьего переключающих триггеров, с первьми вводами которых соединены выходы первого и второго источников сигналов, выходы первого и второго элементов И подключены к вторым входам соответственно второго и третьего переключающих триггеров и соответственно к первому и второму (Л входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом счетного триггера, второй выход которого подключен к его второму входу, с третьими входами первого и второго элементов И соединен выход первого дифференцирующего блока, вход которого подключен к выходу генератора несущей, выход фазрвого модулятора соединен с входом второго дифференцирующего блока и является выходом /устройства.

фиг.;