Устройство для передачи сигналов с частотным разделением Советский патент 1985 года по МПК G08C15/02 

Изобретение относится к области цифровой техники и может быть исполь Зовано в системах связи. Известно устройство для обработки сигналов, содержащее первые перемножители, первые входы которых подключены к первому входу устройства, вторые входы подключены к вторым входам устройства, выходы первых перемножителей через последовательно соединенные цифровые фильтры,, элементы запрета и вторые умножители подключены к входам вычитателя, выХод которого является выходом устрой ства lj . Недостатком устройства является большой уровень собственных шумов. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство сопряжения с комплексными сигналами, содержащее сумматоры, используемые для объединения сигналов при преобразовании временного разделения каналов (ВРК) в частотное разделение каналов (ЧРК), умножители, используемь е для переноса спектров, экспандеры (компрессоры) частоты дискретизации, позволяющие увеличивать (уменьшать) в 2 раза частоту дискретизации и цифровые фильтры нижних частот двух типов,.формиру ющие спектрь сигналов и отличающиеся друг от друга своими характеристиками. Все элементы устройства объе динены в блоки, калсдый из KOTOPF K Д ет возможность отдельной обработки вещественной и мнимой частей сигнапа Блоки объединяются между собой, прич выходы двух блоков одного уровня сое диняются с входами одного блока сле дующего уровня 21 „ Однако устройство содержит цифро вые фильтры двух различных типов, чт затрудняет схемную реализацию устрой ства в виде специализированной БИС. Кроме TorOf использование фильтров первого типа, представляющих собой курсивные фильтры нижних частот, и их последовательное включение в схе устройства приводит к значительным мам на выходе устройства. Целью изобретения является повышение помехозащищенности устройства Поставленная цель достигается, те что в устройство, содержащее первьй и второй умножители, входы которых являются первыми входами устройства выходы первого и второго умнс; жителе 1 72 подключены к первым входам соответственно первого и второго сумматоров, вторые входы которых являются вторыми входами устройства, выходы первого и второго сумматоров подключены соответственно к входам первого и второго умножителей частоты, третий и четвертый сумматоры, выходы которых являются выходами устройства, третий умножитель, первый вход которого является третьим входом устройства, введены преобразователи Гильберта, выход первого умножителя частоты подключен к первому входу третьего сумматора и через первый преобразователь Гильберта к первому входу четвертого сумматора, выход второго умножителя частоты подключен к второ му входу четвертого сумматора и через второй преобразователь Гильберта к второму входу третьего умножителя, выход которого подключен к второму входу третьего сумматора. Это позволяет упростить реализацию устройства, поскольку все фильтры оказываются совершенно идентичными, и указанное вьппе включение преобразователей Гильберта позволяет построить все блоки на всех уровнях по совершенно одинаковой схеме. Это преимущество является решающим при реализации устройства в виде cпpп iaлизиpoвaннoй БИС. Кроме тоrOj резко уменьшаются собственные шумы устройства, поскольку преобразователь Гильберта представляет собой нерекурсивный цифровой фильтр с малым уровнем собственных шумов, а диагональное включение преобразователей Гильберта дает возможность не усиливать шумы предьщущих каскадов, что и приводит к уменьшению собственных шумов всего устройства. На фиг. 1 показана схема устройства для объединения двух каналов Б одну группу; на фиг, 2 - схе-ма устройства,используемого для выделения двух групп каналов из одной группы. Устройство (фиг. 1) содержит умножители 1-3, преобразователи Гильберта 4 и 5, умножители 6 и 7 частоты, сумматоры 8-11. Устройство, используемое для выделения двух групп каналов из одной группы (фиг. 2) содержит сумматоры 12-15, умножители 16-t9, делители частоты 20 и 21, преобразователи Гильберта 22 и 23. При рассмотрении принципов действия схем (фиг. 1 и 2) используются следующие обозначения: h- текущий номер отсчета сигнала (номер интервала дискретизации) -, Т - интервал дискретизации, соответствующий частоте дискреI тизации ijj, T 1/fp; Т - интервал дикретизации, соответствующий частоте дискретизации i,, т 1/:{д,;, 2ip; x,)f Х,д,(пТ)-первый комплексный групповой сигнал, причем ((пТ) и Х(щ(пТ вещественная и мнимая части этого сигнала 28, ijX /wInT)-второй Комплексный группово сигнал, причем XgqtnT) и5и( вещественная и мнимая части этого сигнала; XgUTV + i X(nf)-комплесный групповой сигнал предствляющий объединение первого и второго сигналов, причем Хд () и Х(пТ) вещественная и мнимая части этого сигнала Спектры ксмплесных сигналов (nT)+jX,(nT) и X2g(nT) + jXj(nT) pa ны нулю в диапазоне частот от i /Т до 2н/Т, спектр комплексного сигнала Xa(nT)+jXj,(nT) равен нулю в диапазоне частот до 2ii/T 4li/T. Устройство работает следующим образом. На первые входы сумматоров 8 и 9 подаются сигналы (nT) и ,(пТ). На первые входы умножителей 1 и 2 по даются сигналы (пТ) и Ху(пТ) , на вторые входы умножителей 1 и 2 подаются сигналы cos ffn и gjn«n , обеспечивающие перенос спектра сигнала Х (пТ)+|Х2„(1Т) в область частот от 7 /Т до , На выходах сумматоров 8 и 9 получается комплексный объединенный групповой сигнал, в котором спектр первого комплексного группового сигнала занимает полосу частот от О , а второго - от до 2ii/T. Экспандеры частоты дискретизации, умножители 6 и 7 частоты увеличивают частоту дискретизации в 2 раза. На выходах экспандеров получается объединенный комплексный си нал, в котором спектр первого комплексного группового сигнала занимает полосу частот от О до It/Т, а второго - от до . -с Дпя того, чтобы сформировать объединенный комплексный выходной сигнал Xg(nT ),(пТ ), спектр которого равен нулю в диапазоне частот от и/Т до 2м/Т , используются цифровые преобразователи Гильберта 4 и 5, умножитель 3 на -1 и сумматоры 10 и 11. Сигналы Х„(пТ) и Х...(пТ) сни9маются с выходов сумматоров 10 и 11. Комплесный сигнал Xg(nT ) + jXj(nT ) может быть объединен с иным комплексным сигналом на следующем уровне с помощью точно такой же схемы, как схема, изображенная на фиг. 1. Схема (фиг. 2) работает следующим образом. Компрессоры частоты дискретизации, делители 20и 21 частоты уменьшают вдвое частоту дискретизации сигнала Хд (пТ) + |Х.. (пТ) (на вход первого компрессора подается Х(гТ ), на вход второго компрессора - Х(пТ) На выходах компрессоров получается комплексньгй сигнал, сйектр которого зд.нимает область частот от О до -Т причем спектр первого из вьщеляемых групповых сигналов занимает область частот от О , второго от до 21|/Т. С помощью цифровых преобразователей Гильберта 22 и 23, умножителей 18 и 19 на -1 и сумматоров 12-15 выделяются первый и второй групповые сигналы. Первый rpjrnповой сигнал (nT)+jX,n, (пТ) получается непосредственно на выходах сумматоров 12 и 13. Спектр второго группового сигнала переносится в область частот от О до с помощью умножителей 16 и 17, на вторые вхЪды которых подаются вспомогательные сигналы , 5tn«n. Второй вьщеленный групповой сигнал X2a(nT) + jXg,,(nT) получается на выходах умножителей 16 и 17. Дальнейшее вьиеленне групповых сигналов Х,д(пТ) + )Х,(пТ) и X2p(nT)+jX2;ц(nT) может быть выполнено с помощью таких же схем, как схема, изображенная на фиг. 2. Таким образом, предпагаемое устройство, построенное на однотипных цифровых фильтрах, преобразователях Гильберта дает возмсисность его реализации в виде специализированной БИС. Кроме того, из sj следует.

что в известном устройстве уровень собственных шумов в 2-3 раза вьше, чем б предлагаемом устройстве за

счет использования преобразователен Гильберта и их диагональных включений ,

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛОВ С ЧАСТОТНЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ, содержащее первый и второй умножители. входы которых являются первыми входами устройства, выходы первого и второго умножителей подключены к первым входам соответственно первого и второго сумматорои, вторые входы которых являются вторыми входами устройства; выходы первого и второго сум маторов подключены соответственно к входам первого и второго умножителей частоты, третий и четвертый сумматоры, выходы которых являются выходами устройства, третий умножитель, первый вход которого является третьим входом устройства, отличающ-ееся тем, что, с целью повышения помехозащищенности устройства, в него введены преобразователи Гильберта,выход (Л первого умножителя частоты подключен к первому входу третьего сумматора и через первый преобразователь Гильберта к первому входу четвертого сумматора, выход второго умножителя частоты подключен к второму входу четвертого сумматора и через второй :о lAd : преобразователь Гильберта к второму входу третьего умножителя, выход которого подключен к второму входу третьего сумматора.

-J ;.

-

n

21

7J

J4

76

c.

-s