Генератор функций Лагерра Советский патент 1985 года по МПК G06G7/26 

1

Изобретение относится к специалиЧ зированным средствам вычислительной техники и может быть использовано в радиотехнической аппаратуре и аппаратуре связи для генерирования сложных колебаний, описываемых функциями Лаггера.

Известен генерагор функций, обеспечивающий формирование временных функций: синусоидальных, показательных, логарифмических, тригонометрических, гиперболических J

Однако известное устройство имеет сложную конструкцию и формируе1У1ые при этом колебания занимают широкую 9ОЛОСУ частот.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является генератор функций Лагерра, содержащий соединенные последовательно генератор импульсов и канальный узел, имеющий N последовательно соединенных (гр,е N .- число функций, формируемых генератором канальных блоков, первый из которых включает соединенные последовательно интегратор и буферный каскад, с выхода которого снимается колебание, описываемое функцией Лагерра нулевого порядка, а (N - 1) последующих канальных блоков - соединенные последовательно скрещенный четырехполюсник на RC - элементах и буферный каскад, с выхода которого снимается колебание, описываемое функцией Лагерра соответ ствующего порядка (зависит от числа каналов) 2j .

Недостаток данного генератора - низкая временная загрузка каналов при использовании в многоканальных системах сзязи с переносчиками, описываемыми функциями Лагерра,

Целью изобретения является повышение производительности за счет формирования функций Лагерра с изменяющимся масштабным множителем при сохранении их ортогональности.

Поставленная цель достигается тем, что в генератор функций Лагер.ра, содержащий генератор импульсов и основной канал формирования колебаний, состоящий из N последовательно соединенных формирующих блоков, где N- максимальный порядок формируемых функций,Лагерра, первый формирующий блок состоит из последовательно соединенных интегратора и буферного каскада, каждый из остальных формирующих блоков содержит ортогональ7487 .2

ный фильтр, вьшолненный в виде последовательно соединенных RG -четырехполюсника буферного каскада, введены делители частоты и дополнительные каналы формирования колебаний, каждый . из которых состоит из последовательно соединенных формирующих блоков, первый формирующий блок в каждом дополнительном канале включает после Q довательно соединенные интегратор и буферный каскад, каждьй из остальньпс формирующих блоков содержит ортогональный фильтр, выполненный в виде последовательно соединенного RC -чеJ тырехполюсника и буферного каскада, причем входы интеграторов всех каналов формирования колебаний через соответствующие делители частоты подключены к выходу генератора импульQ сов, число формирующих блоков в каждом дополнительном канале формирования колебаний равно номеру этого дополнительного канала формирования колебаний, выходами генератора являются выходы последних формирующих блоков дополнительных каналов формирования колебаний и выходы формирующих блоков с номерами от N/2 до основного канала формирования колебаний, число дополнительннх каналов формирования колебаний определяется

из соотношения N/2 и --- соответственно при четном и нечетном числе функций Лагерра, формируемых генера5 тором.

На фиг.1 представлена функциональ-. ная схема генератора функций Лагерра; на фиг.2 - графическая зависимость функций переносчиков от нулевого до

0 третьего порядка; на фиг.З - таблица результатов расчета величины интервала ортогональности переносчиков типа функций Лагерра при разном числе каналов.

5 Генератор функций Лагерра на примере четырехканального варианта содержит три канала: основной 1 и дополнительные 2 каналы формирования колебаний. Основной канала 1 имеет

0 четыре последовательно соединенных формирующих блока, nepBbrii из которых включает соединенные последовательно интегратор 3 и буферный каскад 4, с выхода которого снимается колебание,

5 одисываемое функцией Лагерра нулевого порядка, а второй, третий и четвертый - соединенные последовательно скрещенный четырехполючник 5 на RC элементах и буферный каскад 6, с выхода каждого из которых снимаются колебания, описываемые функциями Лагерра соответственно первого, вто- рого и третьего порядков, делителя частоты 7. Второй дополнительный канал формирования колебаний имеет два последовательно соединенных формирую щих блока, первый из которых включает соединенные последовательно интег ратор 8 и буферный каскад 9, а второй - соединенные последовательно скрещенный .четырехполюсник 10 и буферный каскад 11. С выходов буферных каскадов 9 и 11 снимаются колебания, описываемые функциями Лагерра соответственно нулевого и первого порядка. Имеются также генератор импульсов 12, а первый дополнительный ка.нал формирования колебаний имеет один формируют ий блок, состоящий из интегратора 13 и буферного каскада 1 с выхода которого снимается колебание, описываемое функцией Лагерра нулевого порядка. Генератор работает следующим образом. . При включении питания с выхода генератора 12 импульсы поступают на входы делителей 7 частоты. Коэффициент деления делителей К выбирается в зависимости от числа дополнитель;ных каналов и частоты следования импульсов в основном канале следующему соотношению: L. 21 Т fl. - J где X:,..., X.. соответственно вели чина интервала орто гональности Ь i-тых дополнительных и о новных каналах; частота генератора временных импульсов частота следования импульсов в OtHOBном канале; - целая часть отношения . При этом длительность формируемы колебаний на выходах каждого канала будет разной за счет изменяющегося масштабного множителя оО и определяе ся для колебаний на выходе i-того дополнительного канала 1 7 колебаний на выходе основного канала t , N ,,. flL-Si-. Ын f V. Генератор функций Лагерра для четырехканального варианта, включающий основной и два дополнительных канала при частоте генератора 12, равной f„, имеет коэффициент деления дели, равный 50, а делителей соответственно 10 и 25. 7. часИмпульсы с выхода делителя 1 тоты с частотой подаются на вход интегратора. На выходе интегратора 13 формируются колебания, описываемые функцией Лагерра нулевого порядка (t) . Эти колебания, с частотой следования i, , подаются через буферный каскад 14 на выход генератора.Импульсы с выхода делителя 7 частоты второго канала с частотой следования подаются на вход интегратора 8. С выхода интегратора колебания, описываемые функцией Лагерра нулевого порядка Jjj (t)4epe3 буферный каскад 9 подаются на вход скрещенного четырехполюсника 10, на выходе которого формируются колебания, описываемые функцией Лагерра первого порядка (t). Эти колебания с частотой следования frt подаются через буферный каскад 11 на выход генератора. Работа основного канала аналогична, при этом колебания, описываемые функциями Лагерра нулевого и первого порядков, на выход генератора не подаются, а снимаются только колебания, описываемые функциями Лагерра второго и третьего порядков. Использование изобретения позволяет создавать генераторы несущих колебаний, которые обеспечивают увеличение пропускной способности каналов связи за счет максимальной временной загрузки. В частности, для четырехканального варианта генератор на том же тактоном интервале формирует девять ортогональных переносчиков, описываемых функциями Лагерра нулевого, первого, второго и третьего порядков.

При этом ортогональность переносчиков, описьтаемых функциями Лагерра нулевого порядка, в основном канале обеспечивается 5а счет смещения по времени на интервал, равный по величине периоду следования импульсов на выходе делителя 7 , подключенного к входу первого дополнительного канала, а ортогональность переносчиков, описываемых функциями Лагерра первого порядка, в основном канале обеспечивается за счет смещения по времени на интервал, равный по величине периоду следования импульсов на выходе делителя 7д, подключенного К входу второго дополнительного канала,

На фиг.З приведены результаты расчета величины интервала ортогональности переносчиков типа функций iЛагерра при равном числе каналов и .допустимьж в практике связи шумах :неортогональности менее 0,001. Из данных таблиц (фиг.З/ и графических зависимостей (фиГ.2)следует, что при постоянном масштабном множителе в известной четырехканальной системе , использующей переносчики типа функций Лагерра от нулевого до третьего порядков, первый и второй каналы находятся в режиме недостаточной временной загрузки. При увеличении числа каналов (числа функций, формируемых генератором) указанное обстоятельство проявляется все в большей степени. На графиках по оси абсцисс отмечены граничные точки ин,тервала ортосональности (точки С).

Пр1и введении переменного масштабного множителя «i yaj, (что обеспечивается в генераторе изменением частотыт следования импульсов, подаваемых на соответствунщие входы генератора по каждому каналу - для формирования функций - переносчика соответствующего порядка) достигается более эффективное использование временного интервала, а именно для 4-канального варианта на базе первого канала

могут быть дополнительно организованы- 4 резервных канала, на базе второго канала - 1 резервный канал (фиг.2). При этом с увеличением количества организуемых каналов (числа функций, формируемых генератором) величина выигрыша увеличивается, в частности для шестиканального варианта вьшгрьш составляет 9 каналов (/при этом на базе первого канала ор-;

ганизуется 6 резервных, на базе.второго - 2, на базе третьего - 1 , для Г2-канального - 26 каналов, для 15- : канального - 35 каналов (фиг.З).

Таким образом, использование предлагаемого генератора позволит допол- нительно организовать в многоканаль-, ной системе связи на базе 4 каналов i 5 резервных каналов, на базе 6-9, на базе 12 - 26, на базе 15-35 каналов. Таким образом, выигрыш составляет соответственно 125; 150; 216,6;:

233,3 %.,

Величина выигрьппа определяется соотношения:

, .гИ-..

Ицелая часть.

где

п

N v j

рвный

V

i-f

/2Q

интербал

Фиг. 2

ГЕНЕРАТОР ФУНКЦИЙ ЛАГЕРРА, iсодержащий генератор импульсов и основной канал формирования колеба НИИ, состоящий из N последовательно соединенных формирующих блоков, где N максимальный порядок .формируемых функций Лагерра, первый формирующий блок состоит из последовательно соединенных интегратора и буферного каскада, каждый из остальных формирующих блоков содержит ортогональный фильтр, выполненный в виде последовательно соединенных RC -- четырехполюсника и буферного каскада, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности за счет формирования функций Лагерра с изменяющимся масштабным множителем при сохранении их ортогональности, он дополнительно содержит дели:тели частоты и дополнительные каналы формирования колебаний, каждой из которых состоит из последовательно соединенных формирующих блоков, первый формирующий блок в каждом дополнительном канале включает последовательно соединенные интегратор и буферный каскад, каждый из остальных формирующих блоков содержит ортогональный фильтр, выполненный в виде -последовательно соединенного RC - четырехполюсника и буферного каскада, причем входы интеграторов всех каналов формирования колебаний через соответствующие делители частоты подключены к выходу генератора i импульсов, число формирующих блоков в каждом дополнительном канале фор(Л мирования колебаний равно номеру зтого дополнительного канала формирования колебаний, выходами генератора являются выходы последних формирующих блоков дополнительных каналов формирования колебаний и выходы формирующих блоков с номерами от Н/2 до N основного канала формирооо вания колебаний, число дополнитель Nl ных каналов формирования колебаний 4; определяется из соотношения N/2 и 00 N - 1 J -2- соответственно при четном и нечетном числе функций Лагерра, формируемых генератором.