Формирователь сигналов многократной манипуляции Советский патент 1986 года по МПК H03C5/00 H04L27/00 

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано в устройствах передачи информации различного назначения, а также в измерительных приборах

Цель изобретения - уменьшение нелинейных искажений выходного сигнала

На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема предлагаемого формирователя сигналов многократной манипуляции; на фиг. 2 - аппроксимация сигнала ступенчатой функцией; на фиг. 3 - структура цифровой линии задержки с обратной связью при генерации сигнала частоты f ; на фиг. 4 - структура цифровой линии задержки для генерации сигнала с частотами f и f, ; на фиг. 5 - временные диаграммы для амплитудной манипуляции; на фиг. 6 - време1П1ые диаграммы управляющих импульсов для случая f, В, , .

Формирователь сигналов многократной манипуляции содержит многоотводную линию 1 задержки, кодопреобразователь 2, первый коммутатор 3, блок памяти, п элементов 5,-5„ задержки п аттенюаторов 6j -6,, сумматор 7 , второй коммутатор 8, источник 9 тактовых сигналов.

Формирователь сигналов многократной манипуляции работает следующим образом.

Па выходе сумматора 7 можно формировать сигналы требуемой формы, если соответствующим образом выбрать структуру цифровой линии задержки, образуемой определенными комбина;ция- ми элементов 5,-5п задержки, переключателей 3,-3 первого коммутатора 3 и переключателей 8, -8, второго коммутатора 8.

Предварительно, задавая коэффициенты аттенюаторов 6,-6,, исходя из требуемой формтл выходного сигнала, рассчитывается двоичная последовательность, которую должна формироват указанная цифровая линия задержки.

Затем по найденной двоичной после довательиости синтезируется цифровая линия задержки с обратной связью. При этом изменение параметров формируемого сигнала в момент манипуляции осуществляется путем подачи с вььчодов кодопреобразователя 2 через переключатели 3, -3. первого коммутатора 3 сигналов, изменяющих состояние соответствующих элементов 5, -5

задержки при осуществлении фазовой или амплитудной манипуляции.

Для осуществления частотной манипуляции с помощью блока 4 памяти и

переключателей 8,-8| второго коммутатора 8 по сигналу с выхода кодопреобразователя 2, подключенного к входу блока 4 памяти, происходит перестройка структуры цифровой линии

задержки.

Для осуществления комбинированной манипуляции в момент манипуляции происходит изменение ее состояния и перестройка ее структуры.

Формирование синусоидального сигнала с фазовой манипуляцией производится следующим образом.

Если необходимо сформировать синусоидальный сигнал с амплитудой, равной единице, частотой f , то следует обеспечить набор начальных фаз О, 90, 180, 270. Исходя из заданной точности аппроксимации и учитывая количество начальных фаз, аппроксимируют синусоидальный сигнал ступенчатой функцией, состоящей из двенадцати прямоугольных импульсов, т.е. период двоичной последовательности (фиг.2). Тогда длина цифровой линии задержки

может быть равна шести. Количество отводов при этом также будет равно шести. Так как на выходе цифровой линии задержки в простейшем случае сигнал рднополярньш, то синусоидальнь1Й сигнал формируется с постоянной составляющей (в данном случае равной единице). Постоянную составляющую Б случае необходимости легко устранить, например, с помощью конденсатора, подключенного к выходу сумматора.

Задают в качестве коэффициентов К- передачи аттенюаторов разности между величинами соседних отсчетов синтезируемой синусоиды. В данном случае К,0,14; ,36; ,5; ,5; ,36; ,14, Определяют двоичную последовательность, которую должна генерировать цифровая

линия задержки с обратной связью.

Для этого составляют систему уравнений, описывающую соотношение между значениями -двоичных символов X;, генерируемых цифровой линией задержки, коэффициентами К; передачи атте- гаоаторов , и отсчетами а формуемого сигнала на выходе сумматора 7.

X, K,-t-X,Kj + .,

х,к,+х,к,-.

....ч-Х,

Kg а42 J

(1)

а,0; ,, ,5; 5

а 1 ,86;

10 5 %

относительно X

а 0,5; а„

8п

получаX -Xj-Xj-X

Х5,х,,

X

-Y -V -Y -Y -Y - I

10 f«

л

i Пользуясь методами определения обратной связи для получения найденной последовательности 000000111111, можно найти, что инверсный выход последнего шестого элемента задержки 5,-5g должен быть соединен с входом элемента задержки 6 (фиг.З). Состояние каждого элемента 5 -5j, задержки для каждого такта и соответствующая величина напряжения на выходе сумматора 7, а также соответствующие фазы сигнала приведены в табл. 1.

Из табл. I следует, что каждой фазе сигнала соответствует определен ная комбинация из единиц и нулей, записанная в элементы 5,-5 задержки. Следовательно, изменение фазы сигнала в момент манипуляции можно осуществить путем записи в элементы 5,-5g задержки соответствующих комбинаций из единиц и нулей.

ФЪрмирование сигнала с частотной манипуляцией производится следующим образом.

Получить колебание с амплитудой, равной 1, и частотой f в полтора раза большей, чем в вьшерассмотренном примере, т..е. увеличить частоту в требуемое число раз, можно обеспечить исключая, например, 3, 5, 9 и 11 ступеньки из - аппроксимирующей функции (фиг. 2). Соответственно из набора комбинаций единиц и нулей, при

веденных в табл. 1, нужно исключить 3, 5, 9 и II комбинации. Это можно сделать изменив структуру цифровой линии задержки так, чтобы входы третьего 5 и пятого 55 элементов задержки были подключены соответствен- но к выходам первого 5 и третьего 5} элементов задержки. Цифровая лини задержки с изменяемой структурой изображена на фиг. 5. Состояние каждого элемента 5,-5„ задержки для каж дого такта и соответствующая величи- на напряжения на выходе сумматора 7. а также соответствующие значения

1231622

фазы

сигнала приведены в табл.

5

10

fS

20

25

д 30

35

45

JQ сс

Принцип изменения начальной фазы колебания с частотой f остается прежним.

сформирование сигнала с амплитудной манипуляцией производится следующим образом.

Амплитудную манипуляцию можно осуществить, если в качестве исходной выбрать не нулевую комбинацию, а комбинацию, содержащую в определенных, симметрично расположенных относительно середины местах, единицы. I Пусть в качестве исходных при формировании частоты f| выбраны комбинации 010010 и 100001. Изменение состояний элементов 5, -5 задержки и значения сигнала на выходе сумматора 7 представлены в табл. 3.

Соответствующие временные диаграммы сигналов приведены на фиг. 5.

Таким образом, изменение амплиту ды и фазы сигнала осуществляемся путем записи в элементы задержки в моменты манипуляции соответствующих комбинаций единиц и нулей, а изменение частоты путем изменения структуры цифровой линии задержки

в момент манипуляции. При увеличении ее длины точность формирования сигна-, ла будет повышаться, будет расширяться набор начальных фаз и возможных значений частот и амплитуд.

Когда манипуляции подвергаются одновременно все три параметра- формируемого колебания, т.е. начальная фаза, частота и амплитуда, формирователь сигналов многократной манипуляции работает следующим образом.

Бинарные сигналы, полученные из передаваемой информационной последовательности предварительным перекодированием, подаются на вход многоотводной линии 1 задержки и продвигаются по ней благодаря продвигающим импульсам, поступающим с второго выхода источника 9 тактовых сигналов,

Состояние первого элемента многоотводной линии 1 задержки определяет значение начальной фазы ( , а- 80 ), состояние второго элемента - значение амплитуды (,1, ,72), состояние третьего элемента - значение частоты (.

.

В соответствии с табл. 1-3 в табл. 4 сведены возможные сочетания

состояний элементов многоотводной линии 1 задержки, параметров форми- .руемого колебания и соответствующих комбинаций единиц и нулей, которые должны быть записаны в элементы 5,-5„ задержки и блок 4 памяти в момент манипуляции,

С помощью кодопреобразователя 2 происходит перекодирование содержимо- го элементов многоотводной линии 1 задержки в соответствующую комбинацию единиц и нулей, записываемую в момент манипуляции в блок 4 памяти и элементы 5,5j, задержки. После заполне)шя многоотводной линии 1 задержки под действием импульса с третьего выхода источника 9 тактовых сигналов выходы переключателей 3, -3, замыкаются с первыми сигнальными входами, благодаря чему осуществляется запись комбинации единиц и нулей в элементы 5(-5,, задержки. При этом в блок 4 памяти с соответствующего выхода кодопреобразователя 2 (для данного случая с седьмого) записывается

Г

вследствие чего после изменения состояния элементов 5,-5„ за- дерлски сигналом с выхода блока 4 . памяти за счет переключателей 8, -8,,

пррисходит.изменение структуры цифровой линии задержки (если необходимо формировать синусоиду с частотой f). Если в блок 4 памяти будет записан О, то переключатели остаются в том положении и форми- . руется синусоида с частотой .f. Далее под действием управляющих импульсов с первого выхода источника 9 тактовых сигналов происходит продвижение ком- бипации из единиц и нулей, записанной в цифровую линию задершси, до следующего момента манипуляции, при этом на выходе сумматора 7 будет иметь место сигнал с требуемой ам- плитудой, фазой и частотой.

Исходя из принципа работы устройства, определить необходимое соотношение частот следования синхронизированных управляющих импульсов на выходах источника 9 тактовых сигналов (фиг. 6). Эти соотношения следующие :

Р.оыч,.) 2f,-n; Fj,,,(,,, МВ;

БШ (9) - )

где В - скорость манипуляции в канале свя;зи;

5

10 15 20 5

0

5 Q . 5

0

5

. f( - нижняя частота формируемого

колебания; М и п - соответственно количество

элементов многоотводной линии 1 задержки и элементов 5f.-5 задержки.

Формула из обретения

Формирователь сигналов многократной манипуляции, содержащий многоотводную линию задержки, а тахсже п элементов задержки, инверсный выход каждого из которых соединен через соответствующий аттенюатор с сумматором, источник тактовых сигналовi первый и второй выходы которого соединены соответственно с тактовыми входами п элементов задержки и тактовым входом многоотводной линии за- дерлски, информационный вход которой является входом формирователя сигналов многократной манипуляции, отличающийся тем, что, с целью уменьшения нелинейных искажений выходного сигнала, в него введены кодопреобразователь, первый коммутатор, содержащий п переключателей, второй коммутатор, содержащий ш переключателей, и блок памяти, при этом первый, второй,...,п-й выходы кодопреобразователя соединены с первыми сигнальными входами соответственно первого, второго,... , переключателей первого коммутатора,..., а (п+1)-й выход кодопреобразователя соединен с сигнальным входом элемента памяти, второй сигнальный вход первого переключателя первого коммутатора соединен с инверсным выходом п-го элемента задержки, вторые сигнальные входы второго, третьего,..., п-го переключателей первого коммутатора соединены с неинвертирующими выходами соответственно первого, второго,...,п-го элементов задержки, первьш сигнальный вход каждого из m переключателей .второго коммутатора соединен с информационным входом соответствующего К-го элемента задерж- .ки, выход каждого из m переключателей второго коммутатора соединен с входом соответствующего (К+1)-го элемента задержки, второй сигнальный вход каждого из m,переключателей второго коммутатора соединен с выходом соответствующего (К+1)-го переключателя пёр712316228

вого коммутатора, выход каядзюго изпамяти соединен с управляющими входаостальньпс переключателей первого ком-ми переключателей второго коммутатомутатора соединен с информационнымра, причем К

входом последующего по порядковомупорядковый номер переключателя второномеру элемента задержки, тактовые jго коммутатора; , где fj входы всех переключателей первого иверхняя частота формируемого сигнала;

второго коммутаторов и блока памятилГ --разность между верхней и

соединены с третьим выходом источни-нижней частотами формируемого

ка тактовых сигналов, выход блокасигнала .

Таблица 110Та блица 2

Т а б л и ц а 4

0s 7«Г

Of

Or

OB

Чъ

Oft

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано в устройствах передачи информации и измерительных приборах. Уменьшаются нелинейные искажения выходного сигнала. Устройство содержит многоотводную линию задержки (ЛЗ) 1, кодопреобразователь (КП) 2, два коммутатора (к) 3 и 8 на переключателях, блок памяти (БП) 4, п элементов 5 задержки, п аттенюаторов 6, сумматор 7 и источник 9 тактовых сигналов. На выходе сумматора 7 формируются сигналы требуемой формы при соответствующем выборе структуры цифровой ЛЗ, образуемой определенньп ш комбинациями элементов 5 задержки и переключателей К 3 и 8. При фазовой или амплитудной манипуляции параметры сигнала изменяются путем подачи с выходов КП 2 через переключатели КЗ сигналов, изменяющих состояние соответствующих элементов 5 задержки. При частотной манипуляции с помощью БП 4 и переключателей К 8 по сигналу с выхода КП 2, подключенного к входу БП 4, происходит перестройка структуры цифровой ЛЗ, При комбинирова 1НЬй манипуляции происходит изменение состояния цифровой ЛЗ и перестройка ее структуры. Устройство формирует синусоидальный сигнал с фазовой, частотной и амплитудной манипуляциями. Может быть осуществлена манипуляция одновременно всех трех параметров: начальной фазы, частоты и амплитуды. Цель достигается введением 1Ш 2, К 3 и 8 и БП 4. 6 ил., 4 табл. Q 9 (Л с ND СА а N5 Ю fUft

LJpp

1p- -т Trarf-l

(paf.S

ивьШ

ntiiiiiniiiiiiininiiiiiiiiiiiiiiiiniitiHiiMitiiiiii,

i/BuxZ

I 1 I I i I II I I I I L

UBittx

i

1

Редактор A. Ревин

Составитель Г. Захарченко

Техред О.Гортвай Корректор С. Черни

Заказ 2662/58 Тираж 624Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретен 1й и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская, наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1