Устройство для формирования ортогональных колебаний Советский патент 1988 года по МПК G06G7/26 

оо о о ел ;о

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники и может быть использовано Ч для создания генераторного оборудования многоканальных систем связи,

Цель изобретения - улучшение эксплуатационных характеристик устройства путем уменьшения используемой полосы частот, ликвидируя разрывы в граничных точках - точках окончания предыдущего и начала последующего интервалов формирования колебаний сшиванием прямого и зеркального колебаний, описываемых полиномами Эрми- та.

На фиг.1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства для формирования несущих колебаний; на фиг, 2 - временные диаграммы работы предлагаемого устройства.

Устройство для формирования несу- ших колебаний содержит интегратор 1, формирователь полиномов Эрмита, сос- тояшлй из умножителя 2, суммирующего интегратора 3, интегратора 4 и инвертора 5, генератор 6 тактовых импульсов, триггер 7, второй 8 и первый 9 ключи, делитель 10 частоты импульсов сумматор 11 и формирователь зерк ть- но отраженных полиномов Эрмита, состоящий из умножителя 12, суммирующего интегратора 13 и интегратора 14, Умножитель 2, суммирующий интегратор 3, интегратор 4 и инвертор 5 образуют формирователь 15 полиномов Эрмита В состав формирователя 16 зеркально отраженных полиномов Эрмита входят умножитель 12, суммирующий интегратор 13 и интегратор 14,

Устройство работает следующим образом.

Последовательность импульсов с выхода генератора 6 тактовых импульсов поступает на входы делителя 10 частоты импульсов и триггера 7, С выхода делителя 10, имеющего коэффициент деления, равньй двум, импульсы поступают на входы установки соответствую интеграторов в нулевые состояния На вход интегратора 1 подается постоянное напряжение +U, которое преобразуется в сигнал текущего времени -t. Этот сигнал подается на первьй вход умножителя 2, на второй вход которого с выхода интегратора 4 через инвертор 5 подается колебание, описываемое функцией -Uf,(t). В результате на выходе умножителя 2

формируется колебание, описываемое функцией rt Ur,(t) и подаваемое на первьй вход суммирующего интегратора 3, на второй вход которого с выхода инвертора 5 подается колебание, описываемое функцией ( где „ коэффициент передачи для второго входа суммирующего интегратора 3, определяемьй согласно поряд ку формируемого полинома

Z - 2.1544;

Z . . J-/D N

7

N 3/2 (1,5282 - п);

С) (уГп I t;9B9 2

D

Гп - 5282,

Тб

- 1,2499,

Формируемое на выходе интегратора 3 колебание, описываемое функцией Г-U|,(t) , подается на вход интегратора 4, с вьтода которого снимается ко-

ебание, описываемое функцией Un(t) (прямой полином).

Сигнал текущего времени с выхода нтегратора 1 подается также на перьй вход умножителя 12, на второй

вход которого с выхода интегратора 14 подается колебание, описываемое функцией U(t). В результате на выходе умножителя 12 формируется описываемое функцией -tU(t) колебание, которое подается на первый вход суммирующего интегратора 13,на второй вход которого подается с выхода интегратора 14 колебание, описываемое функцией (21 - л „ ) U(t) ,

где (21 - А) - коэффициент передачи для второго входа дополнительного суммирующего интегратора 13, Величина 1 t/2, где t -.длительность интервала колебания, фop a pyeмoгo на

выходе интегратора 14, равная периоду поступления импульсов с выхода делителя 10 частоты. Формируемое на выходе интегратора 13 колебание, описываемое функцией f-Un(t) , подается на вход интегратора 14, с выхода которого снимается колебание, описываемое функцией Т-U|(t) (зеркаль- ньй полином).

Прямой и зеркальньй полином формируются одновременно на интервале 0; 2J.

Но колебания, описываемые прямым полиномом на интервалах 1 21т; 21 + 21т, где m 0,1,2,,,,, имеют

вид затухающей экспоненты, а колебания, описываемые зеркальным полиномом на интервалах О 21in; 1 + + 21га, имеют вид возрастающей экспоненты. Поэтому колебания на этих участках целесообразно не подавать на выход устройства, а при сшивании колебаний на интервалах О + 21т; 1 + 21т, описываемых прямым поли- номом, и колебаний на интервалах 1 + 21in; 21 + 21m, описываемых зеркальным полиномом, разрывы в граничных точках ликвидируются, что приводит к сужению спектра формируемых колебаний.

Тактовые импульсы, поступающие с выхода генератора 6 тактовых импульсов на счетный вход триггера 7, управляют ключами 8 и 9.

На временных интервалах О + + 21т; 1 + 21т триггер 7 находится в единичном состоянии. Положительный потенциал с его прямого выхода поступает на управляющий вход ключа 8. Ключ 9 в это время закрыт, так как на его управляющий вход поступает О с инверсного выхода триггера 7. Через открытый ключ 8 колебание,формируемое на выходе второго интегратора 4, поступает на вход сумматора 11, на выходе которого формируется

колебание Uf,(t) длительностью 1, На временных интервалах 2 + + 21т; 21 + 21тj триггер 7 находится в нулевом состоянии. Положительный потенциал с его инверсного вькода поступает на управляющий вход ключа 9, ключ 8 в это время закрыт, так как на его управляющий вход пос- тупает О с прямого выхода тригге- ра 7. Через открытый ключ 9 колебание, формируемое на выходе дополнительного второго интегратора 14,поступает на другой вход сумматора II, на выходе которого формируется колебание U(t) длительностью 1.

Таким образом, на выходе сумматора 11 формируются колебания Un(t), не имеющие разрывов в граничных точ- ках - точках окончания предыдущего и начала последующего интервалов формирования колебаний длительностью t.

На фиг.2 представлены диаграммы, иллюстрирующие процесс формирования несущих колебаний третьего порядка. На диаграммах показано временное состояние выходов; а) интегратора 4 (ко лебания аналогичны колебаниям, фор

мируемым прототипом); б) интегратора 14; в) ключа 8; г) ключа 9; д) сумматора 15 (выход схемы).

Формирование колебаний, описываемых функциями других порядков, осуществляется аналогично.

Полиномы, описывающие колебания, поступающие с выхода интегратора 4 и аналогичные формируемым прототипом, являются собственными функциями краевой задачи, имеющей вид:

i u,(t)

A,-t) U,(t) О,

при этом Ujo) О, и„(а) о и являются ортогональными.

Зеркальные полиномы, описывающие колебания, поступающие с выхода интегратора 14, также являются собственными функциями краевой задачи.Для зеркальных полиномов данная задача имеет вид:

25

,(t)-

-- + (л + t - 21)0Jt)

при этом и,

,(0)

и(о)

U,(21), - (21).

А собственные функции любой самосопряженной краевой задачи (таковой является рассматриваемая) являются ортогональными,

Для организации группы каналов системы передачи информации необходимо наличие группы аналогичных устройств, формирующих колебания, описываемые полиномами разных порядков.

Использование изобретения позволяет создавать генераторы несущих колебаний, которые обеспечивают возможность формирования периодических колебаний с более узким, чем у прототипа, спектром за счет отсутствия разрывов в граничных точках - точках окончания предыдущего и начала последующего интервалов формирования колебаний, благодаря чему обеспечивается более эффективное использование заданного диапазона частот.

Формула изобретения

Устройство для формирования ортогональных колебаний, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом делителя частоты импульсов и счетным входом

5 13

триггера, прямой и инверсный выходы которого подключены к управляющим входам соответственно первого и второго ключей, интегратор, информационный вход которого подключен к шине постоянного напряжения, и формирователь полиномов Эрмита, выполненный в виде умножителя и последовательно соединенных суммирующего интегратора интегратора и инвертора, выход интегратора устройства соединен с первым входом умножителя, выход которого подключен к первому входу суммируюг- щего интегратора, второй вход которого и второй вход умножителя подключены к выходу инвертора, установочные входы интегратора устройства,суммирующего интегратора и интегратора формирователя полиномов Эрмита подключены к выходу делителя частоты импульсов, отличающееся тем, что, с целью повьшения эксплуатационных характеристик за счет уменьшения используемой полосы частот, оно дополнительно содержит сумматор и формирователь зеркально отраженных полиномов Эрмита, состоящий

5

0

25

из последовательно соединенных умножителя, суммирующего интегратора и интегратора, причем первый вход умножителя формирователя зеркально отраженных полиномов Эрмита подключен к выходу интегратора устройства, а второй вход умножителя формирователя зеркально отраженных полиномов Эрмита и другой вход суммирующего интегратора формирователя зеркально отраженных полиномов Эрмита подключены к выходу интегратора формирователя зеркально отраженных полиионов Эрьм- та и информационному входу первого ключа, выход которого соединен с первым входом сумматора, выход которого является выходом устройства, второй вход сумматора подключен к выходу второго ключа, информационный вход которого соединен с выходом интегратора формирователя полиномов Эрмита, а выход делителя частоты импульсов соединен с установочными входами суммирующего интегратора и интегратбра формирователя зеркально отраженных полиномов Эрмита.

Изобретение относится к области специализированных средств вычислительной техники и может быть использовано для создания генераторного оборудования многоканальных систем связи. Целью изобретения является повышение эксплуатационных характеристик за счет уменьшения используемой полосы частот. Для достижения поставленной цели устройство дополнительно содержит сумматор и формирователь зеркально отраженных полиномов Эрмита, состоящий из последовательно соединенных умножителя,суммирующего интегратора и интегратора. Устройство позволяет обеспечивать возможность формирования периодических колебаний с более узким спектром за счет отсутствия разрывов в граничных точках - точках окончания пре- дьщущего и начала последующего интер- валов формирования колебаний. Для организации группы каналов системы передачи информации необходимо наличие группы аналогичных устройств, формирующих колебания, описываемые полиномами разных порядков. 2 ил. i (Л

(Pu.f