Способ совместной передачи и приема цифровых и аналоговых данных Советский патент 1991 года по МПК H04J3/00 

1

(21)4392008/09

(22)t4.03.88

.(46) 23о04.91„ Бнш„ № 15 (72) -А.С. Диков

(53)621.395.44(088.8)

(56)Заявка Франции № 2554998, кл0 Н 04 В 14/02, 1985„

(54)СПОСОБ СОВМЕСТНОЙ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ЦИФРОВЫХ И АНАЛОГОВЫХ ДАННЫХ

(57)Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано для совместной передачи цифровых и аналоговых данных -по каналам связи в интегрированных локальных цепях. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости и пропускной способности,, Суть способа .заключается в передаче амплитуды аналогового сигнала как разности между амплитудой цифрового сигнала и текущим абсолютным значением аналогового сигнала. Устройство для осуществления способа содержит блок 1 передачи, компаратор 2, выпрямитель 3, модулятор 4, блок 5 управления, источник-приемник 6 цифровых данных, блок 7 приема, усилитель-ограничитель 8, синхронный накопитель-демодулятор 9, блок 10 вычитания, выход 11 аналоговых данных, 4 ил.

(Л

1

СГ -U

-U

:о

Ю

:л

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано для совместной передачи цифровых и аналоговых данных: по каналам связи в ин- тегрированных локальных сетях.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости и пропускной способности.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства, реализующего способ; на фиг 2 - структурная схема блока управления; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства в режиме передачи} на фиг. 4 - временные диаграммы, иллюстрирующие работу устройства в режиме приема в

Устройство содержит блок 1 передачи, компаратор 2, выпрямитель 3, мо- дулятор 4, блок 5 управления, источник-приемник 6 цифровых данных, блок 7 приема, усилитель-ограничитель 8, синхронный накопитель-демодулятор 9, блок 10 вычитания и выход 11 аналоге- вых данных

Блок 5 управления (фиг 2) содержи узел 12 управления передачей, содержащий мультиплексор 13, первый сдвиговый регистр 14, первый дешифратор 15 управляющих символов, первый триггер 16, первый счетчик 17, преобразователь 18 манчестерского кода, узел 19 управления приемом, включающий в себя второй триггер 20, дешифратор 21 манчестерского кода, ключ 22, второй счетчик 23, третий триггер 24, второй дешифратор 25 управляю-, щих символов и второй сдвиговый регистр 26 „

Устройство работает следующим образом

Передача аналоговых данных возможна после передачи в цифровом виде управляющего сигнала, разрешающего передачу аналогового сигнала.

Передаваемые цифровые данные и управляющие символы с выхода источника- приемника 6 цифровых данных через блок 5 управления поступают одновре- менно на вход мультиплексора 13 и на информационный вход первого сдвигового регистра 14 (фиг, 2). Мультиплексор 13 передает цифровые данные на информационный вход .пре- образователя 18 Одновременно с выхода источника-приемника 6- на тактовые входы первого сдвигового регистра 14, первого счетчика 17 и

преобразователя 18 подаются синхроимпульсы

Фазоманипулированный двухполяр- ный сигнал на выходе преобразователя 18 имеет вид, показанный на фиг Зд При нулевом сигнале на выходе строба разрешения передачи выборки аналогового сигнала блока 5 сигнал с выхода преобразователя 18 поступает на модулятор 4, который пропускает цифроьые данные без дополнительной модуляции на выходную шину.

Аналоговый сигнал с входной шины (фиг. За) поступает одновременно на вход выпрямителя 3 и компаратора 2.

Двухполупериодно-выпрямленный сигнал (фиг 36) с выхода выпрямителя 3 подается на вход модулятора 4, но модуляция разрешается только после выдачи строб-импульса разрешения (фиго Зг) блоком 5 управления.

Сигнал с выхода компаратора 2 (фиг. Зв), используемый для манипуляции фазой выборки, поступает на вход блока 5 управления

Манипуляция фазы выборки происходит после выдачи строб-импульсов разрешения, которые, очередь, вырабатываются первым счетчиком 17 только после передачи управляющего символа разрешения передачи аналогового сигнала.

После передачи данного управляющего символа он в параллельном виде выделяется на первом сдвиговом регис ре 14 сдвига, первый дешифратор 15 управляющих символов дешифрирует символ и устанавливает первый триггер 16 в единичное состояние, что вызывает запуск первого счетчика 17, который через интервал дискретизации ТР, включающий цепое число бит цифрового сигнала (тактов), выдает стро импульсы разрешения передачи выборки аналогового сигнала (фиг Зг) до передачи управляющего символа отбоя. Строб-импульсы являются также сигналом прерывания для передачи цифровых да,нных, который подается по соответствующей шине группы выходов в источник 6

Строб-импульсы разрешения передачи выборки аналогового сигнала с выхода блока 5 управления поступают на вход разрешения модулятора 4 и соответственно - на управляющий вход мультиплексора 13, который подключает выход компаратора 2 к входу преобразователя 18 на время одного бита цифрового сигнала. За время действия строб-импульса разрешения t« (фиг. 3 г,д) на выходе преобразовате 18 формируется фазоманипулированный сигнал (фиг о Зд) , аналогичный сигналу цифровых данных и соответствующий логической единице при единичном выходе с компаратора 6, что соответствует знаку полярности аналогового сигнала плюс или отсутствию (паузе)

вг;

аналогового сигнала te; tg ; tb (на фиг0 Зд), и соответствующий логическому нулю при знаке полярности аналогового сигнала минус t« ,

fc&4 t&6 иг Зд)°

За время действия строб-импульса

разрешения передачи выборки аналогового сигнала аналоговый сигнал (фиг„ 36), поступающий с выхода выпрямителя 3 на первый вход модулятора 4, осуществляет модуляцию (дополнительную) фазоманипулированного сигнала (фиг. Зд), поступающего с соответствующего выхода блока 5 на второй вход модулятора 4, причем амплитуда двухполярного импульса выборки на выходе модулятора 4 (фиг. Зе) определяется как разность

1

U,

Uц /Ua/, при этом UQ Ј Ц

Ч

где U6 - амплитуда двухпояярного импульса на выходе модулятора; 11ц - амплитуда двухполярного импульса цифрового сигнала; /Ufl/ - текущее абсолютное значение аналогового сигнала (после двухполупериодного выпрямителя 3) о

Таким образом, модулятор 4 осуществляет обратную модуляцию. т.е„ чем больше амплитуда аналогового сигнала, тем меньше амплитуда выходного двухполярного импульса, так как амплитуда цифрового сигнала постоянна ,

i

Сформированный комплексный сигнал цифровых и аналоговых данных (фиг. З с выхода модулятора подается в канал связи. Принимаемые цифровые данные в манчестерском коде поступают с канала связи в блок 7 приема (фиг 0 4а), на вход усилителя-ограничителя 8, с выхода которого подаются на вход дешифратора узла 19 управления приемом. С выхода дешифратора цифровые данные в последовательном коде и синхроимпульсы ля

10

ются на вход источника-приемника 6

цифровых данных.

После приема управляющего символа, разрешающего прием аналогового сигнала, он также как в узле 12 управления передачи, в узле 13 управления приема в параллельном виде выделяется на втором сдвиговом регистре 26, второй дешифратор 25 управляющих символов дешифрирует символ и устанавливает третий триггер 24 в единичное состояние, что вызывает запуск второго счетчика 23, который через интервал дискретизации, включающей целое число бит принимаемого цифрового сигнала, выдает строб- импульс разрешения приема, являющиеся одновременно сигналом прерывания приема цифровых данных, тактовым сигналом для второго триггера 20, формирующего знак полярности выборки аналогового сигнала и сигнал управления ключом 22„ Сформи25 рованный двухполярный строб-импульс приема-выборки аналогового сигнала приведен на фиг. 4в

В синхронном накопителе-демодуляторе 9 во время приема-выборки

Зо происходит перемножение строб-импульсов приема-выборки и входного сигнала выборки, а также хранение полученного сигнала до следующей выборки (фиг. 4г). Сигнал с выхода синхронного накопителя-демодулятора 9 подается на вход блока 10 вычитания, выполненного на двух дифференциальных усилителях с единичным усилением, на выходах которых получается соответственно напряжение

15

20

40

U

иц - и

и U/

Ц- U6

5

U и - иц

0

5

где U, - напряжение на выходе первого дифференциального усилителя; . напряжение на выходе второго дифференциального усилителя; амплитуда положительной полуволны огибающей;

-амплитуда отрицательной полуволны огибающей;

-амплитуда выборки (с учетом знака полярности),

Таким образом, на входе блока 10 преобразованное напряжение (фиг, 4д) дискретных отсчетов, пропорциональное напряжению аналогового сигнала, а на выходе при достаточной дискретизации восстанавливается исходное аналоговое сообщение (фиг. 4е)„

U

8

Все управление соединением и разъединением, разрешением и запретом передачи и приема аналоговых сигналов осуществляется цифровыми управляющими символами. При разрешении аналоговых данных и отсутствии цифровых данных передаются символы синхронизации

Формула изобретения

Способ совместной передачи и приема цифровых и аналоговых данных, заключающийся в том, что на передаче аналоговым сигналом модулируют цифровой сигнал, а на приеме разделяют цифровой и аналоговый сигналы путем снятия дополнительной модуляции, о т- личающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и пропускной способности, на передаче аналоговый сигнал дискретизируют во

времени с помощью двухполярных импульсов в течение как минимум периода одного бита цифрового сигнала, причем амплитуда двухполярного импульса определяется как разность между амплитудой цифрового сигнала и текущим абсолютным значением аналогового сигнала, а текущий знак аналогового сигQ нала кодируют в выборке и такте кодирования цифрового сигнала данных, а на приеме выделяют импульсы дискретизации аналогового сигнала путем стро- бирования с синхронной демодуляцией

$ и накоплением, восстанавливают исходный уровень аналогового сигнала, определяя разность между амплитудой принимаемого цифрового сигнала и текущим значением демодулированного анаQ логового сигнала с учетом демодулированного в цифровом приемном устройстве знака аналогового сигнала.

г о

j«L JfflL J«L JL -К- -М- j i i I i I i

I I

Я

L J i i

I I