СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ АНАЛОГОВОГО СИГНАЛА Советский патент 1971 года по МПК H03M1/60 

Предлагаемый способ преобразования аналогового сигнала может найти применение в технике связи, вычислительной технике, автоматике, телемеханике, измерительной и других областях техники, где требуется осуществление подобного рода преобразования.

В известном способе кодирования сообщений, модулируемый по частоте сигнал преобразуют в последовательность импульсов, которую подают на счетчик, подсчитывающий за определенный интервал времени количество импульсов, и фиксируют соответствующую кодовую комбинацию. Способ характеризует относительно низкая скорость кодирования, которая ограничивается быстродействием применяемого счетчика.

В предлагаемом способе, с целью сокращения времени преобразователя, частотно-модулированный сигнал задерживают в параллельных цепях на интервалы времени, возрастающие в два раза для каждой последующей цени относительно предыдущей, сравнивают фазы сигнала в каждой цени до и после задержки и по результатам сравнения в каждой цепи определяют сигнал знака кодовой комбинации циклического кода.

Сигнал сообщения квантуют но времени с помощью, например амплитудно-импульсного модулятора-квантователя, фиксируют уровень отсчета постоянным в пределах интервала времени преобразования этого отсчета в код, квантованный сигнал модулируют по частоте, частотно - модулированный сигнал одновременно подают на ряд параллельных цепей, число которых п равно степени получаемого кода. Затем запоминают этот сигнал с помощью, например, линий задержки (входящих в указанные цепи, времена задержки которых различаются в два раза, определяют

разности фаз сигналов, действующих на входах и выходах линий задержки с помощью, например, фазовых детекторов н регистрируют импульсы кодовой комбинации посредством, например, п элементов совпадения, на

один из входов которых подают сигнал разности фаз, а на другие - стробирующие импульсы. А При осуществлении предлагаемого способа не применяется счетчик, который является основным препятствием на пути повышения скорости кодирования, а скорости промежуточных преобразований не превышают скорости кодирования, что обеспечивает существенное повышение последней.

На фиг. 1 - блок-схема преобразования

электрического сигнала в двоичный код; на фиг. 2 - характеристика балансного фазового детектора; на фиг. 3 - временная диаграмма преобразования.

Менным или любым другим разделением каналов, подают на вход / квантователя 2, в котором производят квантование сигна аа по времени с тем, чтобы значение сигнала в точке отсчета поддерживалось постоянным в пределах интервала времени преобразования этого отсчета в код. На другой вход 3 квантователя подают синхроимпульсы от генератора 4 тактовых импульсов.

Квантованный по времени сигнал подают на частотный модулятор 5, в котором преобразуют его в частотномодулированный сигнал. С целью повышения индекса модуляции, частотный модулятор может содержать, например, умножитель частоты частотно-модулированного сигнала.

Частотно-модулированный сигнал одновременно подают на ряд параллельных цепей, число которых п равно степени получаемого кода (ключ 6 замкнут). Каждая цепь содержит элемент памяти 7, в качестве которого может применяться, например, линия задержки, и устройство для определения сдвига фаз, например фазовый детектор 8. Время задержки в элементе памяти каждой следующей по порядку цепи вдвое отличается от времени задержки в элементе памяти предыдущей цепи. На выходе фазовых детекторов получают сигналы, которые зависят от разности фаз сигналов, действующих на входах и выходах элементов памяти. Такая зависимость для случая балансного фазового детектора представлена на фиг. 2 (/1выхдет в зависимости от ф). Если на входах элементов памяти присутствует частотно-модулированный сигнал, соответствующий входному сигналу, то сигналы на выходах фазовых детекторов характеризуют кодовую комбинацию, соответствующую преобразуемому сигналу. Эти сигналы регистрируют, например, с помощью элементов совпадения 9, на вторые входы 10 которых поочередно подаются импульсы от генератора тактовых импульсов через интервал

времени, равный -, причем на элемент совп

падения самого старщего разряда импульс

подают через - от начала цикла кодировап

ния, а на элемент памяти самого младщего разряда импульс подают через т от начала цикла кодирования; (здесь т - время запоминания сигнала в элементе памяти самого младщего разряда, п - степень получаемого кода). При поступлении на элемент совпадения тактового импульса на его выходе 11 импульс будет лишь в том случае, если на второй вход 12 с фазового детектора поступает напряжение определенной полярности, например положительной. На выходах 11 элементов совпадения, которые объединены в общий выход преобразователя 13, получают двоичный код в последовательном, развернутом во времени виде. Вес каждого знака кода связан с временем задержки в элементе памяти соответствующей цепи - самый старщий разряд соответствует элементу памяти с самой малой задержкой.

Время запоминания сигнала в элементе памяти самого младщего разряда т, максимальная девиация частоты частотного модулятора Af и степень получаемого кода (для случая циклического кода) связана между собой соотношением:

-2

п-1

2

5

V

Процесс получения кодовой комбинации рассмотрен на конкретном примере, иллюстрируемый фиг. 3. ha пей представлены графики отрезков частотно-модулированного сигнала за интервал времени в 1 мсек. Восемь графиков соответствуют восьми различным значениям сигналов на входе 1 квантователя. По оси времени отложены значения времен задержки в элементах памяти: Q,2uмксек, и,5 мксек, 1,0 мксек. По графикам можно проследить величину сдвига фазы, который получают соответствующие частотпо-модулированные сигналы в элементах памяти. Так как элементы совпадения будут пропускать импульсы лишь в том случае, когда на выходах фазовых детекторов будет положительное напряжение, то на их выходах в соответствуюЩих случаях будут зафиксированы кодовые комбинации циклического кода (см. столбец Л па фиг. 3).

Однако полученный код не является натуральным. С целью получения натурального

двоичного кода определение разности фаз производят между сдвинутым на четверть периода, например, путем дифференцирования, и задержанным в элементах памяти п цепей частотпо-модулированным сигналом (см.

фиг. 1 - ключ 6 размокнут). Сдвиг частотно-модулированного сигнала в элементе сдвига 14 на четверть периода будет соответствовать сдвигу вертикальной оси в характеристике фазового детектора на - (ось

У2вы1дет на фиг. 2).

При этом на выходе преобразователя регистрируют натуральный код (столбец Б на фиг. 3), а Af окажется вдвое больше, чем для случая А.

Предмет изобретения

Способ преобразования аналогового сигнала в сигнал-аналог знака кодовой комбинации циклического кода, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени преобразования, частотно-модулированный сигнал задерживают в параллельных цепях на интервалы времени, возрастающие в два раза для каждой последующей цепи относительно предыдущей, сравнивают фазы сигнала в каждой цепи до и после задержки и по результатам сравнения в каждой цепи определяют сигнал знака кодовой комбинации циклического кода.

-0/J

fuf.t

.дет

.deir).

f n /1

V

W t(MnceK.0 0,5

tf0,25 0,5

tiMKcex)