Система многоканальной передачи сигналов Советский патент 1979 года по МПК H04J3/00 

I

Изобретение относится к радиотехнике j и может использоваться в технике многоканальной связи, телеметрии и управлении.

Известна система многоканальной передачи сигналов, содержащая на передающей стороне п канальных датчиков, выходы которых подключены к соответствующим информационным входам коммутационного блока, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока синхронизации, второй выход которого подключен к первому входу сумматора, выход которого соединен с передатчиком, причем выход коммутационного блока подключен к входу модулятора, выход которого подключен к второму входу сумматора, а на приемной стороне - приемный блок, выход которого соединен с входом блока выделения синхросигналов, канальный распределитель и п цепей.из последовательно соединенных канального демодулятора и канального индикатора 1.

Однако известная система имеет относительно низкую точность ггередачи сигналов и недостаточную помехоустойчивость.

Цель изобретения - повышение помехозащищенности.

Для этого в системе многоьанальной передачи сигналов, содержащей на передающей стороне п канальных датчиков, выходы которых подключены к соответствующим информационным входам коммутационного блока, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока синхронизации, второй выход которого подключён к первому входу сумматора, выход ксторого соединен с передатчиком, причем выход коммутационного блока подключен к входу модулятора, а на приемной стороне - приемный блок, выход ,которого соединен с входом блока выделения синхросигналов, канальный распределитель и п цепей из последовательно соединенных канального демодулятора и канального индикатора, введены на передающей стороне п преобразователей сигнала во. временной интервал, смеситель, переключатель режимов и блок совпадения, причем входы преобразователей сигнала во временной интервал соединены с выходами соответствующих канальнь1х датчиков, выходы преобразователей сигнала во временной интервал соедш1ены с соответствующими входами блока совпадения I смесителя, выходы которых соединены соответсхнешю с первым и вторым входами переключателя режимов, третий вход которого соеД1шен с выходом модулятора, а выход переключателя режимов соединен с вторым входо сумматора, а на приемной стороне введены п смесителей, п элементов И, п формирователей импульсов, п элементов задержки, компрессор параметров сигнала и переключатель режимов, причем выход, приемного блока соединен с входом переключателя режимов, первый и второй выходы которого соединены соответственна с первым входом канального распределителя и первым входом компрессора параметров сигнала, вторые входы которых соединены с выходом блока выделения синхроимпульсов, выходы компрессора параметров сигнала соединепь с первыми входами соответствующих элементов И, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих формирователей импульсов, входы которых соединены с выходами соответствующих элементов задержки, входы которых соединены с выходами соответствующих смесителей и входами со ответствующих канальных демодуляторов, при этом первые входы смесителей соединены с выходами соответствующих элементов И, а вторые входы смесителей соединены с соответствующими выходами канального распределителя. На чертеже пр1тедена структурная электрическая схема предложенной системы. Система многоканальной передачи сигналов содержит п канальных датчиков I, блок- 2 синхронизации, коммутационный блок 3, модулятор 4, сумматор 5, передатчик 6, линию связи 7, приемный блок 8, канальный распределитель 9, блок 10 выделения синхросигналов, п канальных демодуляторов 11, п канальных индикаторов 12, п преобразователей 13 сигнала во временной интервал, блок 14 совпадения, смеситель 15, переключатель 16 режимов передачи, перек)початель 17 режимов приема, компрессор 18. параметров принятых сигналов, п элементов И 19, п формирователей 20 импульсов, п элементов 21 задержки. Работа устройства . происходит следующим образом. В исходном состоянии положение переключателя 16 режимов передачи может быть произвольным. Рассмотрим случай, когда переклю чатель 16 режимов передачи соединяет второй вход и выход. Для устройства многоканальной передачи сигаалов такое положение переключателя 16 режимов передачи не является рабочим, так как в этом случае на приемной стороне отсутствует информацияоб адресах сигналов. Нерабочее состояние устройства наблюдается с вероятностью порядка 0,5 на на-. чальном этапе передачи и приема сигналов. Оно неблагоприятно с точки зрения передачи .информации, так как вследствие потери адресной части сигналов информа1дая, заключенная в них, утрачивается. По мере работы устройства в данном режиме и вследствие изменения сигналов, снимаемых с канальных датчиков 1 сигналов в пределах одной щкалы сигналов для всех каналов неизбежно наблюдается ситуация, когда величины сигналов в двух из п каналов сравниваются. В этом случае срабатывает многовходовой блок 14 совпадения, на выходе которого вырабатывается управляющее напряжение, в результате воздействия которого по управляющему входу на двухвходовой переключатель 16 режима передачи последний соединяет между собой выход модулятора 4 и вход сумматора 5 передаваемых сигналов. На сумматор 5 передаваемых сигналов поступают сигналы с модулятора 4. Длительность сигналов с мод5лятора 4 выбирают отличной от длительности сигналов, снимаемых с преобразователей 13 сигналов во временные интервалы i, i l,2,...n. Это является признаком перехода передающей стороны системы многоканальной передачи сигналов в 1-й режим работы. На- приемной стороне на основе измерения длительности передаваемых сигналов переключатель 17 режимов приема замыкает выход приемного Злока 8 На вход канального распределителя 9. В результате устройство переходит в1-ый рабочий режим. Передаваемые сигнальг преобразуются канальными датчиками 1 сигналов в электрические величины. Выходные сигналы канальных датчиков 1 поступают на коммутационный блок 3 каналов, подключающий по очереди сигналы каждого из каналов ко входу модулятора 4, где осуществляется первичная модуляция по ; временному положению измерительного импульса (относительно импульсная модуляция). С выхода модулятора 4 групповой видеосигнал через сумматор 5 передаваемых сигналов поступает на вход передатчика 6 для модуляцгии его высокочастотными колебаниями и в линию связи 7. Коммутационный блок 3 каналов управляется синхронизирующими сигналами, вырабатываемыми в блоке 2 синхронизации. Блок 2 синхронизации формирует также синхроимпульсы, отличающиеся от измерительных импульсов амплитудой, длительностью или частотой заполнения. Синхронизирующие импульсы передаются на приемную сторону для обеспечения синхронной и синфазной ра5боты коммутационного блока 3 каналов и канального распределителя 9. С выхода лшии связи 7 сигналы через приемный блок 8 поступают на вход канального распределителя 9 и блок 10 выделения синхросигналов. В блоке 10 выделения синхросигналов происходит выделение синхронизирующих импульсов, из которых формируется напряжение для синхронизации канального распределителя 9. Канальный распределитель 9 распределяет измерительные импульсы по соответствутощим каналам. Сигналы каждого из каналов демодулируют канальными демодуляторами 11, а затем регистрируют канальными гаадикаторами 12. Однако, наряду с передачей сигналов по п каналам, на приемной стороне устройства в каждом из каналов подготавливаются к срабатыванию элементы И 19. Так, при время-импульсной модуляции сигналы со смесителей 15 канальных сигналов задерживаются в каждом из каналов на промежуток времени Т|, связанный с номером канала по формуле Ti f(n-i+l), i 1, 2...П где Т - период опроса п каналов, задержанные сигналы запускают соответствз ющие формирователи 20 импульса апертуры. Размер апертур (длительность, импульсов) устанавливают на основе использования сведений о максимальной частоте Fm в спектре передавае мых сигналов и величине Т. Адертуры вь1став ляюг образом, чтобы за время Т с учетом скорости изменения сигнала задаваемый Frn сигнал, подвергнутый время-импульсной модуляции (ВИМ), совпадал по времени формирования со временем действия импульса апертуры. Таким образом, все злементы И 19 подготавливаются к приему сигналов строго определенного канала в течение отрезка времени, отведенного для первого (i 1) информацион ного канала. Как только величины сигналов по всем п-ка налам станут различными, управляющее напряжение с выхода многовходового блока 14 совпадения снимается. При этом переключатель 16 режимов передачи соединяет выход см сителя 15 канальных сигналов со входом сум матора 5 передаваемых сигналов. На вход см сителя 15 канальных сигналов (следовательно, и в линию, связи 7 через сумматор 5 передаваемых сигаалов и передатчик 6) поступают сигналы в виде импульсов напряжения с преобразователей 13 сигналов во временные интервалы. Длительность этих сигналов выбирают большей, чем длительность сигналов, формируемых модулятором 4. Этим обеспечивается при равенстве амплитуд большая энергия 4 передаваемых сигналов, а, следовательно, достигается повышение точности передачи сигналов. Диапазон изменений (шкалу сигналов) ВИМ-сигналов во всех каналах выб1фают одним и тем же и равным полному периоду опроса Т. Групповой сигнал, включающий также импульсы синхронизации, поступает из линии связи 7 через приемный блок 8 на вход переключателя 17 режимов приема и в блок 10 вьзделения синхросигналов. Переключатель 17 режимов приема по длительности канальных сигналов определяет факт перехода передающей стороны устройства во второй режим работы и эамыкагет выход приемного блока 8 на вход: ксжшрессора 18 параметров принятых скгналов, который обеспечивает пропорциональное сжатие информационного параметра (для ВИМ дпительйость отрезка времши между опорным и нзме,рительными импульсами) сигналов всех п каналов. После преобразования в компрессоре 18 принятые сигналы поступают на входы элементов И 19, где в результате дредвартельной установки апертур в 1-ом режиме работы происходит разделение сигналов по соответст ющим каналам. Далее сигналы поступают через сместель 15 канальных сигналов и канальные демодуляторь 11 на вход канальных {щдикаторов 12, где регистрируются. В случае совпадеивя велдаины сигналов в двух из п-каналов устройство переходит 8 первый режим работы, который щюдолжаехся до тех пор, пока сишалы совпадают по величине. При появлении необходимых различий в вели х сигнала устройство переходит во второй режим работы. Таким образом, наблюдается последовательное чередование двух режимов работы, длительности нахождения устройства в Которых определяются сташстическими свойствами сигналов. Предложенная система многоканальной передачи сигналов позволяет увеличить точность передачи и регистрации сигналов, что приводит к увеличению точности работы всего комш1екса,содержащего предпрженную систему многоканальной передачи сигаалов. Это достигается тем, что увеличивается энергия передаваемых сигналов за счет увеличения длительности сигналов, что при таких же сг{ектральных характеристиках помех позволяет увеличить точность передачи и регистрации сигналов. Формула изобретения Система многоканальной передачи сигналсж, содержащая на передающей стороне п канальных датчиков, выходы которых подключены к соответствующим информационным входам

коммута1Ш01шого блока, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока синхронизации, второй выход которого подключен к первому входу сумматора, выход которого соедшген с передатчиком, причем выход, коммутационного блока подключен к входу модулятора, а на приемной стороне - приемный блок, выход которого соединен с входом блока выделения синхросигналов, канальный распределитель и п цепей из носледовательно соединенных канального демодулятора и канального индикатора, отличающаяся тем, что, с целью повышения помехозащищенности, введены на передающей стороне п преобразователей сигнала во временной интервал смеситель, переключатель режимов и блок совпадения, причем входы преобразователей сигнала во временной интервал соединены с выходами соответствуЕощих канальных датчиков, выходы преобразователей сигнала во временной интервал соединены с соответствующими входами блока совпадения и смесителя, выходы которых соединены соответственно с первы и вторым входами переключателя режимов, третий вход которого соединен с выходом модулятора, а выход переключателя режимов соединен с вторым входом сумматора, а на приемной стороне введены п смесителей, п элементов И, п формирователей импульсов, п элементов задержки, компрессор параметров сигнала и переключатель режимов, гфичем выход приемного блока соединен с входом переключателя режимов, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым входом канального распределителя и первым входом компрессора параметров сигнала, вторые входы которых соединены с выходом блока выделения синхроимпульсов, выходы компрессора параметров сигнала соединены с первыми входами соответствующих элементов И, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих формирователей импульсов, входы которых соединены с выходами соответствующих элементов задержки, входы которых соединены с выходами соответствующих смесителей и входами соответСтбующизс .канальных демодуляторов, при этом первые входы смесителей соединены с выходами соответствующих элементов И, а вторые входы смесителей соединены с соответствующими выходами канального распределителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I. Барсуков Ф.И. и Русанов Ю. Б. Элементы и устройства радиотехнических систем. М., Энергия, 1973, с. 17 (прототип).