Многоканальный коммутатор пере-МЕННОгО TOKA Советский патент 1981 года по МПК G08C15/06 H03K17/28 

1

Изобретение относится к технике электросвязи и может быть использовано в системах передачи аналоговой информации по групповому каналу с временным уплотнением, преимущественно в низкочастотных узкополосных системах.

Известны многоканальные коммутаторы, используемые в системах передачи информации по групповому каналу с временньлм уплотнением. В этих устройствах сигнал поступает на коммутатор на несущей частоте .

Однако устройства характеризуютс низкой пропускной способностью, так как для получения в них информации об огибающей входных сигналов при неизвестной начальной фазе несущей, частоты длительность контакта С ц (время замкнутого состояния одного ключа) должна быть более одного периода TQ несущей частоты f, а практически выбирается

г (5 - 10) TO Это ограничивает максимальное число

каналов N , ° которых может передаваться по одному групповому каналу при заданной несущей частоте fg, так как период коммутации Тц, т.е. время между подключеними к одноименному каналу спектром Д f сигнала и не больше

1

К М№С- д

отсюда

т к МАКС ffl

N тг

МАКС

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническо0му решению является многоканальный коммутатор переменного тока, представляющее собо-й 100-канальный коммутатор и состоит из временных селекторов, выходы которых соединены

5 с квадратором, и блока управления 2

Сигналы , подаваемые на коммутатор, представляют собой модулированные колебания с несущей частотой.

20 На общем выходе коммутатора появляются распределенные во времени видеоимпульсы одной полярности, пропорциональные амплитуде несущей частоты, или, что то же самое, напряжению огибающей в каждом канале.

Данный коммутатор характеризуется низкой пропускной способностью.

Цель изобретения - повышение пропускной способности коммутатора.

Поставленная цель достигается тем, что в коммутатор, содержащий входные времен,ные селекторы, входы которых соединены со входом коммутатора, выходы подключены |,ко входу квадратора, и блок управления, введены блок временной задерЖ1 и, формирователь парных импульсов, сумматор и временной селектор считывания, выход квадратора соединен с первьами входами блока временной задержки и сумматора, выход которого подключен к первому входу временного селектор считывания, один выход блока-уй ййб ления соединен со вторым Bxoaow временного селектора счктывапия,- ДРгой через формирователь парных ИМпульсов подключен ко второму входу блока временной задержки, выход которого соединен со вторым входом суматора. Блок временной задержки в. коммутаторе выполнен на временном селекторе записи и на параллельно соединенных цепях из последовательн подключенных временного селектора и конденсатора, первая общая точка соединения цепей подключена к шине нулевого потенциала, вторая - к выходу блока временной задержки и через временной селектор записи подключен ко входу блока временной за.держки.

Сущность изобретения заключается в том, что в нем исполь зуется спосо представления информацией в виде 5 -выборок из самого процесса и процесса преобразованного по Гильберту, при этом выборки из процесса, преобразованного по Гильберту, получены путем смешения моментов дискретизации (коммутации) на время f , где TO - период нес,ущей частоты входного сигнала.

Использование б -выборок, длительность которых определяется т олькй техническими возможностями временных селекторов, повышает пропускную способность многоканального коммутатора.

На фиг. 1 изображена структурма я схема многоканального коммутатора;на фиг. 2 - блок временной задержки пример конкретного выполнения; на ,фиг, 3 - графики напряжений в различных точках многоканального коммутатора.

Многоканальный коммутатор (фиг. состоит из последовательно соединенных входных временных селекторов 1, квадратора 2, блока 3 временной задержки, сумматора 4, двухвходО-йЬг временного селектора 5 считываний . Второй вход сумматора 4 соединен с выходом квадратора 2. Необходимый порядок работы входных временных селекторов 1, блока 3 временной задержки и временного селектора 5 считывания обеспечивается блоком б управления и формирователем 7 парных выборок. При этом управляющий вход временного селектора 5 считывания непосредственно соединен с выходом блока 6.

Блок 3 временной задержки аналоговой информации на время, равное четверти периода несущей частоты, выполнен в виде набора конденсаторов 8. (фиг. 2) одинаковой емкости, число KOTopbix определяется количеством запоминаемых выборок. Одна обкладка, каждого из конденсаторов соединена через временной селектор 9; с общей точкой, являющейся выходом блока 3 задержки, а вторая - с шиной нулевого потенциала. Вход блока 3 задержки соединен с его выходом через временной селектор 10 записи,

РабЬта коммутатора рассматривается на примере 8-канального коммутатора.

Для циклической работы многоканального коммутатора взятие первой из двух выборок (подлежащей запоминанию) чередуется со считыванием суммы квадратов выборок из другого канала. Вследствие этого число выборок, размещаемых в четверти периода несущей, должно быть нечетным.

В приведенном примере цикл коммутации разбит на 16 тактов, а в четверти периода несущей размещается 7 выборок (тактов).

Формирователь 7 парных импульсов формирует для каждого входного временного селектора последовательность парных управляющих импульсов, длительность которых значительно меньше периода несущей частоты f(i Т, 28) , с периодом повторения, равным периоду коммутации Т|, и временным интервалом между импульсами в паре, равным 1/4 периода Т несущей частоты fo .

Таким образом, цикл коммутации состоит из чередующихся тактов записи (време 5ной селектор 5 считывания выключен) и тактов считывания (временной селектор 5 включен). Для записи используют нечетные такты, для считывания - четные.

Входные временные селекторы 1 подключают к квадратору 2 в каждый нечетный такт (запись) последовательно во времени входные сигналы каналов 1-8 и выборки из сигналов после возведения в квадрат поступают как на блок 3, где задерживаются на время, равное четверти периода несущей частоты, так и на сумматор 4, где они в такты записи не используются. В такты записи врет менной селектор 5 считывания выключен, а на выходе коммутатора напряжение отсутствует.

В четные такты (считывание) входные временные селекторы 1 подключают к квадратору 2 те же входные

сигналы в той же последовательности, но со сдвигом во времени на четверть периода несущей частоты, т.е. со сдвигом на 7 тактов. В такты считывания временной селектор 5 считывания вклгочен, и на выходе коммутатора появляется напряжение, являющееся суммой квадратов двух выборок: взятой Непосредственно в такт считывания и взятой 1/4 периода несущей назад (т.е. на 7 тактов раньше), в такт записи из того же сигнала.. Результирующее напряжение, таким образом, на выходу коммутатора пропорционёшьно квадрату огибающей входных сигналов.

Временной селектор 10 записи блока 3 в такты считывания отключает последний от квадратора 2,

Емкость конденсаторов в устройств задержки выбрана.такой, чтобы конденсатор за время такта записи успевал зарядиться (или разрядиться) примерно до амплитуды (или нуля) напряжения на выходе квадратора. Для этого постоянная времени цепи заряда tgp конденсатора от квадратора выбрана равной

tjp - 0,ЗГк

Для незначительного разряда конденсатора 8 устройства задержки за время такта считывания входное сопротивление сумматора выбрано из расчета

CRexСУММ 10 К где Tpj - постоянная времени разряда

На фиг. 3 а представлен входной сигнал второго канала. На оси 3 б, условно обозначены номера тактов в цикле коммутации. На оси. 3 в показаны номера каналов, подключаемых к квадратору 2 в течение всего цикла. На фиг. 3 г показано напр жение на общем выходе входных временных селекторов 1 при наличии сигнала только на втором канале. На фиг. 3 д представлено напряжение на выходе квадратора 2. Здесь первая выборка (такт 3) записывается в блок 3, а вторая (такт 10) - поступает в сумматор 4. На фиг. 3 е, ж показаны напряжения на выходах блока 3 и выходе коммутатора соответственно.

Введение в многоканальный коммутатор формирователя парных импульсов, а на выходе квадратора - последовательной цепи из устройства задержки, двухвходового сумматора и временного селектора считывания, позволяет получить информацию об огибающей на выходе коммутатора в виде выборок минимальной длительности VY rMJti , определяемой техническими характеристками временных селекторов. Это обеспечивает значительно большую пропускную способность предлагаемого коммутатора перед известными устройствами, так как число коммутируемых каналов

предложенного устройства увеличилось за то же время т« коммутации (например в прототипе) до N такс/ де щ,,,-Ш. (2)

Выполнение блока временной задержки в виде дискретных запоминающих ячеек (набора коммутируемых конденсаторов) , управляемых общим управляющим устройством, позволяет наиболее эконо14ично решить поставo

ленную задачу, так как число.запоминающих элементов (конденсаторов) в устройстве задержки равно числу запоминаемых выборок.

С учетом (1) и (2) выражений

5 предлагаемое техническое решение

позволяет без существенного увеличения объема и сложности аппаратуры повысить пропускную способность коммутатора в

0л, H niait -1,т к Kniaxf

Titmuiicfo

. Для низкочастотных систем 5 0 учетом возможностей современных коммутирующих э.пементов ( tTj min ) пропускная способноеть коммутатора повышена в 1

50 раз

к«2-10 П.О0

Формула изобретения

35

1. Многоканальный коммутатор переменного тока, содержащий входные временные селекторы, входы которых соединены со входом коммутатора, а выходы подключены ко входу квадратора, и блок управления, о т л и- чающийся тем, что, с целью повы1иения пропускной способности коммутатора, в него введены формирователь парных импульсов, блок

временной задержки, сумматор и

временной селектор считывания, выход квадратора соединен с первыми входами блока временной задержки и сумматора, выход которого подключен к первому входу временного селектора считывания, один выход блока управления соединен со вторым входом временнох о селектора считывания, другой через формирователь парных импульсов подключен ко второму входу

блока временной задержки, выход которого соединен со вторым входом сумматора.

2. Коммутатор по п. 1, отличающийся тем, что блок временной задержки выполнен на временном селекторе записи и на параллельно соединенных цепях иа последовательно подключенных -конденсатора и временного селектора, первая общая

точка соединения цепей подключена

к шине нулевого потенциала, вторая к выходу блока временной задержки и через временной селектор записи подключен ко входу блока временной задержки.

Источники информации, принятые во внимание при.экспертизе

1,Авторское свидетельство СССР 520707, кл. Н 03 К 17/60,12.03.75

2.Беленький Я.Е. и др. Коммутаторы аналоговых сигналов на полу- проводниковых элементах. М., Энер5 гия, 1976, с. 196 (прототип):

Г

1

иг1