Частотный манипулятор Советский патент 1981 года по МПК H03C3/02 H04L27/12 

(54) ЧАСТОТНЫЙ МАНИПУДЧТОР

Изобретение относится к технике передачи данных и может использовать ся для формирования частотнр-манипулированного по произвольному закону сигнала в аппаратуре для передачи ди скретной информации. Известен частотный манипулятор,, содержащий первый и второй задающие генераторы, выходы которых соединены со входами смесите.ля, синхронизатор, прямой выход которого соединен с одним из входов первого элемента И, а вход - с выходом удвоителя частоты последовательно соединенные первый инвертор и второй элемент И, а тгисже триггер СП. Однако ВЫХО.ЦНОЙ сигнал известного устройства имеет относительно больши искс1жения вследствие неоаходимости начальной установки триггеров и коррекции работы устройства при их сбоях, так как сигнал, поступающий с триггера, из-за неоднозначности процесса деления частоты на два при случайной начальной фазе делителя мо жет оказаться в прямой или обратной фазе, а выходной сигнал, в результате может формироваться с разрывом фазы. Для устранения сбоев триггеров в процессе работы необходимо прерывать передаваемую информацию и устанавливать триггеры в исходное состояние, что уменьшает скорость передачи информации. Цель изобретения- уменьшение искажений выходного сигнала. Поставленная цель достигается тем, что в частотный манипулятор содержащий первый и второй задаю1ше генераторы, выходы которых соединены со входами смесителя, синхронизатор, прямой выход которого соединен с од-ним из входов первого злемента И, а вход - с выходом удвоителя частоты, поч::ледовательно соединенные первый инвер гор и второй элемент И, а также триггер, введены первый, второй и третий ограничители, второй инвертор, первый и второй формирователи импульсов, третий , четвертый , И шестой элементы И, первый, второй и третий элементы ИЛИ-НЕ при этом первый ограничитель включен между выходом смесителя и входом удвоителя частоты, второй ограничитель между выходом первого задающего генератора и другим входом первого элемента И, третий ограничитель - между выходом второго задающего генератора и одним из входов третьего элемента И, первый формирователь импульсов

рключен между инверср1ым выходом синхронизатора и входом второго элемента ;Ч, а второй формирователь импульсов между пряжим выходом оинхронизатора и одним из входов четвертого элемента И, выхолм первого и второго третьего и четвертого, пятого и шестого элементов И соединены соответственно со входами первого, второго и третьего элементов ИЛИ-НЕ, второй инвертор включен между выходом первого элемента ИЛИ-НЕ и одним из входов шестого элемента И, вход триггера соединен с выходдом второго элемента , а его прямой и инверсный зыходы - соответственно с одним из входов пятого эле.мент.а И и другим вкодом шестого эле епта И,, при этом ыкоц первого элемента ИЛИ-НБ соединен также с другим входом пятого элемента И, инверсный выход синхронизатора - с другим входом третьего элемента И, вход первого инвертора соединем с выходом удвоителя частоты, а вьшод соединен также с другим входом четвертого элемента И.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - диаграма ты его работы.

Частотный манипулятор содержит первый 1 и второй 2 задающие генера оры, смеситель 3, первый ограничитель 4, удвоитель 5 частоты, сиихройиэатор 6, первый инвертор 7, второй 8 и четвертый 9 элементы И, второй элемент ИЛИ-НЕ 10, второй 11 и третий 12 ограничители, первый 13 и третий 14 элементы И, первый элемент ИЛИ-НЕ 15, первый 16 и второй, 17 формирователи импульсов, триггеры 18, пятый 19 и шестой 20 эле-. Менты И, третий элемент ИЛИ-НЕ 21, второй инвертор 22, вход 23 сигнала информации, выход 24 устройства.

Частотный манипулятор работает следующим образом.

Сигналы с выходов задающих генераторов 1, 2 поступают на входы ограничителей 11, 12, на выходе которых формируются .импульсные сигналы со скважностью, равной двум (фиг. 2а б), и на входы смесителя 3, на выходе которого формируется синусоидальный сигнал разностной частоты. В момент прохождения колебания разностной частоты через максимум мгновенная разность фаз сигналов задающих генераторов 1, 2 равна нулю (фиг; 2а б, в, моменты tQ, t , и т. д.), в момент прохождения через минимум равна 180° (фиг. 2а, б, в, моменты t-1, 1зИт.д). Сигнал с выхода смесителя 3 после прохождения через ограничитель 4, на выходе которого формируется импульсный сигнал (фиг. 2rJ со скважностью, равной двум, поступает на удвоитель 5 частоты. На выходе удвоителя 5 частоты формируется сигнал (тиг. 2д), синфазный сигналу с выхода ограничителя 4 так, чт перепадам сигнала ограничителя 4 соответствуют отрицательные перепады импульсного сигнала удвоителя 5 частоты (фиг. 2 г, д).

Сигнал с выхода удвоителя 5 частоты поступает на синхронизатор б, на вход 23 которого поступает сигнал информации. На прямом выходе синхронизатора бформируется потенци- альный- сигнал, моменты изменения которого совпадают с положительными перепадами импульсного сигнала с выхода удвоителя 5 частоты (фиг. 2д, е., моменты t.;,, t , t/j ит.д), т. е. с моментами, когда мгновенная разность фаз сигналов задающих генераторов 1, 2 равна О или 180°. Сигналы с прямого и инверсного выхода синхронизатора б поступают на формирователи 16, 17 импульсов, на выходе которых формируются импульсы поло;кительной полярности (фиг. 2 ж, з), моменты формирования которых совпадают с моментами изменения сигнала информации на выходе синхронизатора 6. Сигналы с выходов формирователей 16, 17 импульсов поступают на одни из входов элементов И 8, 9, на другие входы которых через инвертор 7 поступает сигнал с выхода ограничителя 4. При этом на выходе элемента ИЛИ-НЕ 10 формируются импульсы (фиг. 2и, моменты t-| , 15 ) в моменты изменения сигнала информации, совпадающие с моментами, когда мгновенная разность фаз сигналов задающих генераторов 1, 2 равна 180°

Hot выход элемента ИЛИ-НЕ 15 при уровне логической единицы на прямом выходе синхронизатора б проходит сигнал с выхода ограничителя 11, а при уровне логической единицы на инверсном выходе синхронизатора б проходит сигнал с выхода ограничителя 12. На вьЕ-годе элемента 15 формируется частотно-манипулированный сигнал (фиг. 2к), Кчоторый имеет разрывы фазы в моменты изменения сигнала информации, совпадающие с моментами противофазности сигналов генераторов 1, 2.

Импульсы уровня логического нуля, поступающие с выхода элемента ИЛИ-НЕ 10 на счетный вход триггера 18 изменяют его состояние в моменты разрыва фазы частотно-манипулирозанного сигнала с выхода элемента. ИЛИ-НЕ 15. На выходах триггере 18 формируется сигнал (фиг. 2л, сигнал на прямом выходе), управляющий состоянием элементов И 19, 20 и ИЛИ-НЕ 21, который при изменении уровня сигнала с выхода триггера 18 изменяет фазу сигнала на выходе 24 на обратную. Поскольку изменение уровня сигнала на выходе триггера 18 происходит в моменты разрыва фазы сигнала на выходе элемента ИЛИ-НЕ 15 (стг. 2л, к, моменты t , t), то на выходе 24 формируется частотно-манипулкрованный сигнал без разрыва фазы (фиг. 2м). Для получения индексов манипуляции кратных 0,5 (0,5, 1, 1,5 и т. д длительность единичного символа устанавливается равной полупериоду сигнала разностной частоты. Сигналы поступающие на входы смесителя 3, могут быть сформированы как независимыми генераторами, так и из сигнала опорного генератора прямым или косвенным синтезом. При этом, поскольку фаза сигнала на выходе смеси теля 3 определяется фазами сигналов поступающих на его вход, внутриаппа ратурные набеги фаз отслеживаются последовательно соединенными смесителем 3, ограничителем 4, удвоителем 5 частоты и синхронизатором б, вслед ствие чего выходной частотно-манипу лированный сигнал формируется с малыми искажениями. Предлагаемый частотный манипулято не требует начальной установки и кор рекции работы при сбоях. В случае сбоя триггера 18 разрывы фазы выходн го сигнала носят локальный характер и охватывают лишь один символ, разрыв фаза выходного сигнала происходи только в момент сбоя триггера 18 или синхронизатора б. Кроме того, поскольку в предлагаемом устройстве тол ко один триггер, уменьшается и вероятность появления сбоев. Пеопределенность состояния триггера 18 после включения напряжения питания не оказывает влияния на характер частот но-манипулированного выходного сигнала разрывность или безразрывность фазы сигнала . Формула изобретения Частотный манипулятор, содержащий первый и второй задающие генераторры, выходы которых соединены со входами смесителя, синхронизатор, прямой выход которого соединен с одним из входов первого элемента И, а входс выходом удвоителя частоты, последовательно соединенные первый инвертор и второй элемент И, а также триггер, от л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью уменьшения искажений выходного сигнала, в него -введены первый, второй и третий ограничители, второй инвертор, первый и второй формирователя импульсов, третий четвертый, пятый и шестой элементы И, первый, второй и третий элементы ИЛИ-НЕ, при этом первый ограничитель включен между выходом смесителя и входом удвоителя частоты, второй, огран ичитель - между выходом первого задающего генератора и другим входом первого элемента И, третий ограничитель - между выходом второго задающего генератора и одним из входов третьего элемента И, первый формирователь импульсов включен между инверсным выходом синхронизатора и другим входом второго элемента И, а второй формирователь импульсов - IvIeждy прямы. выходом синхронизатора и одним из входов четвертого элемента И, выходы первого и второго , третьего и четвертого, пятого и шестого элементов И соединены со- . ответственно со входами первого, второго и третьего элементов ИЛИ-НЕ, второй инвертор включен между выходом первого элемента ИЛИ-НЕ и одним из входов шестого элемента И, вход триггера соединен с выходом второго элемента ИЛИ-НЕ, а его прямой и инверс- . ный выходы - соответственно с одним из входов пятого элемента И и другим входом шестого элемента И, при этом выход первого элемента ИЛИ-НЕ соединен также с другим входом пятого элемента И, инверсный выход синхронизатора - с другим входом третьего элемента И, вход первого инвертора соединен с выходом удвоителя частоты, а выход соединен также с другим входом четвертого элемента И. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 604177, кл. И 04 L 72/12, 1976 (прототип).