Частотный манипулятор Советский патент 1981 года по МПК H04L27/12 

(54) ЧАСТОТНЫЙ МАНИПУЛЯТОР

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в аппаратуре для передачи дискретной информации, с применением частотной манипуляции. Известен частотный манипулятор, соде жащий генератор несущий частоты, выход которого через фазовращатель подключен ко входу первого балансного модулятора, а также генератор нижних частот, второй балансный модулятор, синхронизатор, „ первый фазовый манипулятор, сумматср и формирователь импульсов . Однако известное устройство обладает недостаточной достоверностью аередавае- сигнала. Цель изобретения - повышенве достов иости передаваемого сигЕал а. Поставпс;ш1 1я цель достигается тем, что частотный манипулятор, содер « а11Шй генерат несущей частоты, выхоп которого через фазовращатель по;да1ючен ко .Bixooy первого балансного Monynarqaa, а также генератор нижних частот,. втсфоЙ балансный модулятор, синхровшзатс hepвый манипулятор, сумматор и формирователь импульсов, введены чотьфе триггера, три элемента И-НЕ, дифферешшруюишй блок, два фильтра, второй фазовый манв пулятор и делитель частоты, первый выход которого подключен ко входу первого тр1игг ра и к одному входу первого элемента И-НЕ, другой рход которого соединен, с выходом дифференцирующего блока и первым входом вторсяч элемента И-НЕ, второй вхоД которого соединен с первым входом второго триггера и вторым выхО- дом делителя частотЬ, вход которого соединен с выходом генератсра нижних частот и входом сишфо1шзатора, выход которого подключен ко входам дифференцирующего блока b третьего элемента И-НЕ, выход которого соединен с одними входами третьего и четвертого триггеров, выходы KOTqpbQc соединены с первыми входами фазовых манипуляторов, втсрые входы которых соедикевза с выходами балансных модуляторов, управляющие входы которых соединены с выходами фильтров. ко входам которых подключены соответственно выходы первого и второго триггеров, причем выход первого триггера через формирователь импульсов соединен со вторым входом второго триггера, выход второго элемента И-НЕ подключен к другому входу третьего триггера, выход элемента И-НЕ соединен с другим входом четвертого триггера, выкод генератора несущей частоты подключен ко входу второго балансного моду- латора а выходы фазовых манипутяторов соединены с входами сумматора. На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема предлагаемого ус- тройства, йа фиг. 2 - графики, поясняющие принцип работы частотного машшуля тора. Частотный манипулятор содержит генератор 1 HJDKHHX частот, синхронизатор, 2, генератор 3 несущий частоть, .фазовращатель 4, два балансных модулятора 5 И 6, сумматор 7, делитель 8 частоты, четыре триггера 9, 10, 11 и 12, три элемента И-НД 13, 14 и 15 два фильтра 16 и 17, дифференцирующий блок 18, формирователь 19 импульсов, два фазовых манипулятора 20 и 21. Устройство работает следующим обра зом. Генератор 1 формирует сигнал (фиг. 2 с частотой, вдвое превышающей наивы сшую частоту сигнала информапии (фиг, 2 Синхронизатор 2 осуществляет иинхроннзацшо сигнала шформадии с сигналом генератора 1, при этом на выходе синхронизатора 2 формируется сигнал (фиг. 2ж), моменты перехода ко торого с одного уровня на другой совпадают с моментами нулевой фазы гене- . ратора 1. Величина индекса манипуляпий при постоянной величине наивысшей частоты манипуляции определяется коэффициентом трансформации делителя 8. Для получения индекса манипуляции m Ю,5 частот сигнала на выходе делителя 8 устанавл вается вдвое меньше частоты сигнала генератора 1. Для получения П1 ,5 коэффициент трансформации делителя 8 устанавливается равным 1,5 для ,5 равным 2,5 и т.д. Предположим, что необходимо получить Ш О,5 при этом на выходе делите 8 формируется -сигнал с частотой вдво меньше сигнала генератора 1. Сигнал с прямого выхода делителя 8 п ступает на счетный вход триггера 9, к торый осуществляет деление частоты , игнала, поступающего на его вход, на ва. Сигнал с выхода триггера 9 постуает на фильтр 16, на выходе которого) ормируется синусоидальный сигнал фиг. 2а), поступающий на один из вхоов балансного модулятора 5. Сигнал - инверсного выхода делителя 8 потупает на счетный вход триггера lOj а игнал с выхода триггера 9 через формироатель 19 - на вход установки триггера 10. При скважности сигнала с выходов елителя 8 равной двум, при переключении риггеров 9 и 10 по отрицательному фронту входного сигнала и при установке триггера Ю в нулевое положение по отрицательному фронту сигнала с выхода триггера 9 импульсный сигнал с выхода триггера 1О на 9О опережает сигнал с выхода триггера 9. Указанный фазовый сдвиг с высокой точностью поддерживается и при изменении частоты сигнала с выхода делителя 8. Сигнал с выхода триггера 10 поступает на фильтр 17, на выходе которого формируется синусоидальный сигнал, опережающий на 9О сигнал с выхода фильтра 16 (фиг. 26). Сигнал с выхода генератора 3 на балансный модулятор 5 поступает непосредственно, а на балансный. модулятор 6 - через фазовращатель 4, сдвигающий фазу сигнала на 90. На выходах балансных модуляторов 5 и 6 формируются сигналы (фиг. 2в,г ), являющиеся результатом перемножения соответственно синусных и косинусных составляющих низкочастотного и высоко- , частотного сигналов. В исходном состоянии при высоком уровне сигнала информации (при уровне логической , фиг. 2ж, MOMeHTt путем подачи короткого импульса уровня логической 1 на зажим элемента И-НЕ 15, производится начальная установка триггеров 11 и 12, Щ)и которой на нх выходах устанавливаются уровни логической 1 (фиг. 2к,л, момент t). При изменении сигнала информации с одного уровня на другой (фиг. 2ж, моментыi, 2 Ь Д .6 ГД) блок 18 формирует короткие импульсы уровня логической , поступающие на первые входы логических элементов И-НЕ 13 и 14, на вторые входы которых поступают импульсы сигналы соответственно с гфямо- го и инверсного выхода делителя 8. На выходах элементов И-НЕ 13 и 14 фор мируются короткие импульсы уровня логического О (фиг. 2з), причем на выходе элемента И-НЕ 13 импульсы формируются в моменты, совпадающио с моментами, при которых амплитуда сигнала с выхода балансного модулятора 6 равна нулю (фиг. 2и,г, моментыt ..t ) I а на выходе элемента И-И 14 - моменты нулевой амплитуды сигна с выхода балансного модулятора 5 (фиг. 2а,в, моменты 2,1 Д ,-tg). Фазовый сдвиг вносимый фазовыми манипуляторами 2О и 21, при уровнях логической на выходах триггеров 11 и 12 равен нулю (). Таким образом, в исходном состоянии сигнал с выходов балансных модуляторов 5 и 6 поступают на входы мсумматора 7 с нулевым -фазовым сдвигом, при этом на выходе сумматора 7 формируется сигнал с частотой, равной разности между частотой сигнала генератора 3 и частотой сигна- Да с выхода делителя 8. Появление импульса на выходе элемента И-НЕ 13 (фиг. 2и, момент.) приводит к переключению триггера 12 (фиг. 2л, момент tj|)i при этом на его выходе устанавливается уровень логического О, вследгствие этого фазовый манипулятор 20 изменяет фазу сигнала, поступающего .на его вход, на .18О (фиг. 2н, с моMOHTaij). С этого момента на выходе сумматора 7 формируется сигнал суммар ной частоты, т.е. формируется сигнал с частотой, соответствующей символу ноль. Появление импульса на выходе элемента И-НЕ 14 приводит к переключению триггера 11, что в свою очередь гфиводит к изменению фазы сигнала, поступающего с балансного модуля тора 6 на сумматор 7. При этом для рассматриваемого случая сигналы на выходах фазовых манипуляторов 20 к 21 одновременно оказываются повернуты на 18О относительно сигналов на их входах (фиг. 2м, н, интервал 12 Э на выходе сумматора 7 вновь формирует ся сигнал разностной частоты. Таким образом, при высоком уровне сигнала информации фазовые сдвига, вносимые фазовыми манипуляторами 20 и 21 одновременно равны или 180 при этом формируется сигнал с частотой соответствующей символу одинида. При низком уровне сигнала информации фазовые сдвиги соответственно равны О и 18О°или of при этом на вьосоде устройства форм1фуется сигнал с час- TOToit, соответс;твующей символу Honb. Эффективность предлагаемого устройства заключается в обеспечении возмож- ности работы с индексами манипуляции кратными 0,5 без разрыва фазы частотноманилулированного сигнала при любом отношении средней частоты выходного сигнала к частоте ма1шпуляции. Вследствие переключения входных сигналов фазовых манипуляторов только в к омент их нулевой амплитуды сигнал на выходе устройства форМ1фуется с малыми искажениями как при изменении скорости передачи информации, так и при внутриапп атурных. задержках сигналов. Формула изобретения Частотный манипулятор, содержащий генератор -шсущей частоты, выход которого через фазовращатель подключен ко входу первого балансного модулятора, а также генератор нижних частот, второй балансный модулятор, сиюфошкзатор, первый фазовый манипулятор, сумматор и формирователь импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности передаваемого сигнала, введены четыре триггера три элемента И-НЕ, дифференцирующий блок, два фильтра, второй фазовый манипулятор и делителш частоты, первый выход которого подключен ко входу первого тригГ а и к одному входу первого элемента И-НЕ , другой вход которого соединен с вьисодом дифференцирующего блока и первым входом второго элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с пер - вым входом второго триггера и вторым выходом делителя частоты, вход которого соединен с выходом генератора нижних частот и входом синхронизатора, выход которого подключен ко входам дифференцирующего блока и третьего элемен И-НЕ, выход которого соединен с одними входами третьего и четвертого триггеров, выходы которых соединены с первыми входами фазовых минипуляторов, втор те входы которых соединены с выхо балансных модуляторов, управляющие входы которых соединены с выходами фильтров, ко входам которых подключены соответственно выходы первого и второго триггеров, причем выход первого триггера через формирователь импульсов соединен со вторым входом второго триггера, выход второго элемента И-НЕ подключен к другому входу третьего тригг а, выход первого элемента И-НЕ со&динен с другим входом четвертого триг гчэра, вьсг.од генератора несушой частоты подключен ко входу второго балансного модулятора, а выходы феаовых манипуля торов соедянены с входами сумматяра

Источники информации, принятые во внимание прв экспертизе 1. Автсфское свидетельство СССР № 364069, кл. Н ОЗ С З/ОО, i970 (прототип).