Система многоканальной передачи сигналов Советский патент 1981 года по МПК H04J1/20 

(54) СИСТЕМА МНОГОКАНАЛЬНОЙ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛОВ

I. , .

Изобретение относится к системам передачи и приема сигналов, отличающимся частотным уплотнением для передачи нескольких сигналов по общему каналу связи, и может быть использовано в технике многоканальной связи, телеметрии, управлении.

Известна система многоканальной передачи сигналов, содержащая на передающей стороне п цепей, состоящих из последовательно соединенных датчика сигналов и частотного модулятора, второй вход которого подключен к выходу узкополосного генератора поднесущей частоты, выходы Bciex частотных модуляторов подключены к соответствующим входам первого сумматора, и передатчик, а на приемной стороне-приемный блок и п объединенных по входу цепей, состоящих из последовательно соединенных узкополосного фильтра, частотного демодулятора, а также блок индикации 1.

Однако точность передачи в такой системе невелика.

Цель изобретения - повышение точности передачи сигналов.

Цель достигается тем, что в систему многоканальной передачи сигналов, Содержащую на передающей стороне п цепей, состоящих из последовательно соединенных датчика сигналов и частотного модулятора, второй вход которого подключен к выходу узкополосного генератора поднесущей частоты, выходы всех частотных модуляторов подключены к соответствующим входам

5 первого сумматора, и передатчик, а на приемной стороне - приемный блок и п объединенных по входу цепей, состоящих из последовательно соединенных узкополосного фильтра, частотного демодулятора, а также

р блок индикадии, введены на передающей стороне ш дополнительных частотных модуляторов, второй сумматор, синхронизатор, широкополосный генератор поднесущей частоты и последовательно соединенные амплитудный компаратор, блок управления,

15 коммутатор режимов работы и третий сумматор, выход которого подключен к входу передатчика, причем входы дополнительных частотных модуляторов соединены со входами соответствующих частотных модуляторов и со входами амплитудного компаратора, а выходы дополнительных частотных модуляторов через второй сумматор подключены к второму входу коммутатора режимов работы, третий вход которого соединен с выходом первого сумматора, а выход блока управления через синхронизатор подключен к второму входу третьего сумматора, а выход широкополосного генератора поднесущей частоты подключен к вторым входам дополнительных частотных модуляторов, а на приемной стороне введены коммутатор режимов, синхронизатор, широкополосный фильтр и m цепей, состоящих из последовательно соединенных следящего фильтра, дополнительного частотного демодулятора и коммутатора, причем выходы частотных демодуляторов подключены ко входам соответствующих следящих фильтров и вторым входам коммутаторов, третьи входы которых соединены с выходом синхронизатора, вход которого подключен к выходу приемного блока, и первым входом коммутатора режимов работы, второй вход которого подключен к выходу приемного блока, а выходы которого подключены ко входам узкополосных фильтров и широкополосного фильтра, выход которого подключен ко вторым входам следящего фильтра.

На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемой системы.

Система многоканальной передачи сигналов содержит на передающей стороне п цепей, состоящих из последовательно соединенных датчика 1 сигналов и частотного модулятора 2, к которому подключен узкополосный генератор 3 поднесущей частоты, m дополнительных частотных модуляторов 4, широкополосный генератор 5 поднесущей частоты, первый сумматор 6, амплитудный компаратор 7, блок 8 управления, коммутатор 9 режимов работы, третий сумматор 10, передатчик 11, второй сумматор 12, синхронизатор 13, а на приемной стороне приемный блок 14, синхронизатор 15, коммутатор 16 режимов, щирокополосный фильтр 17, и п объединенных по входу цепей, состоящих из последовательно соединенных узкополосного фильтра 18 и частотного демодулятора 19, и ш цепей, состоящих из последовательно соединенных следящего фильтра 20, дополнительного частотного демодулятора 21, коммутатора 22 и индикатора 23, линия 24 связи.

Работа системы многоканальной передачи сигналов происходит следующим образом.

В системе применен метод частотного разделения каналов. Для передачи сигналов п каналов отводится общая полоса частот Д F первичной модуляции. Вторичная модуляция выбирается исходя из условий передачи в линии связи. Система работает в одном из двух режимов - узкополосном или широкополосном, причем в обоих режимах передача ведется одновременно и непрерывно. В узкополосном режиме каждому каналу отводится своя полоса частот Д Р„ в пределах отведенной общей полосы частот Д F и в этой полосе частот канала осуществляется частотная модуляция поднесущей частоты ка-нала сигналом от датчика 1 сигналов. Максимальный индекс модуляции Mjmw в этом режиме равен -. где 5 max -

максимальная частота в спектре Передаваемого сигнала. На приемной стороне модулировйнные сигналы каналов разделяются полосовыми фильтрами, демодулируются и регистрируются. Система работает в узкополосном режиме, если сигналы хотя бы от двух датчиков одинаковы по величине. В широкополосном режиме работы все каналы имеют одну центральную частоту поднесущей, равную середине общей полосы частот .ДР первичной модуляции системы. Передаваемые сигналы каждого канала модулируют эту общую поднесущую по частоте независимо друг от друга, затем они объединяются и через передатчик, в котором осуществляется вторичная модуляция, поступают в линию связи. Максимальный индекс модуляции этом режиме равен

Система работает в широmax

кополосном режиме, если сигналы всех датчиков имеют различную величину.

Работа системы после включения осуществляется следующим образом. Сигналы, подлежащие передаче, с выходов п датчи,.ков 1 сигналов поступают одновременно на соответствующие входы амплитудного компаратора 7 и от каждого датчика 1 сигналов

0 параллельно на первые входы частотных модуляторов 2 и дополнительных частотных модуляторов 4, на вторые входы которых подаются сигналы соответственно из узкополосных генераторов 3 поднесущей частоты и

, от широкополосного генератора 5 поднесущей частоты. В результате частотной модуляции на выходах модуляторов образуются канальные видеосигналы. С выходов частотных модуляторов 2 эти сигналы поступают на входы первого сумматора 6. С выходов дополнительных частотных модуляторов 4 сигналы поступают на входы второго сумматора 12, с выхода которого суммарный (групповой) сигнал поступает на третий вход коммутатора 9 режимов работы, на второй вход которого поступает суммарный сигнал с выхода первого сумматора 6. Сигналы с выходов датчиков 1 сигналов сравниваются по величине в амплитудном компараторе 7. Если величины всех этих сигналов различны, то на выходе амплитудного компаратора 7

0 формируется сигнал первого уровня, например высокого. Если сигналы хотя бы двух датчиков имеют одинаковую величину, то на выходе амплитудного компаратора 7 формируется сигнал второго уровня, например низкого. Сигнал первого уровня (высокого)

5 устанавливает в системе работу в широкополосном режиме. Сигнал второго уровня (низкого) устанавливает в системе работу в узкополосном режиме. С выхода амплнтудного компаратора 7 сигнал поступает на вход блока 8 управления. Сразу же после включения системы блок 8 управления в течение фиксированного времени привязки каналов формирует такой сигнал управления, что система работает в узкополосном режиме. При этом через коммутатор 9 на первый вход третьего сумматора 10 проходит сигнал с выхода первого сумматора 6, и синхронизатор 13 формирует сигнал, поступающий на второй вход третьего сумматора 10, синхронизирующий работу приемной части системы в узкополосном режиме. Продолжительность времени привязки каналов определяется заранее, исходя из необходимого времени установления режима слежения на приемной стороне системы. После окончания времени привязки каналов блок 8 управления по сигналам с выхода амплитудного компаратора 7 управляет работой коммутатора 9 таким образом, что когда на его вход поступает сигнал первого (высокого) уровня, то через коммутатор 9 на первый вход третьего сумматора 10 проходит, суммарный (групповой) сигнал с выхода второго сумматора 12, а когда на его вход поступает сигнал второго (низкого) уровня, то через коммутатор 9 на первый вход третьего сумматора 10 проходит суммарный (групповой) сигнал с выхода первого сумматора 6. Под действием сигналов с выхода блока 8 управления синхронизатор 13 вырабатывает сигнал Синхронизации режимов, который поступает на второй вход третьего сумматора 10, однозначно связан.ный с величинами уровней на выходе амплитудного компаратора 7. Сигнал синхронизации режимов может иметь любую из возможных модуляций, позволяющих его надежно выделять на приемной стороне. Групповой видеосигнал с выхода третьего сумматора 10, содержащий информационную и синхронизирующую части, через передатчик 11 поступает в линию 24 связи.

Групповой сигнал из линии 24 связи поступает через приемный блок 14 одновременно на вход синхронизатора 15 ина входы коммутатора 16 режимов. Синхронизатор 15 выделяет сигнал синхронизации и устанавливает факт работы системы в одном из двух режимов. Он устанавливает коммутатор 16 режимов в режиме, который установился в системе, переключает по третьему входу коммутатор 22 на пропускание в зависимост1Г от режима сигнала с выхода частотного демодулятора 19 или дополнительного частотного демодулятора 21.. Во время привязки каналов система работает только в узкополосном режиме. В остальное время система работает в зависимости от сигналов на выходах датчиков 1 сигналов. Если в системе устанавливается узкополосный режим, сигнал с выхода коммутатора 16 режимов одновременно поступает на входы п узкополосных фильтров 18, которые проИЗВОДЯТ частотную селекцию сигналов отдельных каналов. Отселектированные сигналы каждого из п каналЬв поступают на входы своих частотных демодуляторов 19. Частотный демодулятор 19 осуществляет частотную демодуляцию сигнала в полосе частот канала А F , и сигнал на его выходе пропорционален значению первичного сигнала датчика 1 сигналов.. Сигнал с выхода частотного демодулятора 19 подается на второй вход следящего фильтра 20 соответствующего канала. Он управляет частотой настройки следящего фильтра 20 канала таким образом, что устанавливает ее равной частоте поднесущей этого канала в широкополосном режиме, т. е. осуществляется привязка каналов. Эти процессы осуществляются во всех каналах. Сигнал с выхода частотного демодулятора .19 подается также на второй вход коммутатора 22, который под действием сигнала с выхода синхронизатора 15 в узкополосном режиме работы пропускает его на вход индикатора 23 для регистрации. Максимальный индекс модуляции в узкополосном режиме равен

М,„зх -f-fj --.

Если после окончания времени привязки каналов в системе устанавливается широкополосный режим работы, то под действием сигнала с выхода синхронизатора коммутатор 16 режимов переводится в широкополосный режим работы. Сигнал с его выхода поступает на вход широкополосного фильтра 17, имеющего полосу пропускания, равную общей полосе частот ДР первичной модуляции, который осуществляет фильтрацию только полезной полосы частот сигнала с выхода приемного блока 14. Сигнал с выхода щирокополосного фильтра 17 одновременно поступает на первые входы п следящих фильтров 20. Следящий фильтр 20 осуществляет захват сигнала канала по предварительной привязке его частоты настройки напряжением, поступающим на его второй вход с выхода частотного демодулятора 19, и непрерывное слежение за изменяющейся в соответствии с изменяющимся значением передаваемого параметра канала, частотой сигнала канала. Гармонический сигнал с выхода следящего фильтра 20 поступает через дополнительный частотный демодулятор 21, выходное напряжение которого пропорционально частоте сигнала на его входе п, следовательно, величине передаваемого сигнала, на первый вход коммутатора 22 и с его выхода на вход индикатора 23 для регистрации. Максимальный индекс модуляции в широкополосном режиме М„„з равен Мп,„,,х ,

Данная система многоканальной передачи сигналов позволяет увеличить точность передачи сигналов, что приводит к увеличению точности работы всего комплекса, содержащего предложенную систему многоканальной передачи сигналов . Это достигается тем, что уменьшенная среднеквадратичная ошибка измерения за счет увеличения максимального индекса модуляции и уменьшения влияния переходных искажений, что при таких же спектральных характеристиках помех позволяет увеличить точность передачи сигналов. Формула изобретения Система многоканальной передачи сигналов, содержашая на передающей стороне п цепей, состоящих из последовательно соединенных датчика сигналов и частотного модулятора, второй вход которого подключен к выходу узкополосного генератора поднесущей частоты, выходы всех частотных модуляторов подключены к соответствующим входам первого сумматора, и передатчик, а на приемной стороне - приемный блок и п объединенных по входу цепей, состоящих из последовательно соединенных узкополосного фильтра, частотного демодулятора, а также блок индикации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности передачи, введены на передающей стороне m дополнительных частотных модуляторов, второй сумматор, синхронизатор, широкополосный генератор поднесущей частоты и последовательно соединенные -амплитудный компаратор, блок управления, коммутатор режимов работы и третий сумматор, , выход которого подключен к входу передатчика, причем входы дополнительных частотных модуляторов соединены со входами соответствующих частотных модуляторов и со входами амплитудного компаратора, а выходы дополнительных частотных модуляторов через второй сумматор подключены к второму входу коммутатора режимов работы, третий ВУ.Щ которого соединен с выходом первого сумматора, а выход блока управления через синхронизатор подключен к второму входу третьего сумматора, а выход широкополосного генератора поднесущей частоты подключен к вторым входам дополнительных частотных модуляторов, а на приемной стороне введены коммутатор режимов, синхронизатор, широкополосный фильтр и m цепей, состоящих из последовательно соединенных следящего фильтра, дополнительного частотного демодулятора и коммутатора, причем выходы частотных демодуляторов подключены ко входам соответствующих следящих фильтров и вторым входам коммутаторов, третьи входы которых соединены с выходом синхронизатора, вход которого подключен к выходу приемного блока, и первым входом коммутатора режимов работы, второй вход которого подключен к выходу приемного блока и выходы которого подключены ко входам узкополосных фильтров и щирокополосного фильтра, выход которого подключен ко вторым входам следящего фильтра. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Карамов 3. С.,Фомин А. Р. Элементы аналоговых радиотелеметрических систем. М.-Л., «Энергия, 1966, с. 6.