Устройство для передачи сигналов с относительной фазовой модуляцией

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛОВ С ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ФАЗОВОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ , содержащее последовательно соединенные генератор импульсов и предварительный делитель частоты, регистр сдвига, аналогов лйсугвиатор, выход, которого подключен к входу фильтра нижних частот, формирователь синхронизирующих импульсов, выходы которого подключены к входам регистра сдвига и к входу кодера, и два канала формирования фазомодулированныэс сигналов, каждый из которых состоит , из цифро-аналогового преобразователи огибающей, входы и выход которого соединен соответственно с выходами регистра и с входом аналогового сумматора , о т л и ч а ю щ е е с я тем, / что, с целью повышения скорости передачи , введены последовательно соединенные формирователь импульсов и. кс 1мутатор, второй вход которого соединен с дополнительным выходом формирователя синхронизирующих импульсов , с третьим входом коммутатора и с одним входом формирователя импульсов , другие входы которого соединены с выходами кодера и .с дополнительным выходом Генератора игшульсрв , а в каждый из каналов фор лирования фазомодулированного сигнала введены последовательно соединенные ;дискретный сумматор и модулирующий делите.ль частоты, при этом выход предварительного делителя частоты подключен к первым входам дискретных сумматоров, вторые входы которых л с соединены с первыми выходами коммутатора , вторые выходы которого подключены к BTOpftjM входам модулируккцих делителей частоты, причем выходы одного иэ модулирующих делителей частоты подключены к соответствующим входам другого модулирующего делителя частоты, выходы которого соеди:нены с дополнительным входом одного цифро-аналогового преобразователя : огибающей и с соответствующими входами одного модулируйтего-делителя о|Ч«стоты , соответствующий выход кото:рого подключен к дополнительному входу другого цифро-аналогового преФ образователя огибающей. N:)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3(Я) Н 04 L 27 20 в

1)

d г::-- - I

ollHcAHHE изоБреткния 1 -.:-.: н Авторскому свидетельству

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3408235/ 18-09 (22) 17.03.82 (46) 23.07.83. Бюл. В 27 (72) A. И. Ступаков

-(71) Специальное конструкторское бю; ро промышленной автоматики (53) 621.394.61(088.8) (56) 1. Патент С%А Р 4049909, кл. 178 67, 1977.

2. Григорьев В.Г. и др. Метод

Формирования сигнала двухкратной относительной фазовой модуляции. Электросвязь, 1978, 9 1, с.52-55 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ СИГHAJIOB С ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ФАЗОВОЙ МОДУЛЯWEA, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов и предварительный делитель частоты, регистр сдвига, аналоговый сумматор, выход. которого подключен к входу Фильтра нижних частот, формирователь синхронизирующих импульсов, выходы которого подключены к входам регистра сдвига и к входу кодера, и два канала формирования Фазомодулированных сигналов, каждый из которых состоит из цифро-аналогового преобразователя огибающей, входы и выход которого соединен соответственно с выходами регистра и с входом аналогового сумма" тора, о т л и ч а ю щ е е с я тем что, с целью повышения скорости пе(!9) : (10 А редачи, введены последовательно соединенные Формирователь импульсов и коммутатор, второй вход которого соединен с дополнительным выходом Формирователя синхронизирующих импульсов, с третьим входом коммутатора и с одним входом формирователя импульсов, другие входы которого соеди.нены с выходами кодера и,с дополнительным выходом генератора импульсов, а в каждый из каналов Формирования фазомодулированного сигнала введены последовательно соединенные

;дискретный сумматор и модулирующий

:делитель частоты, нри этом выход предварительного делителя частоты подключен к первым входам дискретных к) сумматоров, вторые входы которых соединены с первыми выходами коммутатора, вторые выходы которого подключены к вторым входам модулирующих делителей частоты, причем выходы одг ного из модулирующих делителей час- р тоти подключены к соответствующим входам другого модулирующего делителя частоты, выходы которого соеди- .нены с дополнительным входом одного цифро-аналогового преобразователя огибающей и с соответствующими входами одного модулирующего делителя частоты, соответствующий выход кото;рого подключен к дополнительному входу другого цифро-аналогового пре- образователя огибающей.

1030992

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в уст- ройствах передачи данных для формирования сигналов с относительной фазовой модуляцией (ОФМ) любой кратности.

Известно устройство для гередачи . 5 сигналов с ОФИ, содержащее последовательно соединенйые генератор импульсов, предварительный делитель частоты, сумматор, модулирующий делитель частоты, регистр сдвига, фор- 10 мирователь огибающей, фильтр нижних частот (ФНЧ), а также источник двоичных данных, соединенный своими выходами с формирователем дополнительных импульсову ВыхОд кОтОрОГО пОц 5 ключен к второму входу сумматора, при этом второй выход генератора им= пульсов соединен с формирователем дополнительных импульсов, а вход синхронизации регистра сдвига подключен к промежуточному выходу предварительного делителя частоты (1)..

Недостатком данного устройства является низкая точность формирования огибающей посылок, а следовательно, низкая точность формирования спектра выходного фазомодулированного сигнала.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для передачи сигналов с ОФМ, ЗО содержащее последовательно соединенные генератор импульсов и предварительный делитель частоты, регистр сдвига, аналоговый сумматор, выход которого подключен к входу ФНЧ, фор- 35 мирователь синхрониэирующих импульсов, выходы которого подключены к входам регистра сдвига и к входу кодера, и два канала формирования фазомодулированных сигналов, каждый из которых 4р состоит из цифро-аналогового преобразователя огибающей, входы и выход которого соединены соответственно с выходами регистра сдвига и с входом ,аналогового сумматора j2).

Однако известное устройство имеет:низкую скорость передачи.

Цель изобретения — повышение скорости передачи.

Для этого в устройство для передачи сигналов с ОФМ, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов и предварительный делитель частоты, регистр сдвига, аналоговый. сумматор, выход которого подключен к входу ФНЧ, формирователь 55 .синхрониэирующих импульсов, выходы которого подключены к входам регистра сдвигаю и к Ъходу кодера, и два канала. формирования .фазомодулированных сигналов, каждый иэ которых 60 состоит из цифро-аналогового преобразователя огибающей, входы и выход которого соединены соответственно с выходами регистра сдвига и с входом аналогового сумматора, введены по- 65 следовательно соединенные формирователь импульсов и коммутатор, второй вход которого соединен с дополнительным выходом формирователя синхронизирующих импульсов, с третьим входом коммутатора и с одним входом формирователя импульсов, другие входы которого соединены с выходами кодера и: с дополнительным выходом генератора импульсов, а в каждый из каналов формирования фазомодулированного сигнала введены последовательно соединенные дискретный сумматор и модулирующий делитель частоты, при этом выход предварительного делителя частоты подключен к первым входам дискретных сумматоров, вторые входы которых соединены с первыми выходами коммутатора, вторые выходы которого подключены к вторым входам модулирующих делителей частоты, причем выходы одного из модулирующих делителей частоты подключены к соответствующим входам другого модулирующего делителя. частоты, выходы которого соединены с дополнительным входом одного цифроаналогового преобразователя огибающей и с соответствующими входами одного модулирующего делителя частоты, соответствующий выход которого подключен к дополнительному входу другого цифро-аналогового преобразователя огибающЕй..

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предложенного устройства; на фиг. 2 — эпюры напряжений, поясняющие его работу.

Устройство для передачи сигналов с ОФМ содержит кодер 1, формирователь

2 импульсов, коммутатор 3, генератор

4 импульсов, предварительный делитель

5 частоты, два канала б и 7 формирования фазомодулированных сигналов, каждый из которых состоит из дискретного сумматора 8, модулирующего делителя 9 частоты и цифро-аналогового преобразователя 10 огибающей, формирователь 11 синхронизирующих импульсов, ФНЧ 12, аналоговый сумматор 13, регистр 14 сдвига.

Устройство работает следующим образом.

С выхода предварительного делителя 5 частоты на первые входы дискретных сумматоров 8 обоих каналов б и 7 поступает сигнал с частотой 2

Н (фиг. 2б), где Н вЂ” Частота несущего колебания на выходе устройства; yn— число разрядов в каждом из модулирующих делителей 9 частоты, равное кратности модуляции. В результате деления частоты сигналов, поступающих с выходов дискретных сумматоров 8 обоих каналов 6 и 7, модулирующими делителями 9 частоты, на выходах последних формируются сигналы с частотой 1н.

1030992

Входная последовательность двоичных данных поступает на вход кодера 1, где она с помощью синхронного с ней сигнала, поступающего из формирователя 11 синхронизирующих импульсов, разделяется на группы по три символа — трибиты, которые в параллельном коде поступают со скоростью, меньшей исходной в три раза, На управляющие входы формирователя

2 импульсов. На синхрониэирующий вход последнего с формирователя 11 синхронизирующих импульсов поступают! синхронные тактовые импульсы(фиг.2g) с периодом Т, равным периоду посту- . пления трибитов! При поступлении каждого тактового импульса (Фиг.2g) формирователь 2 импульсов формирует из сигнала, приходящего с выхода генератора 4 импульсов,пачку импульсов(фиг.26),.

Частота импульсов в пачке должна в 3) несколько раз превышать частоту лг

2 У . Ее величина является одним из факторов, определяющих длительность процесса модуляции, а следовательно, и величину искажений посы- g5 лок фаэомодулированного сигнала.

Чем больше частота импульсов в пачке, тем короче процесс модуляции, тем меньше искажения посылок. На фиг. 2 6 эта частота взята равной 32 5 . ЗО

Фронты импульсов в пачке не должны совпадать с фронтами импульсов на выходе предварительного делителя 5 частоты (фиг. 2о), Количество импульсов в пачке определяется комбинацией двоичных символом в трибите.

Сигнал с выхода формирователя 2 импульсов (фиг. 28) поступает на один из сигнальных входов коммутатора 3, на другой сигнальный вход которого подаются упомянутые тактовые 4О импульсы (фиг,20), которые подаются также на его управляющий вход. Коммутатор 3 осуществляет попеременное подключение выхода формирователя 2 импульсов и выхода формирователя ll 45 синхронизирующих импульсов к каналам б и 7 формирования фазомодулированных сигналов. В одном состоянии коммутатора 3 сигнал с выхода формирователя 2 импульсов проходит на второй я) вход дискретного сумматора 8 канала б, а тактовый импульс с выхода Формирователя 11 синхронизирующих импульсов приходйт на вход записи модулиру ющего делителя 9 частоты этого же канала б (Фиг. 2 ). В другом состоянии коммутатора 3 указанные сигналы поступают соответственно на второй вход дискретного сумматора 8 канала 7 и вход записи модулнрующего делителя 8 частоты этого же канала (фиг. 2М) .

Таким образом, на входах записи модулирующих делителей 9 частоты обоих каналов действуют последовательности коротких импульсов с пери-. одом 2Т и сдвинутые друг относитель"

t, но друга на интервал Т (фиг. 22, u ) . (Период поступления -пачек дополнитель:ных импульсов в каждый из каналов также равен 2Т.

Фазовая модуляция сигнала, например, в канале б осуществляется следующим образом.

Коротким импульсом, поступающим

О с выхода коммутатора 3 на вход записи модулирующего делителя 9 частоты канала 6 (фиг. 28), производится пе« разапись состояний разрядов модули:,рующего делителя 9 частоты канала 7 . (фиг. 2Л,м; й) в соответствующие его разряды (фиг. 2 дс,>), т.е. проис,,ходит предварительное фазирование сигналов на выходах обоих модулирую- щих делителей 9 частоты (Фиг. 2э, н,).;

Затем пачка импульсов с выхода формирователя 2 импульсов (фиг. 2 ) через коммутатор 3 поступает на второй вход дискретного сумматора 8 канала б, сигнал с выхода которого (фиг.2о) поступает на счетный вход модулиру ющего делителя 9 частоты этого же. канала. За счет дополнительних импульсов сигнал на выходе последнего (фиг. 2Ъ) приобретает определенный сдвиг Фазы по отношению к сигналу на выходе модулирующего делителя 9 частоты канала 7 (Фиг. 2н).

Для трехкратной ОФМ необходимые сдвиги фазы 45,90,135,180,225,270, 315 осуществляются посредством соответственно одного, двух, трех, четырех, пяти, шести, семи дополнительных импульсов. На фиг. 2 показано получение фазового сдвига 270 (-90 ) в канале 6 с помощью шести дополнительных импульсов.

Также производится фазовая модуляция в канале 7. Импульсом, поступающим с выхода коммутатора .3 на вход записи модулирующего делителя 9 частоты канала 7 (фиг. 2и) в его

Разряды (фиг. 2л,м,н), производится перезапись состояний разрядов модулирующего делителя 9 частоты канала

6.(фиг. 26,ж,ф . Затеи.в сигнал с выхода предварительноге делителя 5 частоты (Фиг. 2д) с помощью дискретного сумматора 8 канала ? вводятся дополнительные импульсы с выхода коммутатора 3. Сигнал с выхода этого дискретного сумматора 8 (фиг. 2й) поступает на счетный вход модулирующего делителя 9 частоты канала 7, сигнал на выходе которого (фиг. 2н) приобретает определенный сдвиг по отношению к сигналу на выходе модулирующего делителя 9 частоты канала 6 (фиг. 2ф). На фиг. 2 показано получение сдвига 45 в канале 7 с помо щью одного дополнительного импульса.

В результате на выходах модули65 Рующих делителей 9 частоты обоих ка1030992 налов б и 7 образуются фазомодулированные сигналы с частотой несущей и с длительностью посылок 2Т.

Границы посылок на выходах одного модулирующего делителя 9 частоты совпадают. с середииами посылок на выходе другого модулирующего делителя 2 частоты, а фаза несущей в посылках на выходе одного модулирующего делителя частоты модулируется относительно фазы несущей в посылках на выходе другого модулирующего делителя 9 частоты.

Сигналы с выходов модулирующих делителей 9 частоты обоих каналов 6 и 7 поступают на входы цифро-аналого- 15 вых формирователей 10 огибающей, которые формируют огибающую посылок ,на интервале, равном 2 Т, и управляют ся сигналами с противофазных групп выходов регистра 14 сдвига. На ин- 70 формационный вход последнего с формирователя 11 синхронизирующих импульсов поступает сигнал в виде меандра с периодом 2Т, синфазный с тактовыми импульсами, а частота импульсов на синхронизирующем входе регистра сдвига н количество разрядов в нем определяются требуемой точностью формирования огибающей. Каждый цифро-аналоговый преобразова- 30 тель 10 огибающей преобразует поступающий с модулирующего делителя 9 частоты сигнал таким образом, что форма огибающей каждой фазомодулированной посылки вместо прямоугольной становится скругленной по определенному закону. Это преобразование осуществляется путем логического перемножения сигнала, поступающего с выхода модулирующего делителя 9 частоты, с сигналами с выходов разрядов 40 регистра 14 сдвига и последующего взвешенного суммирования полученных произведений. Так как формирование огибающей производится цифро-аналоговым методом, то ее скаты имеют сту- 45 пенчатый характер. Огибающие посылок сигналов на их выходах равны нулю на границах посылок и максимальны в их серединах, причеМ максимумы огибающей сигнала на выходе одного ка- 50 нала (6 или 7) формирования фазомодулированных сигналов совпадают с минимумами огибающей на выходе другого канала (б или 7) формирования фаэомодулированных.сигналов, а длительности посылок по-прежнему рав ны 2Т.

I) . На выходе аналогового сумматора ..13;за счет взаимного наложения сигнадон с выходов обоих каналов б и 7 б0 .образуется модулированный по фазе, в соответствии с принципом относитель-. ности, сигнал-.с частотой 1н с дли.тельностью,посылок, равной Т, и со спектром".апределяемым формой оги- 65 бающей. ФНЧ 12 подавляет продукты преобразований высших порядков.

В случае необходимости формирования сигнала, например, с прямоугольным спектром, которому соответствует огибающая с эффектной длительностью, превышающей ?Т, для повышения точности формирования можно применить многоканальное построение предложенного устройства, причем число параллельных каналов 14 должно быть равно числу периодов тактового колебания, укладывающихся на интервале формирования огибающей. Регистр 14 сдвига также должен быть я-тактным и иметь

К групп выходов, а коммутатор 3 должен иметь )(пар выходов, и соответственно, N положений.

Предложенное устройство и известное примерно одинаковы по сложности для случая формирования сигнала с двукратной ОФМ. Для формирования сигнала с трехкратной ОФМ известное устройство должно содержать блоки памяти на три бита, имеющие три входа, три выхода и вход синхронизации, формирователь восьми фаз, восьмивходовые коммутаторы фаз с тремя управляющими входами и одним выходом. В результате число. связей в известном устройстве значительно больше числа связей предложенного устройства, причем эта разница еще более значительна для четырехкратной ОФМ. . Количество связей в известном и предложенном устройствах для сравнения можно определить как число входов всех функциональных узлов, кроме формирователей огибающей, регистра сдвига, аналогового сумматора и

ФНЧ, которые одинаковы в обоих устройствах. Результаты подсчета количества связей для известного и предложенного устройств соответственно таковы." для двукратной ОФМ вЂ” 26 и 22

l для трехкратной ОФМ вЂ” 39 и 25, для четырехкратной ОФМ вЂ” 60 и 28 связей.

С другой стороны, результат сравнения по сложности блоков, применяемых в известном и в предложенном устройствах, с учетом их исполнения на базе современных Микросхем, например, 155-й серии, также показывает преимущество последнего. Так формирователь импульсов и модулирующие делители частоты предложенного устройства по сложности примерно одинаковы соответственно с кодером относительности и.коммутаторами фаз известного устройства. Однако дис1 кретные сумматоры и коммутатор предложенного устройства значительно проще соответственно блоков памяти на три бита и формирователя восьми фаз известного устройства. Эта разница становится более значительной для случая формирования четырехкратной

ОФМ.

:1030992

Фиа) И

К

ВНИИПИ Заказ 5235/58 Тираж б 77 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная,4

Предложенное устройство также,как и известное, позволяет преимущественно с помощью элементов дискретной техники получить сигнал с

ОФМ любой кратности с заданной формой спектра непосредственно на несущей канала тональной частоты, причем для этого не требуется жесткой связи частоты несущего колебания со скоростью модуляции. Однако для случая формирования сигнала с трехкратной

ОФМ предложенное устройство значительно проще известного, причем разница в сложности устройств обоих типов становится еще более значительной при формировании сигнала с четырехкратной ОФМ, а также для случая их многоканального построения.

Таким образом, преимуществом предлагаемого устройства по сравнению с известн м является повышение скорости передачи сигналов с ОФМ.