Генератор функций лагерра

 

ГЕНЕРАТОР ФУНКЦИЙ ЛАГЕРРА, iсодержащий генератор импульсов и основной канал формирования колеба НИИ, состоящий из N последовательно соединенных формирующих блоков, где N максимальный порядок .формируемых функций Лагерра, первый формирующий блок состоит из последовательно соединенных интегратора и буферного каскада, каждый из остальных формирующих блоков содержит ортогональный фильтр, выполненный в виде последовательно соединенных RC -- четырехполюсника и буферного каскада, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности за счет формирования функций Лагерра с изменяющимся масштабным множителем при сохранении их ортогональности , он дополнительно содержит дели:тели частоты и дополнительные каналы формирования колебаний, каждой из которых состоит из последовательно соединенных формирующих блоков, первый формирующий блок в каждом дополнительном канале включает последовательно соединенные интегратор и буферный каскад, каждый из остальных формирующих блоков содержит ортогональный фильтр, выполненный в виде -последовательно соединенного RC - четырехполюсника и буферного каскада, причем входы интеграторов всех каналов формирования колебаний через соответствующие делители частоты подключены к выходу генератора i импульсов, число формирующих блоков в каждом дополнительном канале фор (Л мирования колебаний равно номеру зтого дополнительного канала формирования колебаний, выходами генератора являются выходы последних формирующих блоков дополнительных каналов формирования колебаний и выходы формирующих блоков с номерами от Н/2 до N основного канала формирооо вания колебаний, число дополнитель Nl ных каналов формирования колебаний 4; определяется из соотношения N/2 и 00 N - 1 J -2- соответственно при четном и нечетном числе функций Лагерра, формируемых генератором.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1137487 A

4 (51) С 06 G 7/26

/к

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3638042/24 24 (22) 19.08.83 .(46) 30.01.85. Бюл. К- 4 (72) В.С.Попенко и H.È.Êóäðÿøîâ (53) 681.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ó 475614, кл. G 06 F 1/02, 1973.

2. Мирский Г.Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов, М., "Энергия", 1971, с. 157, рис. 4-18б (прототип). ,;(54)(57) ГЕНЕРАТОР ФУНКЦИИ ЛАГЕРРА,,содержащий генератор импульсов и основной канал формирования колебаний, состоящий из N последовательно соединенных формирующих блоков, где N — максимальный порядок .формируемых функций Лагерра, первый формирующий блок состоит из последовательно соединенных интегратора и буферного каскада, каждый из остальных формирующих блоков содержит ортогональный фильтр, выполненный в виде последовательно соединенных RC — четырехполюсника и буферного каскада, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности эа счет формирования функций Лагерра с изменяющимся масштабным множителем при сохранении их ортогональнос" ти, он дополнительно содержит дели:тели частоты и дополнительные каналы формирования колебаний, кажд4 и иэ которых состоит из последовательно соединенных формирующих блоков, первый формирующий блок в каждом дополнительном канале включает последовательно соединенные интегратор и буферный каскад, каждый иэ остальных формирующих блоков содержит ортогональный фильтр, выполненный в виде -последовательно соединенного

RC - четырехполюсника и буферного каскада, причем входы интеграторов всех каналов формирования колебаний через соответствующие делители час-. тоты подключены к выходу генератора импульсов, число формирующих блоков в каждом дополнительном канале формирования колебаний равно номеру этого дополнительного канала формирования колебаний, выходами генератора являются выходы последних формирующих блоков дополнительных каналов формирования колебаний и выходы формирующих блоков с номерами от

N/2 до Й основного канала формирования колебаний, число дополнительных каналов формирования колебаний определяется из соотношения 11/2 и

Й- 1 соответственно при четном и нечетном числе функций Лагерра, фор мируемых генератором.

Изобретение относится к специали- .. зированнымм средствам вычислительной техники и может быть использовано в радиотехнической аппаратуре и аппаратуре связи для генерирования сложных колебаний, описываемых функциями

Лаггера.

Известен генератор функций, обеспечивающий формирование временных функций: синусоидальных, показательных, логарифмических, тригонометрических, гилерболических 11) .

Однако известное устройство имеет сложную конструкцию и формируемые при этом колебания занимают широкую полосу частот.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является генератор функций Лагерра, содержащий соединенные последовательно генератор импульсов и канальный узел, имеющий N последовательно соединенных где М . — число функций, формируемых генератором) канальных блоков, первый из которых включает соединенные последовательно интегратор и буферный каскад, с выхода которого снимается колебание, описываемое функцией Лагерра нулевого порядка, а (N — 1) последующих канальных блоков — соединенные последовательно скрещенный четырехполюсник на RC— элементах и буферный каскад, с выхода которого снимается колебание, описываемое функцией Лагерра соответ ствующего порядка (зависит от числа каналов) (2 .

Недостаток данного генератора— низкая временная загрузка каналов при использовании в многоканальных системах связи с переносчиками, опи" сываемыми функциями Лагерра.

Целью изобретения является повышение производительности за счет формирования функций Лагерра с изменяющимся масштабным множителем при срхранении их ортогональности.

Поставленная цель достигается тем, что в генератор функций Лагерра, содержащий генератор импульсов и основной канал формирования колебаний, состоящий из Й последовательно соединенных формирующих блоков, где Я - максимальный порядок формируемых функций Лагерра, первый форми рующий блок состоит из последователь но соединенных интегратора и буферного каскада, каждый из остальных формирующих блоков содержит ортогональ137487 1 ный фильтр, выполненный в виде последовательно соединенных RC -четырехполюсника буферного каскада, введены делители частоты и дополнительные каналы формирования колебаний, каждый из которых состоит иэ последовательно соединенных формирующих блоков, первый формирующий блок в каждом дополнительном канале включает после1О !

-55 довательно соединенные интегратор и буферный каскад, каждый из остальных формирующих блоков содержит ортогональный фильтр, выполненный в виде последовательно соединенного 8С -четырехполюсника и буферного каскада, причем входы интеграторов всех каналов формирования колебаний через соответствующие делители частоты подключены к выходу генератора импульсов, число формирующих блоков в каждом дополнительном канале формирования колебаний равно номеру этого дополнительного канала формирования колебаний, выходами генератора являются выходы последних формирующих блоков дополнительных каналов формирования колебаний и выходы формирующих блоков с номерами от N/2 до основного канала формирования колебаний, число дополнительних каналов формирования колебаний определяется

К- 1 из соотношения 8/2 и 2 соответственно при четном и нечетном числе функций Лагерра, формируемых генератором.

На фиг.1 представлена функциональная схема генератора функций Лагерра; на фиг.2 — графическая зависимость функций переносчиков от нулевого до третьего порядка; на фиг.3 — таблица результатов расчета величины интерва" ла ортогональности переносчиков типа функций Лагерра при разном числе каналов.

Генератор функций Лагерра на примере четырехканального варианта содержит три канала: основной 1 и дополнительные 2 каналы формирования колебаний, Основной канала 1 имеет четыре последовательно соединенных формирующих блока, первый из которых включает соединенные последовательно интегратор 3 и буферный каскад 4, с выхода которого снимается колебание, одисываемое функцией Лагерра нулево- го порядка, а второй, третий и четвертый — соединенные последовательно скрещенный четырехполючник 5 на кС— з»

11 элементах и буферный каскад 6, с выхода каждого из которых снимаются колебания, описываемые функциями

Лагерра соответственно первого, второго и третьего порядков, делителя частоты 7. Второй дополнительный канал формирования колебаний имеет два последовательно соединенных формирующих блока, первый из которых включает соединенные последовательно интегратор 8 и буферный каскад 9, а второй - соединенные последовательно скрещенный четырехполюсник 10 и буферный каскад 11. С выходов буферных каскадов 9 и 11 снимаются колебания, описываемые функциями Лагерра соответственно нулевого и первого порядка. Имеются также генератор импульсов 12, а первый дополнительный ка.нал формирования колебаний имеет один формирукнций блок, состоящий из интегратора 13 и буферного каскада 14 с выхода которого снимается колеба:ние, описываемое функцией Лагерра нулевого порядка.

Генератор работает следующим образом.

При включении питания с выхода генератора 12 импульсы поступают на входы делителей 7 частоты. Коэффициент деления делителей 1„ выбирается в зависимости от числа дополнительных каналов и частоты следования импульсов в основном канале f> ïî следующему соотношению: ! х 1 Н L h j где х„,... „x h — соответственно величина интервала ортогональности b i-тых дополннтельных и основных каналах;

f. — частота генератора

r временных импульсов;

f — частота следования импульсов в основном канале;

37487 4 для колебаний на выходе основного канала

При этом длительность формируемых колебаний на выходах каждого канала будет разной sa счет изменяющегося масштабного множителя о(, и определяется для колебаний на выходе i-того доцолнительного канала

I с х 1

- целая часть отношех ((ния

5 х, где e, = - =- oL = f x

1 X " N (Генератор функций Лагерра для четырехканального варианта, включающий основной и два дополнительных канала при частоте генератора !2, равной

f имеет коэффициент деления делителя 7, равный 50, а делителей 71 и 72 — соответственно 10 и 25.

Импульсы с выхода делителя 7 час( г тоты с частотой f = - - подаются на ! К вход интегратора.

На выходе интегратора 13 формируются колебания, описываемые функцией Лагерра нулевого порядка 0 (t) .

О

Эти колебания, с частотой следования 1(, подаются через буферный каскад 14 на выход генератора. Импульсы с выхода делителя 7 частоты второго канала с частотой следования

f<. — подаются на вход интеграто2 2

30 ра 8. С выхода интегратора колебания, описываемые функцией Лагерра нулевого порядка 7" (г.)через буферный каскад 9 подаются на вход скрещенного четырехполюсника 10 на выходе которого формируются колебания, описываемые функцией Лагерра первого порядка (t). Эти колебания с частотой сле" ( дования Е2 подаются через буферный каскад ll на выход генератора.

40 Работа основного канала аналогична, при этом колебания, описываемые функциями Лагерра нулевого и первого порядков, на выход генератора не по. даются, а снимаются только колебания, 45 описываемые функциями Лагерра второго и третьего порядков.

Использование изо6ретения позволя— ет создавать генераторы несущих коле" баний, которые обеспечивают увеличение пропускной способности каналов связи за счет максимальной временной загрузки.

В частности, для четырехканального варианта генератор на том же тактовом интервале формирует девять ортоганальных переносчиков, описываемых функциями Лагерра нулевого, первого, второго и третьего порядков.. Э ll

При этом ортогональность переносчи-ков, описываемых функциями Лагерра нулевого порядка, в основном канале обеспечивается за счет смещения по времени на интервал, равный по величине периоду следования импульсов на выходе,".елителя 71, подключенного к входу первого дополнительного канала, а ортогональность переносчиков, описываемых функциями Лагерра первого порядка, в основном канале обеспечивается sa счет смещения по времени на интервал, равный по вели" чине периоду следования импульсов на выходе делителя 7, подключенного к входу второго дополнительного канала.

На фиг.3 приведены результаты расчета величины интервала ортогональности переносчиков типа функций ,;Лагерра при равном числе каналов и .допустимых в практике связи шумах

:неортогональности менее 0,001. Из данных таблиц (фиг.3) и графических зависимостей (фиг.2) следует, что при постоянном масштабном множителе .в известной четырехканальной системе, использующей переносчики типа функций Лагерра от нулевого до тре« тьего порядков, первый и второй каналы находятся в режиме недостаточной временной загрузки . При увеличении числа каналов (числа функций, формируемых генератором) указанное обстоятельство проявляется все в большей. степени, На графиках по оси абсцисс отмечены граничные точки ин ,тервала ортокональности (точки С).

При введении переменного масштаб-. ного множителя stöö, (что обеснечиваВеличина выигрьппа определяется из соотношения:

14 .= r l--3 в - 1

1х

t х„, — целая часть. х;

: где до

37487 6 ется в генераторе изменением частоты.. следования импульсов, подаваемых на соответствующие входы генератора по каждому каналу — для формирования функций - переносчика соответствующего порядка) достигается более эффективное использование временного интервала, а именно для 4-канального варианта на базе первого канала

1О могут быть дополнительно организованьг 4 резервных канала, на базе второго канала - 1 резервный канал (Ъ! фиг.2). При этом с увеличением количества организуемых каналов (чис15 ла функций, формируемых генератором) величина выигрьппа увеличивается, в частности для шестиканального варианта выигрьпп составляет 9 каналов (при этом на базе первого канала ор2О ганизуется 6 резервных, на базе второго — 2, на базе третьего — 1, для

1 2-канального — 26 каналов для 15-:

9 ) канального — 35 каналов (фиг.3) .

Таким образом, использование пред"

25 лагаемого генератора позволит дополнительно организовать в многоканаль-.. ной системе связи на базе 4 каналов,.

5 резервных каналов, на базе 6 -9, на базе 12 — 26, на базе 15 — 35 каЗО налов. Таким образом, выигрыш состав" ляет соответственно 125; )50; 216,6

233,3 X.

) 1.! 37487

ll37487 раз еркин ф

1! 37487

ЯЗИИЕИ Заказ 10526/3? Тирам 710 Подписное

4клыел ППП "Натеит", г.Укгород, ул.Проектная, 4