Устройство для передачи сигнала с частотной манипуляцией

 

Изобретение относится к радиосвязи и обеспечивает уменьшение уровня внеполосного излучения. Устройство содержит источник 1 информационного сигнала, опорный генератор 2, синтезатор 3 частот, фазорасщепители 4, 5, 18, ключи 6-9, фазовращатели 10-15, удвоитель 16 частоты, смеситель 17, блоки 19, 20 синхронизации, синхронизатор 21 информационного сигнала, выделитель 22 фронтов, блок 23 совпадения, триггер 24, ограничители 25, 37, инверторы 26, 27, дешифраторы 28-31, расширители 32-35 импульсов , сумматор 36, преобразователь 38 частот. Синхронизатор 21 формирует сигнал информации, синхронизированный сигналом удвоителя 16 частоты, прошедшим через фазовращатель 11 и фазовращатель 18. На выход блока 23 совпадения проходят импульсы выделителя 22 фронтов в моменты, когда фаза сигнала со смесителя 17 равна -180 . Триггер 24 изменяет свое состояние на противоположное в момент поступления переднего фронта сигнала блока 23 совпадения . Сигналы расширителей 32-35 импульсов управляют состоянием ключей 6-9. Сигналы с частотами f , fj, формируемые синтезатором 3 частот , проходят через ключи 6-9 при высоком уровне управляюших напряжений . Перенос момента переключения частот выходного сигнала в область, не подверженную действию дробления фронтов, и одновременное переключение блоков 19, 20 синхронизации, определяющих частоту и фазу выходного сигнала, позволяют в момент смены символов устранить искажения информации от коммутационных помех. 2 ил. , (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СО11ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (!9) (!1) д!) 4 Н 04 L 27/12

Qp

ll3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

И

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3891011/24-09 (22) 29.04.85 (46) 07.09.86. Бюл. У 33 (72) В.Н.Семенычев (53) 621.376.52(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 762156, кл. H 04 L 27!10, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛА

С ЧАСТОТНОЙ МАНИПУЛЯЦИЕЙ (57) Изобретение относится к радиосвязи и обеспечивает уменьшение уровня внеполосного излучения. Устройство содержит источник 1 информационного сигнала, опорный генератор 2, синтезатор 3 частот, фазорасщепители

4, 5, 18, ключи 6-9, фазовращатели

10-15, удвоитель 16 частоты, смеситель 17, блоки 19, 20 синхронизации, синхронизатор 21 информационного сигнала, вьщелитель 22 фронтов, блок

23 совпадения, триггер 24, ограничители 25, 37, инверторы 26, 27, дешифраторы 28-31, расширители 32-35 импульсов, сумматор 36, преобразователь 38 частот. Синхронизатор 21 формирует сигнал информации, аинхронизированный сигналом удвоителя 16 частоты, прошедшим через фаэовращатель 11 и фазовращатель 18. На выход блока 23 совпадения проходят импульсы вьщелителя 22 фронтов в моменты, когда фаза сигнала со смесителя 17 равна -180 . Триггер 24 изменяет свое состояние на противоположное в момент поступления передэ него фронта сигнала блока 23 совпадения. Сигналы расширителей 32-35 импульсов управляют состоянием ключей 6-9. Сигналы с частотами f< формируемые синтезатором 3 частот, проходят через ключи 6-9 при высоком уровне управляющих напряжений. Перенос момента переключения частот выходного сигнала в область, не подверженную действию дробления фронтов,и одновременное переключение блоков 19, 20 синхронизации, определяющих частоту и фазу выходного сигнала, позволяют в момент смены символов устранить искажения информации от коммутационных помех. 2 ил.

1256235

50

Изобретение относится к технике радиосвязи и может использоваться в системах передачи информации частотно-манипулированными сигналами с непрерывной фазой.

Цель изобретения — уменьшение уровня внеполосного излучения. !

На фиг.1 представлена структур ная электрическая схема предлагаемого ! ,устройства; на фиг. 2 — эпюры, поясня.ющие его работу.

Устройство для передачи сигнала с частотной манипуляцией содержит источник 1 информационного сигнала, опорный генератор 2, синтезатор 3 частот, первый и второй фазорасщепители 4 и 5, первый, второй, третий и четвертый ключи 6-9, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой фазовращатели 10-15, удвоитель

16 частоты, смеситель 17, третий ,фазорасщепитель 18,первый и второй блоки 19 и 20 синхронизации, синхронизатор 21 информационного сигнала, выделитель 22 фронтов, блок 23 совпадения, триггер 24, первый ограничитель 25, первый и второй инверторы

26 и 27, первый, второй, третий и четвертый дешифраторы 28-31, первый, второй, третий и четвертый расширители импульсов 32-35, сумматор 36, второй ограничитель 37 и преобразователь 38 частот.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал с выхода опорного генератора 2 поступает на синтезатор 3 частот. При этом на первом выходе синтезатора 3 формируется сигнал с частотой f, (фиг. 2а), а на втором выходе — сигнал с частотой f (фиг. 2б).

Для получения на выходах частотно-манипулированного сигнала с индексом манипуляции, равным 0,5, разность между частотами f, и и устанавливается равной наивысшей модулирующей частоте, при этом на выходе смесителя 17 формируется сигнал разностной частоты (фиг. 2в), период которого равен длительности двух единичных символов сигнала информации. Дпя получения на выходе предлагаемого устройства частотно-манипулированного сигнала с индексами манипуляции

1,0:1,5 и т.д. соответствующим образом увеличивается разность между частотами f u f при постоянной

35 наивысшей модулирующей частоте, т.е. при сохранении скорости передачи ийформации или при неизмененной разности частот Е, и f уменьшается скорость передачи информации (фиг. 2) для ее упрощения, сигналы с выходов синтезатора 3 изображены в виде импульсов, а отношения частот этих сигналов к частоте манипуляции выбраны малыми.

Сигнал с выхода смесителя 17 через первый фазовращатель 10 поступает на первый ограничитель 25, при этом первый фазовращатель 10 устанавливает фазовые соотношения таким образом, что относительно момента синфаэности сигналов с частотами

Е, и 1д сигнал с выхода первого фазовращателя 10 имеет фазовый сдвиг

+90 (фиг. 2 а, б. в, момент t8) относительно момента противофазности — минус 90 (фиг. 2 а, б, в, момент t<), при этом на выходе пер-. вого ограничителя 25 формируется импульсныый сигнал (фиг. 2 r) со скважностью, равной двум и противофазной входному сигналу, опереживающему на полсимвола момент синфазкости сигналов с частотами f. u f

На выходе удвоителя 16 частоты формируется импульсный сигнал (фиг. 2д) со скважностью два, служащий для синхронизации сигнала информации.

Второй фазовращатель 11 устанавливает фазовые соотношения таким образом, что сигнал (фиг. 2е) с прямого выхода третьего фазорасщепителя 18 относительно моментов синфазности и противофазности сигналов с частотами f< и f< имеет нулевой фазовый сдвиг (фиг. 2е, моменты t, t < и т.д.), вследствие чего положительные фронты сигнала с инверсного выхода третьего фазорасщепителя 18 совпадают с фронтами сигнала с выхода первого ограничителя 25.

Р

Сигнал информации, формируемый источником 1 информационного сигнала в общем случае не синхронизирован с сигналами частот f и Й . На выходе синхронизатора 21 формируется сигнал информации (фиг. 2ж, моменты t,, Сз), синхронизированный сигналом третьего фазорасщепителя 18, причем так как синхронизация осуществляется сигналом с инверсного выхода третьего фазорасщепителя 18, изменения знака сигнала информации на выходе синхрони1256235 затора 21 происходят в моменты, при которых разность фаз сигналов с частотами f u f равна + 90, а. на выходе синхронизатора 21 формируется сигнал информации, изменения знака которого происходят в моменты синфазности или противофазности этих сигналов (фиг. 2з, моменты t< и т.д.).

Выделитель 22 фронтов в момент !0 изменения сигнала информации на выходе синхронизатора 21 формирует короткие импульсы уровня логической единицы (фиг. 2и, моменты t <, t>), поступающие .на вход блока,23 .совпа- !5 дения, на другой вход которого поступает сигнал с выхода первого ограничителя 25. На выход блока 23 совпадения проходят импульсы выделителя

22 фронтов в моменты, когда фаза 20 сигнала с выхода смесителя 17 равна минус 180 (фиг. 2в, к, моменты t< о

t ).

Сигнал с выхода блока 23 совпадения поступает на счетный вход 25 триггера 24 (фиг. 2л), который изме-. няет свое состояние всякий раз на противоположное в момент поступления переднего фронта входного импульса.

Сигнал с выхода триггера 24 поступает на второй вход первого блока 19 синхронизации, на выходе которого формируется сигнал (фиг. 2м), синхронизированный сигналом с прямого выхода третьего фазорасщепителя 18.

Сигналы с выходов первого и второго блоков 19 и 20 и первого и второго ииверторов 26 и 27 поступают на входы соответствующих дешифраторов

28-31 .

Сигнал уровня логической единицы на выходе первого дешифратора 28 (фиг. 2н, интервал t — t ) устанавливается только при сигналах уровня 45 логической "1" на обоих входах (фиг. 2з, м, интервалы t — t4 и т.д.), на выходе второго дешифратора

29 (фиг. 2п, интервал t 4 — tq) при сигналах с "1" и "0" соответст- 50 венно на первом и втором входах, на выходе третьего дешифратора 30 (фиг. 2о, интервал t4 — t ) при сигналах "0" и "1" и на выходе четвертого дешифратора 31 — только при ss сигналах уровня логического "0" на его входах (фиг. 2р, з, м, интервал

"в) .

На выходах первого, второго, третьего и четвертого расширителей 32-35 импульсов устанавливаются уррвни напряжений (фиг. 2 н, с), соответствуюшие уровням напряжений с выходов первого, второго, третьего и четвертого дешифраторов 28-31, причем при изменении на выходах всех дешифраторов 28-31 напряжений с уровня логического нуля до уровня логической единицы на выходах всех расширителей

32-35 импульсов уровень логической единицы устанавливается практически без задержки, а при изменении на б входах всех расширителей 32-35 импульсов напряжений с уровня логичес" кой единицы до уровня логического нуля — на их выходах уровень логи" ческого нуля устанавливается с задержкой, определяемой емкостью времязадающих конденсаторов. Сигналы с выходов всех расширителей 32-35 импульсов поступают на первые входы всех ключей 6-9, управляя их состоянием.

Сигналы с частотами f, и Й сформированные синтезатором 3 частот, поступают на первый и второй фаэорасщепители 4 и 5, на выходах которых формируются противофазные сигналы. Сигналы с частотами f, и

f на выходы всех ключей 6-9 прохо2.. дят при высоком уровне управляющих напряжений с выходов всех расширителей 32-35 импульсов.

При включении питания синхронизатор 21 и триггер 24 устайавливаются квторому входувторого дешифра- тора, выход которогочерез второй распульса с инверсного выхода третьего фазорасщепителя 18 на выходе синхро низатора 21 устанавливается сигнал (фиг. 2 з, момент t ), одноименный сигналу с выхода источника 1 информационного сигнала. Предположим, что триггер 24 при включении питания устанавливается в положение, при ко . тором на его выходе уровень логического нуля (фиг. 2л, момент to ), тогда при изменении сигнала информации в момент, совпадающий с обратной фазой сигнала с выхода смесителя

17 (фиг. 2в, ж, момент t ), триггер

24 сигналом с выхода блока 23 совпадения переводится в единичное состояние (фиг. 2к, л, момент t,). Таким образом, так как синхронизатор

21 и триггер 24, определяющие часто5 1256 ту и фазу выходного сигнала устройства, управляются сигналом с инверсного выхода третьего фазорасщепителя

18, они устанавливаются в необходимое состояние из полсимвола до момента переключения частот. что исключает влияние внутриаппаратурных задержек выделителя 22 фронтов, бпока 23 совпадения, триггера 24 и первого ограничителя 25. 1Î

Передним фронтом импульса логической единицы с выхода гретьего фа.— зорасщепителя 18 первый и второй блоки l9 и 20 синхронизации переводятся в состояние, при котором сигна- 15 лы на их выходах одноименны с сигналами.на их входах (фиг.. 2е, э, л, м, t ).

Таким образом, после поступления первого же импульса уровня логичес- 20 кой "1" с выхода третьего фазорасщепителя 18 при указанных исходных состояниях На входах первого дешифратора 28 устанавливаются уровни логичеСкой "1", что обуславливает прохождение сигнала с частотой f< и фазой 0 через первый ключ б (фиг. 2с, т, у, ф, интервал - t4).

При очередном изменения сигнала информации на выходе синхронизатора ЗО

21 с высокого уровня на низкий (фиг. 2ж, момент t ) в момент поступления очередного импульса с вьгхода третьего фазорасщепителя 18 (фиг.

2 е, момент t4) на выходе второго блока 20 синхронизации устанавливается уровень логического нуля (фиг. 2s, интервал С< — t6), и если при этом длительность предыдущей посылки равнялась длительности единич- щ ного символа, то состояние триггера

24 и, следовательно, состояние nåðвого блока 19 синхронизации не изменяется. При изменении сигнала на выходе второго блока 20 синхронизации с высокого уровня на низкий первый ключ 6 закрывается, а третий ,"ключ 8 открывается, поскольку на перВом и втором входах третьего дешяфратора 30 устанавливаются уровни

:логического "0" и "1" соответственно.

При этом на выход третьего ключа 8 проходит сигнаЛ с частотой f я фаЗой 0 (фиг. 2и, интервал t4 — 4 ).

Пря чередовании символов на выходе » синхронизатора 21 (фиг. 2,з, интервал

t<- t>) на соответствующем выходе устройства формируЕтся ча.стотно-мани235 Ь улированный сигнал. При этом при указанных исходных состояниях на этот выход поочередно проходит curHBnå f»у 0 (tg t4) у fg 0 (й4 t<)

t8) и вновь f, 0 (tз Сд) °

Синхронизатор 21 при этом определяет частоту выходного сигнала, а первый блок 19 синхронизации — фазу выходного сигнала: при уровне логической "1" на выходе первого блока

19 синхронизации на выход устройства о проходят сигналы f и f с фазой 0 при уровне логического "0" — с фазой I 80

На этом выходе устройства в этом случае формируется частотно-манипулированный сигнал без разрыва фазы при любом соотношении длительностей чередующихся символов информации.

Так, например, после окончания символа нуля, длительность которого равна двум единичным символам (фиг. 2з, интервал t — tн ),, на выходе первого дешифратора 28 формируется импульс уровня логической единицы (фиг. 2н, интервалы н — t< ), которым открывается первый ключ 6, вслед.ствие чего на соответствующий выход устройства вслед за сигналом с частотой f, 0 без разрыва фазы прохо9 а сигнал с частотоя f, 0 (фиг °

2х, момент С „ ) . Третий, четвертый, пятый и шестой фазовращатели 12-15 компенсируют фазовые сдвиги, вноси- мые первым, вторым,,третьим и четвертым ключами 6-9.

Неоднозначность состояния триггера 24 при включении питания не оказывает влияния на работоспособность устройства, так как триггер 24 оггределяет лишь фазу выходного сигнала относительно фазы сигнала той же частоты с выхода синтезатора 3 частот„и не оказывает влияния ни на частоту сигнала, ни на непрерывность фазы выходного сигнала при переключении частот. При сбоях первого и второго блоков 19 и 20 синхронизации и синхронизатора 21 устройство самостоятельно кррректируется, так как на них непрерывно поступает сигнал тактовой частоты, корректирующий их работу.

Если длительность импульсов с выходов всех расширителей 32-35 импульсов установлена такой . что импульсы с их выходов по времени ао1256235 тично совпадают, то интервалы совпадения на входы сумматора 36 одновременно проходят сигналы с частотами f, и f . На выходе сумматора 36 формируется сигнал вида

f (t)=since,t + sintazt=2sin

Ci)g t G3(x sin — — ---t

Перенос момента переключения частот выходного сигнала.в область, не подверженную действию дробления фронтов, одновременное переключение первого и второго блоков 19 и 20 синхронизации, определяющих частоту и фазу выходного сигнала, позволяет в момент смены символов устранить искажение информации под действием коммутационных помех и повысить .скорость передачи информации.

55 т.е. амплитудно-модулированный сигнал с "несущей" частотой (f< +fд)/2 °

Сигнал с выхода сумматора 36 поступает на вход второго ограничителя 37 по амплитуде, выполняющего, функцию 15 сравнения с нулем, вследствие чего на его выходе в интервалы времени, когда импульсы перекрываются, формируется сигнал со средней частотой, равной (f< + f ). Поскольку импульсы 20 с выходов расширителей 32-35 импульсов совпадают в моменты синфазности сигналов с частотами f u fz, то сигнал с частотой (f< + f )/2 также синфазен с сигналами частот f, и f,,25 к вследствие чего переход сигнала с частотой f на сигнал с частотой f происходит через сигнал с частотой (f, + f ) /2 без разрыва фазы и без коммутационных помех, вызванных З0 в известном устройстве скачкообразным переходом с одной символьной частоты сигнала на другую.

Длительность интервалов, в течение которых формируется сигнал с частотой (f, + f ) /2, определяется временем совпадения импульсов с выходов всех расширителей 32-35 импульсов.

Для уменьшения исКажений частотно-манипулированного сигнала при 40 формировании его в высокочастотном диапазоне в устройстве сигнал с третьего выхода синтезатора 3 поступает на преобразователь 38 частот, на выходе которого формируется сиг- 45 нал в высокочастотном диапазоне.

Формула иэ обре те ния

Устройство для передачи сигнала с частотной манипуляцией, содержащее. последовательно соединенные опорньпs генератор и синтезатор частот. первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с входом первого фазорасщепителя, выходы которого подключены к первым входам первого и второго ключей, с входом второго фазорасщепителя, выходы которого подключены к первым входам третьего и четвертого ключей, и с первым входом преобразователя частот, а также триггер, первый фазовращатель, удвоитель частоты, выход которого подключен к входу второго фазовращателя, и последовательно соединенные источник информационного сигнала и синхронизатор информацион-. ного сигнала, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью уменьшения уровня внеполосного излучения, в него введены два ограничителя, сумматор, третий фазорасщепитель, четыре дешифратора, третий, четвертый, пятый и шестой фаэовращатели, два инвертора, четыре расширителя импульсов, смеситель, два блока синхронизации и последовательно соединенные выделитель фронтов и блок совпадения, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом первого ограничителя, к входу которого подключен выход первого фаэовращателя, и с входом триггера, выход которого подключен к первому входу первого блока синхронизации, второй вход которого соеди-. нен с прямым выходом третьего фазорасщепителя, к входу которого под-. ключен . выход второго фазовращателя, и с вторым входом второго блока синхронизации, первый вход которого соединен с входом выделителя фронтов и с выходом синхронизатора информационного сигнала, к второму входу которого подключен инверсный выход третьего фазорасщепителя, при этом выход первого блока синхронизации подключен к первому входу первого дешифратора, выход которого через первый расширитель импульсов соединен с вторым входом первого ключа, к первому входу третьего дешифратора, выход которого через третий расширитель импульсов соединен с вторым

1256235 ф (У 4 444 / 1у /5 еу. v 1уэ

Д Г 7

Составитель А. Москевич

Техред И.Ходанич Корректор Т. Колб

Редактор А. Ворович

Заказ 4838/59

Тираж 624

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, >Н-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 входом третьего ключа, и к входу пер-вого инвертора,выход которого подключен к второму входу второго дешифратора,выход которого через второй расширитель импульсов соединен с вторым входом второго ключа, и к первому входу четвертого дешифратора, вьг<од которого через четвертый расширитель импульсов соединен с вторым входом четвертого ключа, выход вто- 10 рого блока синхронизации соединен с вторым входом первого дешифратора, с первым входом второго дешифратора, и с входом второго инвертора, выход которого подключен к вторым входам третьего и четвертого дешифраторов, причем выходы первого, второго, третьего и четвертого ключей через соответственно третий, четвертый, пятый и шестой фазовращатели подклю" чены к входам сумматора, выход которого через второй ограничитель соединен с вторым входом преобразователя частот, а первый и второй выходы синтезатора частот соединены с входами смесителя, выход которогс через первый фазовращатель подключен к входу удвоителя частоты.