Устройство передачи и приема сигналов

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕаЪ БЛИН (51)4 Н 04 В 7/00

° сргр цщ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

13,".,13

ЬМЪ4ФЩЕаА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3587482/24-09 (22) 03.05.83 (46) 23.05.87. Бюл. У 19 (71) Рязанский радиотехнический институт (72) С.А.Суслонов (53) 621.396.6(088.8) (56) Цыбаков Б.С. и, др. Структура функций с ограничением спектра и связанные с этим вопросы теории связи. — Исследования по физике и радиотехнике: труды МФТИ, вып. 2. Оборонгиэ, 1958, с. 22-29.

Трахман А.М. Введение в обобщенную спектральную теорию сигналов.

М.: Советское радио, 1972, с. 308312.

„„SU„„! 12746 А1 (54) УСТРОЙСТВО ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА

СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к передаче сообщений в системах связи. Цель изобретения - повыщение пропускной способности. Устройство содержит источник 1 сообщений, фильтры 2 и 35 сжатия выборки сигнала, дискретизаторы 3 и 9, квантователь 4, переключатель 5 четных строк, канал 6 связи, ЦАП 7, переключатель 8 четных строк, фильтры 10 и 11 нюкних частот, линии задержки (ЛЗ) 12 и 13 на длительность строки, J13 14, 28 и 29, стробируемые усилители 15, 16 и 38, фильтр 17 растяжения выборки сигна" ла, корреляторы 18 и 22, гребенча131 тые фильтры 19 и 21 с прямой связью

1 пороговые блоки 20 и 23, блок 24 сравнения, ждущий мультивибратор 25, фильтр 26 сжатия выборки сигнала и расширения выборки помехи, фильтр 27 сжатия выборки помехи и расширения выборки сигнала, интерполятор 30, сумматоры 31, 32 и 33, апертурно2746 фазовый корректор 34, усилитель 36, нычитатель 37 и формирователь 39 строба. Такое выполнение устройства позволяет иметь на выходе сумматора

32 сигнал со всеми отсчетами по Котельникову и после фильтра 17 получается сигнал близкий к исходному.

1 ил.

Изобретение относится к передаче сообщений в системах связи и может использоваться в цифровых и аналоговых телевизионных системах для сокращения полосы частот канала связи. 5

Цель изобретения — повышение пропускной способности.

На чертеже дана структурная схема предлагаемого устройства.

I 10

Устройство передачи и приема сигналов содержит источник 1 сообщений, фильтр 2 сжатия выборок сигнала, дискретизатор 3, квантователь 4, переключатель 5 счетных строк, канал 6 связи, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП),7, переключатель 8 четных строк, дискретизатор 9, первый и .второй фильтры 10 и 11 нижних частот, первую 12 и вторую 13 линии задержки на длительность строки, первую линию

14 задержки, первый 15 и второй 16 стробируемые усилители, фильтр 17 растяжения выборки сигнала, коррелятор 18, гребенчатый фильтр 19 с прямой связью, пороговый блок 20, гребенчатый фильтр 21 с прямой связью, коррелятор 22, пороговый блок

23, блок 24 сравнения; ждущий мультивибратор 25, фильтр 26 сжатия выборки сигнала и расширения выборки помехи, фильтр 27 сжатия выборки помехи и расширения ныборки сигнала, вторая 28 и третья 29 линии задержки, интерполятор 30, три сумматора 31 — 33, апертурно-фазовый корректор 34, фильтр 35 сжатия выборки сигнала, усилитель 36, вычитатель 37, третий стробируемый усилитель 38 и формирователь 39 строба. 40

Устройство работает следующим образом.

Исходный сигнал поступает на фильтр 2, представляющий неминимально-фаэовую цепь с равномерной амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ) и квадратичной фазочастотной характеристики (ФЧХ). Сигнал с удлиненными выборами попадает через переключатель- 5 на дискретиэатор 3, дискретиэирующий сигналы через промежутки, равные двум интервалам Котельникова: четных строк — по четным отсчетам, нечетных строк — по нечетным, Дискреты квантуются по уровню квантователем 4, а цифровой сигнал передается по каналу 6 с полосой частот в два раза меньше обычного. На приемной стороне после ЦАП 7 дискреты восстанавливаются, каждый дискрет занимает промежуток, равный 2 h t. Для получения отсчетов сигналн четных строк с помощью переключателя 8 подключаются к дискретизатору 9 на дискретизацию по четным отсчетным точкам, а нечетных строк — по нечетным.

Дискреты после фильтра 10 с полосой дЯ и линейной ФЧХ преобразуются в отсчетные функции, сдвинутые друг от друга на интервал 2 dt.

Сигнал с отсчетами через один состоит из сигнала со нсеми отсчетами и помехи дискретизации. Для компенсации помехи дискретизации сигнал подается дпя формирования четных и нечетных отсчетов. Сигнал с четными отсчетами в четных строках через линию 12 задержки поступает на вход фильтра 26, сжимающего выборки сигнала и дополнительно растягивающего выборки помехи дискретизации, затем— на коррелятор 18 и гребенчатый фильтр 19, что позволяет значительно

74ц

3 l 312 уменьшить мощность помехи дискретизации так, чтобы импульсы разностного сигнала возвышались над фоном> создаваемым разностными растянутыми выборками помехи дискретизации, Им5 пульсы сигнала вместе с фоном помехи дискретизации поступают на пороговый блок 20, который отделяет импульсы разностного сигнала ° Импуль— сы поступают на вход блока 24. Одно- 10 временно сигнал с блока 24 поступает на ждущий мультивибратор 25.

Во втором канале на выходе коррелятора 22 имеет пики разностной по— мехи дискретизации, которые возвыша- 15 ются над фоном, создаваемым раэностными растянутыми выборками сигнала.

Пики помехи дискретизации вместе с фоном поступают на пороговый блок

23, который отделяет пики ° При совпа — 2p дении во времени импульса сигнала с пиком помехи дискретизации блок

24 вырабатывает стандартный импульс, запускающий ждущий мультивибратор 25, создающий импульс стробирования дли- 25 тельностью 3 at который поступает на стробируемый усилитель 15 и интерполятор 30.

Стробируемый усилитель 15 по время прохождения пика помехи дискретизации запирается импульсом стробирования. На выходе стробируемого усилителя 15 в суммарном сигнале вместо пипика помехи дискретизации будет участок длительностью 3 д С с нулевыми от35 счетами. С помощью интерполятора 30, работающего на основе математического правила совместного использования ряда Тейлора с ограниченным числом членов и интерполяционных формул при веденных разностей для .неравноотстоящих значений отсчетов, восстанавливаются отстробированные отсчеты сложного сумматорного сигнала на участке стробирования.

В сумматоре 31 участки суммарного сигнала заполняются отсчетами, получаемыми с интерполятора 30. Суммарный сложный сигнал со всеми отсчетами поступает на апертурно-фазовый корректор 34, который корректирует спектр сигнала, доводя АЧХ гребенчатого фильтра 21 близкой к равномерной, Тем самым коррекция суммарного сигнала заменяет операцию нахождения разностного сигнала, компенсацию фа-, зовых сдвигов, стробирование пиков

1разностного сжатого сигнала и восстановление отсчетов в интервалах стробирования, суммирование разностного сигнала с суммарным.

На выходе фильтра 35 сигнал приобретает вид, определяемый суммой сигналов со стробируемого усилителя

15 и интерполятора 30. Для получения нечетных отсчетов в четных строках и четных отсчетов в нечетных строках производится дискретизация сигнала через два интервала Котельникова.

Для этого используется сумматор 33, на который подаются дискреты с периодом 2 nt от дискретизатора 9 с задержкой на интервал Котельникова. После фильтра 11 с полосой и с линейной

ФЧХ получаем сигнал с нечетными отсчетами в четрых строках, который с выхода фильтра ll поступает на стробируемый усилитель 16 и вычитатель

37.

При передаче сигналов, отличных от сигналов штриховых мир, работает канал передачи со стробируемым усилителем 16, который открыт для подобных сигналов. Это обусловлено тем, что на вычитатель 37 поступают одинаковые сигналы с усилителя 36 и фильтра ll т ° е ° сигналы нечетных строк с четными отсчетами и нечетных строк с четными отсчетами. В результате при большой корреляции между строками раэностный сигнал равен нулю.

Формирователь 39 для данных входных сигналов строб не вырабатывает, :ледовательно, стробируемый усилитель 38 закрыт, а сигнал пропускает только стробируемый усилитель 16, открытый при отсутствии строба. На сумматор 32 одновременно поступают от линии 12 задержки сигналы четрых строк с четными отсчетами и от стробируемого усилителя 16 сигнал четных строк с нечетными отсчетами.

На выходе сумматора 32 имеем сигнал со всеми отсчетами по Котельникову. После фильра 17 фазовые сдвиги, введенные фильтром 2, компенсируются и.получаем сигнал, близкий к исходному.

При передаче сигналов от штриховых мир, например, вида импульсных последовательностей с периодом 2 4 t и близким к нему имеются особенности.

При таких сигналах ввиду равномерности огибающей спектров как и сигнала, так и помехи дискретизации порого5 )3)2746 вые блоки 20 и 23 не выделяют пиков сжатых раэностных сигналов и пиков сжатых разностных помех дискретизации ввиду большого уровня фона, создаваемого временными функциями с удлиненными выборками.

Для передачи сигналов штриховых мир с нечетными отсчетами служит отдельный канал, состоящий иэ сумматора 32, линии 29 задержки, усилителя 1О

36 и стробируемого усилителя 38. В этом канале суммируются сигналы нечетных строк с нечетными отсчетами.

Полусумма сигналов поступает на стробируемый усилитель 38 и на вычитатель 15

37, на выходе которого при передаче сигнала штриховых мир разность сигналов штриховых мир определяется только сигналом, поступающим с усилителя 36, так как сигнал, поступающий 20 с фильтра 11, равен нулю. В течение длительности сигнала штриховой миры разностный сигнал поступает на формирователь 39, который вырабатывает импульс строба длительностью, совпадаю- 25 щей с длительностью сигнала штриховой миры. Импульс строба запирает стробируемый усилитель 16 и отпирает усилитель 26 на время прохождения сигнала штриховой миры. Таким образом, при штриховых мирах на сумматоры 32 одновременно поступают сигналы четной строки с четными отсчетами от блоков 12 и 13 задержки и полусумма сигналов нечетных строк с нечетными 35 отсчетами из стробируемого усилителя

38. Ввиду большой корреляции между соседними строками нечетные отсчеты практически совпадают с нечетными отсчетами сигнала четной строки. На вы- 40 ходе сумматора 32 имеем сигнал со всеми отсчетами по Котельникову.

После фильтра 17 получается сигнал, близкий к исходному.

45 формула изобретения

Устройство передачи и приема сигналов, содержащее на передающей стороне последовательно соединенные источник сообщений и фильтр сжатия выборок сигнала, дискретизатор, соединенный с входом квантователя, а на приемной стороне — цифроаналоговый преобразователь, дискретизатор, выход которого соединен с последовательно соединенными первым фильтром нижних частот и первой линией задержки на длительность строки, и последовательно соединенные первую линию задержки, второй фильтр нижних частот и первый стробируемый усилитель, а также фильтр растяжения выборки сигнала и два канала, один иэ которых состоит из последовательно соединенных коррелятора, гребенчатого фильтра с прямой связью и порогового блока, а другой — иэ последовательно соединенных гребенчатого фильтра с прямой связью, коррелятора и порого- . вого блока, выходы двух каналов соединены с входом блока сравнения, выход которого соединен с входом ждущего мультивибратора, а также второй стробируемый усилитель, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения пропускной способности, на передающей стороне введен переключатель четных строк, а дискретиэатор выполнен в виде дискретизатора через два интервала, причем выход фильтра сжатия через переключатель четных строк соединен с дискретизатором, а на приемной стороне, дискретизатор выполнен в виде дискретизатора через два интервала, введен переключатель четных строк, в первый канал введен фильтр сжатия выборки сигнала и расширения выборки помехи, соединенный с входом коррелятора, во второй канал введен фильтр сжатия выборки помехи и расширения выборки сигнала, соединенный с входом гребенчатого фильтра с прямой связью, введены вторая и третья линии задержки, интерполятор, три сумматора, апертурно-фазовый корректор, фильтр

1 сжатия выборки сигнала, усилитель, вычитатель, третий стробируемый усилитель, формирователь строба, вторая линия задержки длительности строки, причем входы двух каналов объединены и соединены с выходом первой линии задержки на длительность строки, с входом второй линии задержки и входом третьей линии задержки, выход которой соединен с входом третьего сумматора, выход которого соединен с фильтром расширения выборки сигнала, а второй и третий входы соединены соответственно с выходом второго и третьего стробируемых усилителей, входы управления которых соединены с выхбдом формирователя строба, выход второго фильтра нижних частот через вычитатель соединен с входом формиро1 312746

Составитель Е.СуринаТехред Л.Олейник Корректор Г.Решетник

Редактор И.Шулла

Заказ 1980/56 Тираж 639 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-. полиграфическое предприятие, r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4 вателя строба, выход первого фильтра нижних частот соединен с входом второго сумматора, выход которого через усилитель соединен с входом третьего стробируемого усилителя и вторым входом вычитателя, выход второй линии задержки на длительность строки соединен с вторым входом второго сумматора, выход гребенчатого фильтра с прямой связью второго канала через вторую линию задержки соединен с объединенными по входу первым стробируемым усилителем и интерполятором, выходы которых через первый сумматор соединены с апертурно-фаэовым корректором, выход которого через фильтр сжатия выборки сигнала соединен с вторым входом демодулятора, а выход ждущего мультивибратора соединен с входом управления первого стробируемого усилителя и интерполя10 тора, выход цифроаналогового преобразователя через переключатель четных строк соединен с входомдискретизатора.