Устройство для различения частотных сигналов

 

Изобретение относится к телемеханическим устройствам передачи информации по каналам связи. Цель изобретения - повышение достоверности различных частотных сигналов. Устройство содержит полосовой фильтр 1, фильтр 2 сигнального канала, фильтр 3 опорного канала, формирователь импульсов 4, формирователь информационных импульсов 5, формирователь символов 6, четыре дешифратора 7, 8, 9 и 10, генератор импульсов заполнения 11, элемент НЕ 12, два ключа 13 и 14, дифференцирующий элемент 15, одновибратор 16, элемент ИЛИ 17, три счетчика 18, 19 и 20, вычитатель 21 и регистр 22. 1 табл., 1 ил.

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

fl0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4358850/24-24 (22) 05.01.88 (46) 15.09.89. Бюп. Р 34 (71) Институт кибернетики им. В.М. Глушкова (72) Д.И; Зелинский (53) 621. 398 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(230522, кл. С 06.F 15/46, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗЛИЧЕНИЯ ЧАСТОТНЫХ СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к теле-. механическим устройствам передачи информации по каналам связи. Цель изоб" (51) 4 С 06 F 15/46, G 08 С 19/12 ретения — повышение достоверности различных частотных сигналов, Устройство содержит полосовой фильтр 1, фильтр 2 сигнального канала, фильтр

3 опорного канала, формирователь импульсов 4, формирователь информационных импульсов 5, формирователь символов 6, четыре дешифратора 7,8,9 и 10, генератор импульсов заполнения 11, элемент НЕ 12, два ключа 13 и 14, дифференцирующий элемент 15, одновибратор 16, элемент ИЛИ 17., три счетчика 18,19 и 20, вычитатель 21 и регистр 22. 1 табл. 1 ил.

3 150824

Изобретение относится к области телемеханических устройств передачи .цифровой информации по каналам связи

1и может быть использовано для постро- 5 ения телемеханических устройств передачи информации в системах управления.с ЦВМ.

Цель изобретения — повышение достоверности различения частотных сиг- 10 налов.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит палосовой усилитель 1, фильтр 2 сигнального канала, фильтр 3 опорного канала, формирователь 4 импульса, формироватейь 5 информационных импульсов, формирователь 6 символов, четыре дешифратора 7-10, генератор 11 импульсов заполнения, элемент НЕ 12, два ключа

13 и 14, дифференцирующий элемент 15, одновибратор 16, элемент ИЛИ 17, три счетчика 18-20 вычитатель 21 и ре-

Э

25 гистр 22.

Устройство работает:следующим образом.

Напряжение посылки, состоящей из

15 периодов сигнальной частоты Е;, поступает с канала связи на вход полосового усилителя 1, Проходя через фильтр 2 сигнального канала, напряжение этой частоты сдвигается на некоторый угол ц, а через фильтр 3

1 опорного канала — на угол . На вы- 35 ходе вычитателя 21 разность фаз представляется временным интервалом, длительность которого пропорциональна разности фазовых сдвигов

Ч>, — сР Лс . При измерении фазового

"40 сдвига двух синусоидальных напряжений в качестве характерных моментов обычно выбирают моменты перехода синусоидальных напряжений через нулевые уровни. Фазовый сдвиг преобразуется во временной интервал, а для получения числового эквивалента осуществляется преобразование этого временного интервала в цифровой код.

С выхода усилителя 1 это же напря- 50 жение поступает на вход формирователя 4 импульсов и из периодов посылки формируются импульсы, которые подсчитываются счетчиком 19. Счетчик выполняет следующие функции, а имен". 55 но: определяет момент измерения раз-, ности фаз ц после нарастания достаточной амплитуды сигнала на выходе

1 °

4 фильтров 2 и 3; позволяет многократно производить на интерваЛе длительности посылки измерения разности Дq, т.е; выдавать сигнал на измерение от-, рицательного импульса Г и положительного импульса Т - 7 (Т вЂ” пеРиод частоты посылки) после подсчета 8-15 периодов частоты", посредством дешифратора 8 после различения сигнала устанавливать в "О" счетчик 19.

Дешифрация состояния триггеров этого счетчика производится дешифратором 9, напряжение на первом выходе которого соответствует фиксации 8 периода, на втором 9, на третьем 10 „ четвертом 11, пятом 12... восьмом—

15 периода.

Уровни, соответствующие фиксированным номерам периодов на выходе дешифратора 9, поступают на вход формирователя 5 информационного импульса. На этот .же формирователь поступают информационные импульсы с вычитателя 21. С выхода формирователя 5 информационньп временной интервал отрицательной полярности 2 поступает на три тракта: тракт измерения отрицательного информационного временного интервала, образованный первым ключом 13, генератором 11 импульсов заполнения, счетчиком 18 и дешифратором 7;тракт измерения проверочных временных интервалов, образованный элементом HE 12, вторым ключом 14, элементом ИЛИ 17, счетчиком 20, дешифратором 10; тракт установки в "0" счетчиков 20 и 18, образованный дифференцирующим элементом 15 и одновибратором 16.

В тракте измерения отрицательного временного интервала 9 с выхода Ьов1 мирователя 5 этот интервал поступает на второй вход ключа 3, На первый вход .ключа 13 поступают импульсы с генератора 11 заполнения импульсов (частота 1 МГц). С выхода ключа.13 импульсы поступают на счетный вход счетчика 18, в котором будет зафиксировано числб, являющееся числовым эквивалентом информационного интервала, пропорционального разности фазовых сдвигов.

В зависимости от числа номера частотной посылки дешифратор 7 выдаст уровни на информационные входы формирователя 6 символов. Эти уровни являются признаками передаваемых восьмеричных символов.

241 6 вов в канале связи. Частотная посылка, состоящая из 15 периодов сигнальной частоты Е> = 2830 Гц, поступает с канала связи на вход полосового усилителя 1 ° Усиленный до нужного уровня сигнал поступает на вход фипьтров 2 и Э сигнального и опорного каналов. При прохождении через фильтр

2 напряжение этой частоты сдвигается на угол ц, = 350О, а через фильтр Э а угол < = 222 . На выходе вычитаеля 21 разность фаз Ч; ц представяется временным интервалом, длитель" ость кдторого пропорциональна разости фазовых сдвигов су — с = 350— о о

Й

22 = 128 . На частотах 2700...

000 Гц длительности периода нахоится на интервале 370...333 мкс. оэтому можно положить, что сдвиг о а 1 соответствует длительности

1 мкс, и тогда разность фаз дц =

128 соответствует 128 мыс. При аполняющей частоте 1 ИГц — 128 имльсам. Информационный интервал, оответствующий 8 периоду частотной ссылки, длительность которого проорциональна разности фазовых сдвиов, поступает на информационный ход формирователя 5 информационных мнульсов. На управляющие входы форователя 5 с дешифратора 9 поступат импульсы в момент фиксации счетиком 19 8-15 периодов посылки, С выода формирователя 5 информационных мпульсов информационный интервал трицательной полярности дпительостью !28 мкс поступает на второй ход ключа 13 и разрешает прохождение мпульсов заполнения с генератора ! импульсов заполнения на счетный ход счетчика 18 и первый вход элеента ИЛИ 17. В зависимости от длиельности информационйого (управляюего7 интервала на счетный вход счетиков 20 и 18 поступит число импульов, пропорциональное его длительости, т.е. 128. Посредством дешифатора 7 число 128 дешифрируется и а формирователь 6 символов поступят ровни, используемые для записи в

ыходной регистр 22 восьмеричного имвола 3, т.е. 011. Запись в выходой регистр 22 символа 3 осуществитя при поступлении на управляющие ходы формирователя 6 разрешающих ровней с дешифраторà 10 а зто про зойдет следующим образом.

1508

В тракте измерения проверочного положительного временного интервала 1 с выхода формирователя 5 этот интервал поступает на элемент НЕ, 12 и цалее на первый вход ключа 14, На второй вход ключа 14 поступают импульсы с генератора 11. С выхода ключа

14 проверочные импульсы поступают на второй вход элемента ИЛИ 17. На !О первый его вход с ключа 13 поступают импульсы заполнения. С выхода элемента ИЛИ 17 импульсы заполнения и проверки поступают на счетный вход счетчика 20. Счетчики 20 и 18 одновремен- !5 но подсчитывают импульсы заполнения н отрицательного информационного вре2 менного интервала, число которых пропорционально номеру частотной посылки, после чего дешифратор 10 выдает разрешающие уровни на управляющие н входы формирователя 6 символов °

Положительная часть периода с длительностью, пройдя через элеэ мент НЕ 12, поступает на первый вход ключа 14 и число импульсов заполнения, пр опорциональное длит ел ьно сти п поступает через второй вход элеи мента ИЛИ 17 на счетный вход счетчика 20, К имеющимся в счетчике импуль- 30 сам заполнения, пропорциональным Г,, и добавляются .импульсы, число которых мир пропорционально положительной части ю Г . Таким образом, в счетчике 20 буч дет зафиксировано число импульсов, пропорциональное, — 7, т. е. длии тельности периода. В узком диапазоне различаемых частотных сигналов н (2700...3000 Гц)длительность периода составляет (350+16) мкс. При достиже- 40 нии определенного числа импульсов 1 (350+16) дешифратор 10 выдаст разрешающие уровни на управляющие входы м формирователя 6 символов, с помощью т которого осуществляется запись при-. 45 щ нятого символа в выходной регистр 22.

При различении 8 частот в интервале 2700...3000 Гц частоты,. соответн ствующие им символы восьмеричные, р символы двоичные, разности фазовых 50 н сдвигов, пропорциональные им вре- У менные йнтервалы 8, и, число в счетных импул ьс о в в сч ет чик ах 20 с и 18 распределяются следующим обран зом (см. таблицу) . 55

Рассмотрим на примере различения в частоты f9 = 2830 Гц (восьмеричный У символ 3) работу устройства при от- и сутствии импульсных помех и переры1508241.

С выхода формирователя 5 информационных импульсов проверочный интервал положительной полярности длительностью 222 мкс поступает на элемент НЕ 12, где инвертируется и подается на первый вход ключа 14, что разрешает прохождение импульсов заполнения на второй вход элемента

ИЛИ 17 и далее на счетный вход счетчика 20. На счетный вход счетчика 20 поступит число импульсов, пропорциональное его длительности, т,е, 222.

Но счетчик 20 уже зафиксировал число

128. Следовательно, на счетчике 20 будет сумма импульсов 128 + 222 =

= 350. Наличие числа 350 дешифрируется дешифратором 10 как достоверный прием и на управляющие входы формирователя 6 символов поступают разрешающие уровни, вследствие чего осуществляется запись символа 3 (0113 в выходной регистр 22. Аналогичная процедура происходит при дешифрации дешифратором 9 остальных периодов, т.е. 9-15. При отсутствии помех на каждом новом измерении, начиная с, 9 и кончая 15 периодом, идет подтверждение записи в выходной регистр

22 восьмеричного символа. 3 (011).

На 15 периоде задним фронтом положительного проверочного импульса посредством дифференцирующего элемента

15 и одновнбратора 16 устанавливаются в "0" счетчики 18 и 20.

Рассмотрим на примере различения частоты f 2990 Гц (восьмеричный символ 7 ) работу устройства при наличии в канале связи импульсных помех, перерывов. Предположим, что помехой поражаются интервапы, соответствующие 10, 11 периодам (между ними, т.е, помеха захватывает оба периода и 13 и 15 периодам частотной посылки. В этом случае длительности информационных ñ, и проверочных интервалов 8, полученных при фиксации 10 11 13 15 периодов, не будут пропорциональны номинальной разности фазовых сдвигов (для символа 7 это 304 ) и, следовательно, в счетчике 18 запишется не число 304, а другие числа, соответствующие другим символам. Тогда и в счетчике 20 запишется не число 350, а любое другое

В этом случае дешифратор 10 не выдаст разрешающих уровней на управляющие входы формирователя 6 символов и в выходной регистр 22 на перно

10

45 дах 10,11 и 13,15 записи символов не произойдет, На периодах 8,9,12, 14 запись в счетчики 20 и 18 импульсов произойдет нормально, т. е. в счетчик 20 запишется 350 импульсов, в счетчик 18 — 304 импульса. Произойдет правильная дешифрация счетчиков

20 и 18 и в выходной регистр 22 запишется восьмеричное число 7 (111);

Фо р мул а и э о б р е т е ни я

Устройство для различения частотных сигналов, содержащее полосовой усилитель, вход которого является входом устройства, выход полосового усилителя подключен к входам фильтра сигнального канала и фильтра опорного сигнала, выходы которых подключены к первому и второму входам вычита- . теля соответственно, генератор импульсов заполнения, выход которого подключен к первому входу первого ключа, выход которого подключен к счетному входу первого счетчика, выходы которого подключены к входам первого дешифратора, регистр, дифференцирующий элемент, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности различения частотных сигналов, в него введены формирователь импульсов,два счетчика, три дешифратора, элемент НЕ, второй ключ, элемент ИЛИ, одновибратор, формирователь информационных импульсов и формирователь символов, выход полосового усилителя через формирователь импульсов подключен к счетному входу второго счетчика, выходы первой группы выходов которого подключены к входам второго дешифратора, выход которого подключен к входу "Сброс" второго счетчика, выходы второй группы выходов которого подключены к входам третьего дешифратора, выходы которого подключены к управляющим входам формирователя информационных импульсов, выход вычитателя подключен к информационному входу формирователя информационных импульсов, вы-, ход которого подключен к второму вхо ду первого ключа, через элемент НЕ— к первому входу второго ключа и через последовательно соединенные диф" ференцирующий элемент и одновибраторк входам "Сброс" первого и третьего счетчиков, выход первого ключа цод-, - ктпочен к первому входу элемента ИЛИ, 9 1508241 10 выход генер атора импульсов з аполне- того дешифратора, выходы первого и ния подключен к второму входу второ- четвертого дещифраторов подключены

ro ключа, выход которого подключен к информационным управляющим входам второ"1у входу элемента ИЛИ, вы-, 5 Формирователя символов соответственход которого подключен к счетному но, выходы которого подключены к входу третьего счетчика, выходы ко- входам регистра, выходы которого явторого подключены к входам четвер- ляются выходами устройства.

Часто- Символ ты, Гц восьмеричный

Символ

Разности фаз, .град

Временной инЧисло

Число импульсов в двоичнаимпульсов пропорц. тервал (отрицат.) мкс восьме ричный счетчике 20

Составитель И. Кузнецов

Редактор О. Спесивых Техред М.Моргентал Корректор С. Шекмар

Заказ 5543/52 Тираж 668 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Гагарина,101

2990

1

3

5

001

011

101

111

32 32

64 64

96 96

128 . 128

160 160

208 208 256 256

304 304

Число импуль сов в счетчике

32

64

96

128

208

256

304

Временной интерв an (полож.), мкс

318

286

254

222

142

94

318

286

254

222

142

94

350