Способ совместной передачи и приема цифровых и аналоговых данных

 

СОКИ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) Н 04 J 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬПИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4392008/09 (22) 14.03.88 . .(46) 23.04.91. Бюл„ Р 15 (72) А.С. Диков (53) 621.395.44(088.8) (56) Заявка Франции !r 2554998, нл. Н 04 В 14/02, 1985. (54) СПОСОБ СОВМЕСТНОЙ ПЕРЕДАЧИ И

ПРИЕМА ЦИФРОВЫХ И АНАЛОГОВЫХ ДАННЫХ (57) Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано для совместной передачи цифровых и аналоговых данных .по каналам связи в интегрированных локальных цепях.

Целью изобретения является повьппе„,SUÄÄ 1644395 А 1

2 ние помехоустойчивости и пропускной способности, Суть способа, заключается в передаче амплитуды аналогового сигнала как разности между амплитудой цифрового сигнала и текущим абсолютным значением аналогового сигнала.

Устройство для осуществления способа содержит блок 1 передачи, компаратор

2, выпрямитель 3, модулятор 4, блок

5 управления, источник-приемник 6 цифровых данных, блок 7 приема, усилитель-ограничитель 8, синхронный накопитель-демодулятор 9, блок 10 вычитания, выход 11 аналоговых данных, 4 ил.

1644395

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано для совместной передачи цифровых и аналоговых данных по каналам связи в интегрированных локальных сетях.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости и пропускной способности.

На фиг. 1 приведена структурная 10 схема устройства, реализующего способ; на фиг„ 2 — структурная схема блока управления; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства в режиме передачи, на 15 фиг. 4 - временные диаграммы, иллюстрирующие работу устройства в режиме приема.

Устройство содержит блок 1 передачи, компаратор 2, выпрямитель 3, мо- 2р дулятор 4, блок 5 управления, источник-приемник 6 цифровых данных, блок

7 приема, усилитель-ограничитель 8, синхронный накопитель-демодулятор 9, блок 10 вычитания и выход 11 аналого- 25 вых данных.

Блок 5 управления (фиг. 2) содержит узел 12 управления передачей, содержащий мультиплексор 13, первый сдвиговый регистр 14, первый дешифратор Зр

15 управляющих символов, первый триггер 16, первый счетчик 17, преобразователь 18 манчестерского кода, узел

19 управления приемом, включающий в себя второй триггер 20, дешифратор

21 манчестерского кода, ключ 22, второй счетчик 23, третий триггер

24, второй дешифратор 25 управляющих символов и второй сдвиговый регистр 26, 40

Устройство работает следующим образом.

Передача аналоговых данных возможна после передачи в цифровом виде управляющего сигнала, разрешающего передачу аналогового сигнала.

Передаваемые цифровые данные и управляющие символы с выхода источникаприемника 6 цифровых данных через блок 5 управления поступают одновременно на вход мультиплексора 13 и на информационный вход первого сдвигового регистра 14 (фиг. 2).

Мультиплексор 13 передает цифровые данные на информационный вход преобразователя 18. Одновременно с выхода источника-приемника 6.на тактовые входы первого сдвигового регистра 14, первого счетчика 17 и преобразователя 18 подаются синхроимпульоы.

Фа з оманипулир ованный двухполярный сигнал на выходе преобразователя

18 имеет вид, показанный на фиг. Зд.

При нулевом сигнале на выходе строба разрешения передачи выборки аналогового сигнала блока 5 сигнал с выхода преобразователя 18 поступает на модулятор 4, который пропускает цифровые данные без дополнительной модуляции на выходную шину.

Аналоговый сигнал с входной шины (фиг. 3a) поступает одновременно на вход выпрямителя 3 и компаратора 2.

Двухполупериодно-выпрямленный сигнал (фиг. Зб) с выхода выпрямителя 3 подается на вход модулятора 4, но модуляция разрешается только после выдачи строб-импульса разрешения (фиг. Зг) блоком 5 управления.

Сигнал с выхода компаратора 2 (фиг. Зв), используемый для манипуляции фазой выборки, поступает на вход блока 5 управления.

Манипуляция фазы выборки происходит после выдачи строб-импульсов разрешения, которые, в"свою очередь, вырабатываются первым счетчиком 7 только после передачи управляющего символа разрешения передачи аналогового сигнала, После передачи данного управляющего символа он в параллельном виде выделяется на первом сдвиговом регист ре 14 сдвига, первый дешифратор 15 управляющих символов дешифрирует символ и устанавливает первый триггер

16 в единичное состояние, что вызывает запуск первого счетчика 17, который через интервал дискретизации

Тр, включающий целое число бит цифрового сигнала (тактов), выдает стробимпульсы разрешения передачи выборки аналогового сигнала (фиг. Зг) до. передачи управляющего символа отбоя.

Строб-импульсы являются также сигнаг лом прерывания для передачи цифровых данных, который подается по соответствующей шине группы выходов в источник 6.

Строб-импульсы разрешения переда4 чи выборки аналогового сигнала с вы. хода блока 5 управления поступают на вход разрешения модулятора 4 и соответственно - на управляющий вход мультиплексора 13, который подклю5 6 ются на вход источника-приемника 6 цифровых данных.

После .приема управляющего символа, разрешающего прием аналогового сигнала, он также как s узле 12 управления передачи, в узле 13 управления приема в параллельном виде выделяется на втором сдвиговом регистре 26, второй дешифратор 25 управляющих символов дешифрирует символ и устанавливает третий триггер 24 в единичное состояние, что вызывает запуск второго счетчика 23, который через интервал дискретизации, включающей целое число бит принимаемого цифрового сигнала, выдает стробимпульс разрешения приема, являющиеся одновременно сигналом прерывания приема цифровых данных, тактовым сигналом для второго триггера

20, Формирующего знак полярности выборки аналогового сигнала и сигнал управления ключом 22. Сформированный двухполярный строб-импульс приема-выборки аналогового сигнала приведен на фиг. 4в.

В синхронном накопителе-демодуляторе 9 во время приема-выборки происходит перемножение строб-импульсов приема-выборки и входного сигнала выборки, а также хранение полученного сигнала до следующей выборки (фиг. 4г), Сигнал с выхода синхронного накопителя-демодулятора

9 подается на вход блока 10 вычитания, выполненного на двух дифференциальных усилителях с единичньм усилением, на выходах которых получается соответственно напряжение

+ +

Пi =Ul — Ub иUO=UL — US где U — напряжение на выходе первого

t дифференциального усилителя;

U — напряжение на выходе второго

2 дифференциального усилителя;

U — амплитуда положительной поМ луволны огибающей;

U — амплитуда отрицательной полуЦ волны огибающей;

U - амплитуда выборки,(с учетом

S знака полярности) .

Таким образом, на входе блока 10 преобразованное напряжение (фиг, 4д) дискретных отсчетов, пропорциональное напряжению аналогового сигнала, а на выходе при достаточной дискретизации восстанавливается исходное аналоговое сообщ ние (фиг. 4е).

164439

I

Сформированный комплексный сигнал цифровых и аналоговых данных (фиг. 3e) с выхода модулятора подается в ка- 50 нал связи, Принимаемые цифровые данные в манчестерском коде поступают с канала связи в блок 7 приема (фиг. 4а), на вход усилителя-ограничителя 8, с выхода которого подают- 55 ся на вход дешифратора узла 19 управления приемом. С выхода дешифратора цифровые данные в последовательном коде и синхроимпульсы пода

5 чает выход компаратора 2 к входу преобразователя 18 на время одного бита цифрового сигнала. За время действия строб-импульса разрешения (фиг. 3 г,д) на выходе преобразователя б 5

18 формируется фазоманипулированный сигнал (фиг. Зд), аналогичный сигналу цифровых данных и соответствующий логической единице при единичном выходе с компаратора 6, что соответствует знаку полярности аналогового сигнала "плюс" или отсутствию (паузе) аналогового сигнала t<, te, t>

1 (на фиг. Зд), и соответствующий логическому нулю при знаке полярности аналогового сигнала "минус" и (Фиг ° Зд).

За время действия строб-импульса разрешения передачи выборки анало- 20 гового сигнала аналоговый сигнал (фиг. Зб), поступающий с выхода выпрямителя 3 на первый вход модулятора 4, осуществляет модуляцию (дополнительную) фазоманипулированного 25 сигнала (фиг. Зд), поступающего с соответствующего выхода блока 5 на второй вход модулятора 4, причем амплитуда двухполярного импульса выборки на выходе модулятора 4 (Фиг. Зе) определяется как разность

Бз = 0ц — /U4/, при этом Ug C U где БЬ вЂ” амплитуда двуполярного импульса на выходе модулятора; амплитуда двухполярного импульса цифрового сигнала; /U>/ — текущее абсолютное значение аналогового сигнала (после двухполуперибдного выпрямителя 3).

Таким образом, модулятор 4 осуществляет обратную модуляцию. т.е. чем больше амплитуда аналогового сигнала, тем меньше амплитуда выходного двухполярного импульса, так как амплитуда цифрового сигнала pro- 45 стоянка, 1644395

Фиа2

Все управление соединением и разъединением, разрешением и запретом передачи и приема аналоговых сигналов осуществляется цифровыми управляющими символами, При разрешении аналоговых

5 данных и отсутствии цифровых данных передаются символы синхронизации.

Формула и э обр е т ения

Способ совместной передачи и приема цифровых и аналоговых данных, заключающийся в том, что на передаче аналоговым сигналом модулируют циф15 ровой сигнал, а на приеме разделяют цифровой и аналоговый сигналы путем снятия дополнительной модуляции, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и пропускной способности, на передаче аналоговый сигнал дискретизируют во времени с помощью двухполярных импульсов в течение как минимум периода одного бита цифрового сигнала, причем амплитуда двухполярного импульса определяется как разность между амплитудой цифрового сигнала и текущим абсолютным значением аналогового сигнала, а текущий знак аналогового сигнала кодируют в выборке и такте кодирования цифрового сигнала данных, а на приеме выделяют импульсы дискретизации аналогового сигнала путем стробирования с синхронной демодуляцией и накоплением, восстанавливают исходный уровень аналогового сигнала, определяя разность между амплитудой принимаемого цифрового сигнала и текущим значением демодулированного аналогового сигнала с учетом демодулированного в цифровом приемном устройстве знака аналогового сигнала.

1644395

8 о о

Составитель В. Паницкий

Техред . Л.Сердюкова Корректор M. Лемчик

Редактор А. Нандор

Заказ 1248 Тираж 393 Подписное l

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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