Способ преобразования аналогового сигнала

 

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

ЗО8503

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹

МПК Н 03k 13/00

Заявлено 06Х!1.1967 (№ 1169446/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 01 Vll.1971. Бюллетень ¹ 21

Дата опубликования описания 11. Л11.1971

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете 1т1ииистрое

СССР

УДК 621.316.729(088.8) Авторы изобретения

Л. А. Коробков, В. М. Мудрецов и Д. E. Бернштейн

Заявитель

СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ АНАЛОГОВОГО СИГНАЛА

Предлагаемый способ преобразования аналогового сигнала может найти применение в технике связи, вычислительной технике, автоматике, телемеханике, измерительной и других областях техники, где требуется осуществление подобного рода преобразования.

В известном способе кодирования сообщений, модулируемый по частоте сигнал преобразуют в последовательность импульсов, которую подают на счетчик, подсчитывающий за определенный интервал времени количество импульсов, и фиксируют соответствующую кодовую комбинацию. Способ характеризует относительно низкая скорость кодирования, которая ограничивается быстродействием применяемого счетчика.

В предлагаемом способе, с целью сокращения времени преобразователя, частотно — модулированный сигнал задерживают в параллельных цепях на интервалы времени, возрастающие в два раза для каждой последующей цепи относительно предыдущей, сравнивают фазы сигнала в каждой цепи до и после задержки и по результатам сравнения в каждой цепи определяют сигнал знака кодовой комбинации циклического кода.

Сигнал сообщения квантуют по времени с помощью, например амплитудно — импульсного модулятора-квантователя фиксируют уровень отсчета постоянным в пределах интервала времени преобразования этого отсчета в код, квантованный сигнал модулируют по частоте, частотно — модулированный сигнал одновременно подают на ряд параллельных

5 цепей, число которых и равно степени получаемого кода. Затем запоминают этот сигнал с помощью, например, линий задержки (входящих в указанные цепи), времена задержки которых различаются в два раза, определяют

10 разности фаз сигналов, действующих на входах и выходах линий задержки с помощью, например, фазовых детекторов и регистрируют импульсы кодовой комбинации посредством например, zz элементов совпадения, на

15 один из входов которых подают сигнал разности фаз, а на другие — стробирующие импульсы. А При осуществлении предлагаемого способа не применяется счетчик, который является основным препятствием на пути повы20 шения скорости кодирования, а скорости промежуточных преобразований не превышают скорости кодирования, что обеспечивает существенное повышение последней.

На фиг. 1 — блок-схема преобразования

25 электрического сигнала в двоичный код; на фиг. 2 — характеристика балансного фазового детектора; на фиг. 3 — временная диаграмма преобразования.

Кодируемый сигнал сообщения, который

30 может быть многоканальным сигналом с вре3 менным или любым другим разделением каналов, подают на вход 1 квантователя 2, в котором производят квантование сигнала по времени с тем, чтобы значение сигнала в точке отсчета поддерживалось постоянным в пределах интервала времени преобразования этого отсчета в код. На другой вход 8 квантователя подают синхроимпульсы от генератора

4 тактовых импульсов.

Квантованный по времени сигнал подают на частотный модулятор 5, в котором преобразуют его в частотномодулированный сигнал. С целью повышения индекса модуляции, частотный модулятор может содержать, например, умножитель частоты частотно-модулированного сигнала.

Частотно-модулированный сигнал одновременно подают на ряд параллельных цепей, число которых и равно степени получаемого кода (ключ б замкнут). Каждая цепь содержит элемент памяти /, в качестве которого может применяться, например, линия задержки, и устройство для определения сдвига фаз, например фазовый детектор 8. Время задержки в элементе памяти каждой следующей по порядку цепи вдвое отличается от времени задержки в элементе памяти предыдущей цепи. На выходе фазовых детекторов получают сигналы, которые зависят от разности фаз сигналов, действующих на входах и выходах элементов памяти. Такая зависимость для случая балансного фазового детектора представлена на фиг. 2 (U,„x„ T в зависимости от cp), Если на входах элементов памяти присутствует частотно-модулированный сигнал, соответствующий входному сигналу, то сигналы на выходах фазовых детекторов характеризуют кодовую комбинацию, соответствующую преобразуемому сигналу. Эти сигналы регистрируют, например, с помощью элементов совпадения 9, на вторые входы 10 которых поочередно подаются импульсы от генератора тактовых импульсов через интервал т времени, равный вЂ, причем на элемент сони падения самого старшего разряда импульс подают через — от начала цикла кодироваи ния, а на элемент памяти самого младшего разряда импульс подают через т от начала цикла кодирования; (здесь т — время запоминания сигнала в элементе памяти самого младшего разряда, п — степень получаемого кода). При поступлении на элемент совпадения тактового импульса на его выходе ll импульс будет лишь в том случае, если на второй вход 12 с фазового детектора поступает напряжение определенной полярности, например положительной. На выходах 11 элементов совпадения, которые объединены в общий выход преобразователя 13, получают двоичный код в последовательном, развернутом во времени виде. Вес каждого знака кода связан с временем задержки в элементе па308503

5

40 мяти соответствующей цепи — самый старший разряд соответствует элементу памяти с самон малой задержкой.

Время запоминания сигнала в элементе памяти самого младшего разряда т, максимальная девиация частоты частотного модулятора 6j и степень получаемого кода (для случая циклического кода) связана между собой соотношением:

-л — 1 2п — 2

Ц а

2-.

Процесс получения кодовой комбинации рассмотрен на конкретном примере, иллюстрируемый фиг. 3. На ней представлены графики отрезков частотно-модулированного сигнала за интервал времени в 1 мсек. Восемь графиков соответствуют восьми различным значениям сигналов на входе 1 квантователя. 1io оси времени отложены значения времен задержки в элементах памяти: 0,25л ксек, 0,5 мксек, 1,0 мксек. 11о графикам можно проследить величину сдвига фазы, который получают соответствующие частотно-модулированные сигналы в элементах памяти, Так как элементы совпадения будут пропускать импульсы лишь в том случае, когда на выходах фазовых детекторов будет положительное напряжение, то на их выходах в соответствующих случаях будут зафиксированы кодовые комбинации циклического кода (см. столбец

А на фиг. 3) .

Однако полученный код не является натуральным. С целью получения натурального двоичного кода определение разности фаз производят между сдвинутым на четверть периода, например, путем дифференцирования, и задержанным в элементах памяти и цепей частотно — модулированным сигналом (cM. фиг. 1 — ключ б размокнут). Сдвиг частотно — модулированного сигнала в элементе сдвига 14 на четверть периода будет соответствовать сдвигу вертикальной оси в характеристике фазового детектора на — (ось

11гвы* дет на фиг. 2) .

При этом на выходе преобразователя регистрируют натуральный код (столбец Б на фиг, 3), à Aj окажется вдвое больше, чем для случая А.

Предмет изобретения

Способ преобразования аналогового сигнала в сигнал-аналог знака кодовой комбинации циклического кода, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени преобразования, частотно-модулированный сигнал задерживают в параллельных цепях на интервалы времени, возрастающие в два раза для каждой последующей цепи относительно предыдущей, сравнивают фазы сигнала в каждой цепи до и после задержки и по результатам сравнения в каждой цепи определяют сигнал знака кодовой комбинации циклического кода.

0 025 05

10 Цисек!

10 //nwcer!

0 025 05 фиги

025 мги

05мги

10мги

1,семги

075мгц

20мг

10мги

/,25мги

25мг

1,5мгц

Здмги

1,75мги

Щмгц

2.0мгц

Ф0мги

Уиг 5

Составитель А. Площин

Редактор E. Гончар Техред А. А. Камышникова Корректор А. П. Васильева

Заказ 2191/3 Изд. М 968 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва,,гК-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова 2