Ясесоюзк..,,

 

О П И С А Н И Е 370704

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 01.VII.1968 (№ 1252859/26-9) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 15.11Л 973. Бюллетень № 11

Дата опубликования описания 12.V.1973

М. Кл. Н 03с 5j00

11омитет по делам ивобретеииЯ и открытиЯ при Совете Министров

СССР

УДК 621.374.4(088.8) Автор изобретения

В. Е. Теслер

Заявитель

ЕСЕС01

СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ СИГНАЛЯ., . " - - =4

ПРИ ПЕРЕДАЧЕ СООБЩЕНИЙ ПО КАНАЛУ CB5I3I4.

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано при передачах широкополосных сигналов в различных каналах связи.

Известные способы формирования сигнала при передаче сообщений различными в идами модуляции не обеспечивают хорошей помехоустойчивости и низкой чувствительности к нелинейным искажениям без значительного расширения полосы частот полезного модулирующего сигнала.

Цель изобретения — обеспечение помехоустойчивости и нечувствительности к нелинейным амплитудным и частотно-фазовым искажениям без расширения более чем вдвое полосы пропускания канала связи.

Для этого излучаемый высокочастотный сигнал формируют как сумму двух сдвинутых относительного друг друга на 90 балансно-модулированных напряжений, одно из которых, основное, является продуктом модуляции несущей сигналом, несущим информацию, а другое,балластное, — продуктом балансной модуляции несущей вспомогательным низкочастотным сигналом, а выделяют принятую информацию путем синхронного детектирования высокочастотного сигнала с предварительным амплитудным ограничением его.

На фиг. 1 приведены осциллограммы сигналов, модулирующих несущую; на фиг. 2— блок-схема устройства для формирования Ез, на фиг. 3 — блок-схема устройства для фор5 мирования сигнала модулированной несущей

Е, (первый вариант); на фиг. 4 — осциллограммы напряжений в некоторых точках блоксхемы, представленной на фиг. 3; на фиг. 5— блок-схема приемного устройства с демодуля10 тором сигналов Е, по первому варианту; на фиг. 6 — блок-схема формирования сигналов

Е. с изменением знака фазы от строки к строке по второму варианту ; на фиг. 7 — блок-схема устройства для декодирования сигналов Е, 1S по второму варианту; на фиг. 8 — блок-схема утройства для формирования сигналов Е, по третьему варианту; на фиг. 9 — блок-схема устройства для формирования сигналов Е,, по третьему варианту; на фиг. 10 — блок-схема

20 по варианту четыре, посясняющая способ передачи сигналов Е, с изменением фазы от строки к строке одновременно двух независимых видеосигналов при относительно низком номинале несущей частоты; на фиг. 11

25 блок-схема по четвертому варианту, поясняющая способ выделения квадратурно-модулированной несущей из сигнала Е, с леременной фазой от строки к строке в случае передачи двух независимых видеосигналов на одной не30 сущей.

370704

Е, = PU, — U* (t), При необходимости передать по каналу связи сообщения, например телевизионного сигнала

Е, —.— U(t), форма которого изображена кривой а па фиг. 1, формируют вспомогательное видеочастотное напряжение, описываемое выражением. где Π— 1макс (t) — 1.

В масштабе фиг. 1 за нулевой уровень выбран «уровень черного», а за единицу — величина Up, полный размах сигнала U(t) от уровня синхроимпульсов до «уровня белого» равен

1,43 Up. Однако за «нулевой уровень» может быть выбран не только «уровень черного», но и, например, уровень О, расположенный посередине между уровнем синхроимпульсов (— 0,3) и «уровнем белого» (0,7). Тогда за единицу следует считать Uo, равное U(t)/2, и полный размах

U(t) = 2Uo

Для фиксации уровня 0 в видеосигнал Е> должны быть введены дополнительные импульсы (например, на строчном гасящем интервале) размахом 0,2 U(t). Иопользование искусственно введенного уровня 0 применимо лишь в тех случаях, когда для введения дополнительных импульсов (на фиг. 1 показаны пунктиром на кривой а) имеется место на гасящем интервале, т. е. последний не занят передачей сигналов звукового сопровождения.

Соответственно при этом изменяется л форма кривой о (см. фиг. 1), поскольку изменился уровень отсчета для формирования напряжения U(t)

Форма напряжения, получающегося при этом, показана на фиг. 1 кривой в. Выражение для этого напряжения имеет вид:

Ег = ) Uo — U () где U*(t) — напряжение видеосигнала Еь отсчитываемое от уровня 0": (в отличие от U(t), отсчитываемого от «уровня черного» сигнала

Е ), равное

U (t) = U(t) — 0,715U,.

Видеосигнал Е (см. фиг. 2) поступает на вход балансного модулятора 1, на второй вход которого поступает напряжение поднесущей частоты fp. С выхода балансного модулятора 1 сигнал модулированной поднесущей

U(t) sIn2 f,t, подают на ооа входа перемножителя (синхронного детектора) 2, с выхода которо го после подавления фильтром 8 составляющих частот 2fp âèäåîñèãíàë (Р(1), доведенный до нео бходимого,размаха усилителем 4, поступает на матрицу 5, где методом линейного суммирования напряжений формируется сигнал:

E, = U, — U (t).

С выхода матрицы 5 сигнал Е> поступает на вход гамма-корректора 6, напряжение с выхода которого равно

Е,=)rU,— И (t).

Это напряжение проходит через фильтр 7, ограппчивающий полосу частот Eq до нужной величины.

При формировании сигнала Е, телевизионный синал Е и вспомогательное видеочастотное напряжение Е> поступает на балансные модуляторы 8 и 9 (см. фиг. 3), куда поступает также напряжение несущей частоты f„, причем на баласный модулятор 8 на пряжение несущей поступает через фазовращатель 10 (на 90 ). В результате на выходах балансных модуляторов 8 и 9 появляются напряжения несущей частоты, соответственно

U (t) cos а,t u V U, — U (t) sin в,t.

Сложение этих напряжений в сумматоре 11 дает на выходе напряжение модулированной несущей:

Е, = QU, з!и (и,ф + агс1д

)Гу — Ua (t) амплитуда которого )/ Up const, а фаза изменяется в пределах 0 — 90 при изменении

U(t) от «уровня белого» до «уровня черного» и равна постоянной величине, не лежащей в пределах 0 — 90, при передаче синхроимпульсов, Кривая а (см. фиг. 4) соответствует форме видеосигнала Е, кривая б — форме сигнала на выходе балансного модулятора 8; кривая в — форме напряжения на выходе балансного модулятора 9; кривая г — форме напряжения на выходе сумматора 11. На фиг. 4 указаны также значения фазы высокочастотного напряжения несущей в различные моменты времени.

Как следует из фиг. 4, фаза несущей Е в моменты времени, соответствующие передаче аинхросипналов и «уровня черного», имеет фиксированное значение и может быть испсльзовапа в приемном устройстве для детектирования сигнала Е, (выделения сигнала E ).

При приеме высокочастотные сигналы Е. (см. фиг. 5) с антенны 12 поступают на радиочастотный блок 18 приемника, с выхода блока

18 сигнал Е; (ча промежуточной частоте) проходит через амплитудный ограничитель 14 и поступает на входы синхронного детектора

15 и стробирующего каскада 15. Выделенные в каскаде 1б пакеты несущей в фиксированной фазе поступают через фазовращатель 17 на местный регенератор 18 несущей, напряжение с выхсда которого используется в качестве опорного для детектирования сигнала Е; в синхронном детекторе 15. Напряжение с выхода детектора 15 проходит через фильтр 19, подавляющий частотные компоненты выше

/макс, на пример б мгц, и посту пает на Вход усилителя 20 сигнала Е . Выходной сигнал с усилителя 20 поступает на выход устройства и на

3?0704 схему 21 стробирующих импульсов, управляющих работой детектора 15. Схема 21 для формирования стробирующих импульсов должна включать систему автоматического или ручного поиска, обеспечивающую совпадение по времени стробирующего импульса с тем участком сигнала Е,, где фаза несущей имеет требуемое фиксированное значение.

Второй вариант формирование сигналов Ев отличается использованием принудительного изменения на 180 фазы балластного напряжения несущей

Е2 %па„1 от строки к строке. Таким образом, во время одной посылки излучается сигнал:

E,, = E, cos à„t + Е,. sin

= fU,.sin

U (/) У У Uа Р) а во время следующей:

Е,, = Е, cos e„t + E, sin („t + 180 ) =

= 3г У,. sin <о„1 — arctg 1 .

U ()

y U,— U (t) „(В отличие от формирователя сигналов по первому варианту, устройство имеет коммутатор 22 (см. фиг. 6), меняющий на 180 фазу несущей на входе балансного модулятора 9 от строки к строке. Модулированные сигналы промежуточной частоты Е, (см. фиг. 7) после амплитудного ограничителя 14 поступают на делитель частоты 28, ic выхода которого снимают напряжения: s,= A 1 U0 sin Х

11 г yu,— U**(t) во время одной строки, либо во время следующей;

Е,= KVU sin Х

X — arctg н U (/)

2 y Uo ua (t) где К вЂ” коэффициент передачи по напряжению делителя 28 частоты, в = 2-./„ — угловая частота модулированной несущей на выходе усилителя промежуточной частоты приемника.

Эти сигналы поступают параллельно на вход лин ии 24 задержки на время строки и через фазовращатель 17 — на один из входов синхронного детектора 15, на второй вход которого поступают также напряжения с выхода задерживающего канала, соответственно Е," во время первой строки и Е, "— во время следующей. Поскольку оба сигнала на входах детектора 15 имеют постоянную амплитуду, а

U0= — 1 и, следовательно, ) Го=Уо, то с выхода детектора 15 после подавления фильтром

19 частотных составляющих выше fMBHc=бМГц

Е, = 1 (-1в»n Х о,1+ агс1р arctg Х 1о (0

Uo — Ug (О (1о () 1 Us (2) + arctg 1в — U2 () Vuo — з (0 — arctg, + ... + arctg X о 4 (О

40 2п-1 () Uan (t)

X arctg 12п — 1 () 2п (t)

45 где и — порядковый номер строки.

Блок-схема устройства для детектирования сигналов Е, по третьему варианту, представленная на фиг. 9, отличается от блок-схемы, 50 представленной на фиг. 7, отсутствием делителя 28 частоты. B синхронный детектор 15 через фазовращатель 17 поступают сигналы со входа (после ограничителя 14):

Ея2п 1:1 Uâ З1П X

Х „ -+ arctg + 2п- 1 () 2Š— 1()

arctg

U2t;I (t) — arctg— будет сниматься видеочастотный сигнал, пропорциональный

U, sin arctg

U (1)

1i U.— u (t) таже цри условии, что напряжения на обоих входах детектора 15 равны по размаху. Далее сигнал U (t) после усилителя 20 поступает на выход устройства.

10 По третьему варианту формирования сигнала L (cM. фиг. 8) фазомодулированная несущая в каждой предыдущей строке является

«опорной» для формирования и детектирования сигнала в следующей строке. Достигают

15 это путем подачи сигнала Е, как на выход,так и через элемент задержки на время посылки (например строки) на входы балансных модуляторов. Все элементы схемы, представленной па фиг. 8, за исключением линии 25 задержки

20 и фазовращателя 2б, аналогичны элементам, представленным на фиг. 6. Сигнал Е,- с выхода смесителя поступает параллельно: на выход устройства и на линию 25 задержки, напряжения с выхода которой через дополнительный

25 фазовращатель 2б (для точной подстройки фазы задержанного напряжения) поступают на фазовращатель 10 (сдвиг 90 ) и на коммутатор 22 и через них — на входы балансных модуляторов 8 и 9. В результате выходной сигнал устройства в каждый момент времени будет равен

370704 и задержанный сигнал:

Е 2» = У(- о si11 X 2! «) — arctg — „«) 10

20

><

А (t)

В «) Кsin U„t+ arctg

А«) в«) и у, о>„/+ arc tg

1 (!2! — 1 (t) ,г 2

l=1

l U0 — (. 2! 1 «) и с выхода усилителя 20 снимают видеосигнал, пропорциональный

U, sin arctg (12»+1 «) — !-! 2>> 1(!)

1>2»+1 «) При формировании сигнала Е. по четвертому варианту (см, фиг. 10) видеосигналы А (t) и В (t) поступают на два балансных модулятора 27 и 28, куда также поступает опорная несущая частота (на балансный модулятор 27 через фазосдвигающую цепочку 29 на 90 ).

С сумматора 80 на второй сумматор 11, блок

81 выделения фазовой модуляции и блок формирования 82 сигнала Е2 снимают квадратурно-модулированный сигнал:

Е, sin f „t+ e t)) =P A (t)+ B (t) cos><

В блоке 81 выделения фазы из этого сигнала получают напряжение с постоянной амплитудой, пропорциональное которое подают через коммутатор 22 на балансный модулятор 9.

В блоке 82 формирования, схема которого аналогична блок-схеме, представленной на фиг. 2, но отсутствует балансный модулятор 1, формируется сигнал:

Bâ = Р uo — A*(t) — B (t). поступающий на второй вход балансного модулятора 9. Напряжение с балансного модулятора 9, равное

+ ) Uo — А (t) — В (t) >

)< sin co„t+ arctg

I А (/) 1 в«) ) поступает на сумматор 11, в котором суммируется с выходным напряжением сумматора

80. В результате с выхода сумматора 11 снимают сигналы:

Е,, = >!U, sin (и„8+ arctg + в«1

1,Г А (t)+в «)

+ агс1я 1

65 во время одной строки, и во время следующей:

E,., =-)/ О, sin u>„t+ arctg

А P) в«) втсп *(t) + a (t)

Up — А1 (f) — В (t) В неприемном устройстве (см. фнг. 11) си|гналы Е после ограничителя 14 поступают на входы линии 24 задержки и сумматора 88. На входе последнего появляется, таким образом, суммарный сигнал, слагаемый незадержанным и задержанным линией 25 напряжениями модулированной несущей L и равный

2)/ A*(t) + B (t).sin 3u>„t+ arctg 11, В«) (который далее подают на обычный демодулятор 84 квадратурно-модулированных сигналов, с выхода которого снимают напряжения

А (t) и B(t).

Предмет изобретения

1. Способ формирования высокочастотных сигналов при передаче сообщений по каналу связи с использованием балансной модуляции„ отличающийся тем, что, с целью одновременного обеспечения помехоустойчивости и нечувствительности к нелинейным амплитудным искажениям при передаче по каналу связи, полоса частот которого ограничена в пределах не более, чем плюс — минус максимальная частота модулирующего сигнала, несущего информацпю, излучаемый высокочастотный сигнал формируют как сумму двух сдвинутых относительно друг друга на 90 балансно-модулированных напряжений, одно из которых, Gcновное, является продуктом модуляции несущей сигналом, несущим информацию, а другое, балластное, — продуктом балансной модуляции несущей вспомогательным низкочастотным сигналом, форму и размах которого выбирают таким образом, чтобы мощность и, следовательно, амплитуда излучаемого высокочастотного суммарного сигнала, вне зависимости от содержания передаваемой информации, оставались постоянными, в то время как фазу модулируемой несущей изменяют в зависимости от передаваемой информации таким образом, что мгновенное значение фазового сдвига было бы пропорционально углу, тангенс которого равен отношению соответствующих мгновенных значений сигнала, несущего информацию и вспомогательного низкочастотного сигнала, и выделяют принятую информацию путем синхронного детектирования высокочастотного сигнала с предварительным амплитудным ограничением его.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью снижения чувствительности излучаемых высокочастотных сигналов к частотно-фазовым искажениям в канале связи, указанные сигналы формируют с изменением знака фазовой модуляции от посылки к посылке, напри370704

0,7 мер, от строки к строке, а принятый высокочастотный сигнал после амплитудного ограничения делят по частоте на два, перемножают, задерживают а время строки и выделяют информацию путем детектирования разности ь фаз между задержанным и незадержанным высокочастотными сигналами.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при передаче в качестве «опорного на пряже- 10 ния» несущей используют постоянный по амплитуде сигнал предыдущей посылки, например строки, причем указанный задержанный сигнал несущей, сдвинутый по фазе соответствующим образом, инвертируют по поляр- 15 ности от посылки к посылке и подвергают балансной .модуляции балластным напряжением, а на приеме ранее пришедший сигнал несущей, задержанный на время посылки, используют в качестве «опорного напряжения» при 20 синхронном детектировании сигнала несущей, поступающего в текущий момент, 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечеяия возможности передачи на относителыно более низкой, по сравнению с максимально возможной, частотой сигнала, несущего информацию, частоте несущей двух независимых сигналов, при передаче в качестве основного балансно-модулированного напряжения используют квадратно-модулированную несущую, а в качестве балластного балансномодулированного напряжения — продукт балансной модуляции колебания той же частоты, находящегося в фазе 90 по отношению к несущей сигнала, несущего информацию, в каждый момент времени, причем полярность балластного балансно-модулированного напряжения изменяют от лосылки к посылке, а при приеме балластное балансно-модулированное напряжение выделяют из основного бала нсномодулированного напряжения путем суммирования несущей, полученной после амплитудного орраничения, с на пряжением несущей, задержанным на:время посылки.

370704

9uz. 9

9биг су

Составитель Степанов

Техред Т. Курнлко

Корректор Г. Запорожец

Редактор А. Батыгин

Типография, пр. Сапунова, 2

Закаэ И98)1 Изд. № 298 Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5