Генератор полиномиальных колебаний

Генератор полиномиальных колебаний

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ГЕНЕРАТОР ПОЛИНОМИАЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ, содержащий источник опорного напряжения, интегратор и типовые звенья, включающие умножитель и сумматор , соединенные во всех звеньях, кроме первого, последовательно выход интегратора соединен с пёрвш и входами умножителей каждого эвена и с вто рым входом умножителя первого эвена, а выход сумматора Кто эвена (, ), подключен к второму входу умножителя (К+1)-го звена и второму входу сумматора (К+2)-го звена, вы . ходы cyiMMaTopoB нечетных звеньев являются первой группой выходов генератора , отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем формирования колебаний, описываег лх полиномами Лежандра, обобщенными полиномами Лежандра и оптимальными функциями, он дополнительно содержит генератор экспоненциальной функции, генератор тактовых импульсов, элемент НЕ, ждущий мультивибратор, три дополнительных умножителя и фазовые модуляторы, при этом выход генератора тактовых импульсов соединен с управляющим входом интегратора, сигнальный вход к6 . торого через элемент НЕ подключен к вьшоду источника опорного напряжения и первому входу первого дополнительного умножителя, второй вход которого соединен с выходом генератора экспоненциальной функции, первым входом второго дополнительного змножителя и первым входом третьего дополнительного умножителя, второй вход которого подключен к выходу умножителя первого звена, выход интегратора соединен также с вторым входом второ г .о дополнительного умножителя и информационным входом генератора экспоненциальной функции, тактовый вход которого соединен с выходом генерато1)а тактовых импульсов и входом ждущего мультивибратора, выход которого подключен к управляющим э эо :о U1 входам фазовых модуляторов, сигиапьЙый вход первого фазового модулятоjpa соединен с выходом второго дополнительного умножителя и другим входом сумматора второго звена, сигнальный 00 вход М-го фазового модулятора ( ф П) соединен с выходом сумматора соотв .етствующего четного типового звена, выход первого дополнительного умножителя и выходы фазовых модуляторов являются второй группой выходов генератора .

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

COUt

РЕСПУБЛИК ..ЗШ 06 7 26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОР

ПО ДЕЛАМ ИЭОН ЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3473799/18-24 (22) 16.07.82 (46) 30. 04. 84. Бюл. 916 (72).В.С. Попенко и Н.И. Кудряшов (53) 681.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В809987, кл. g 06 Ь 7/26, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

9р326589, кл. Q 06.Q 7/26, 1969 .(про,тотип). (54)(57) ГЕНЕРАТОР IIOIIHHONHAJIbHMX

КОЛЕВАНИИ, содержащий источник опорного напряжения, интегратор и типовые звенья, включающие умножитель и сумматор, соединенные во всех звеньях, кроме первого, последовательно выход интегратора соединен с первыми входа" ми умножителей каждого звена и с вторым входом умножителярпервого звена, а выход сумматора K-го звена (К 1, Ь2), подключен к второму входу.умножителя (К+1)-го звена и второму входу сумматора (К+2)-го звена, выходы сумматоров нечетных звеньев являются первой группой выходов генератора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем формирования . колебаний, описываемых полиномами

Лежандра, обобщенными полиномами Лежандра и оптимальными функциями, он дополнительно содержит генератор экспоненциальной функции, генератор тактовых импульсов, элемент НЕ, жду- щий мультивибратор, три дополнитель„„SU„„1089589 А ных умножителя и фазовые модуляторы, при этом выход генератора тактовых импульсов соединен с управляющим вхо-. дом интегратора, сигнальный вход которого через элемент НЕ подключен к.выходу источника опорного напряжения и первому входу первого дополнительного умножителя, второй вход которого соединен с выходом генератора экспоненциальной функции, первым входом второго дополнительного умножителя и первым входом третьего дополнительного умножителя, второй вход которого подключен к выходу умножителя первого звена, выход интегратора Ch соединен также с вторым входом второ . @ го дополнительного умножителя и информационным входом генератора ехепоненциальной функции, тактовый . С вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов и вхо- е

Ф дом ждущего мультивибратора, выход которого подключен к управляющим входам фазовых модуляторов, сигнальйый вход первого фазового модулято,ра соединен с выходом второго дополнительного умножителя и другим входом сумматора второго звена, сигнальный вход И-го фазового модулятора (2 fl) соединен с выходом сумматора соответствующего четного типового звена, выход первого дополнительного умножителя и выходы фазовых модуляторов являются второй группой выходов гене- «В» ратора.

1 10895

Изобретение относится к специали= зированным средствам вычислительной техники и может быть использовано в радиотехнической и связной аппаратуре для генерирования сложных колебаний, описывающих переносчики канальных сообщений в многоканальных системах передачи информации.

Известен генератор полиномиальных колеб ний, содержащий (и-1) суммато- 10 рьв (где n — - число одновременно формируемых колебаний), генератор тактовых импульсов, (и-1) интеграторов, ждущий мультивибратор, функциональный генератор, источник опорного 15 напряжения и множительных блоков и прерыватели, включенные в четные каналы t. i g.

Известный генератор имеет сложную конструкцию и формирует ограниченный 20 класс колебаний, а именно колебаний, описываемых обобщенными полиномамн

Лежандра.

Наиболее близким к изобретению является генератор колебаний задан- 15 ной формы, содеРжащий задающий генератор, интегратор, умножители и сумматоры, при этом выход интегратора подключен к входам типовых звеньев, выполненных в виде последовательно соединенных умножителя и сумматора, а выход задающего генератора подключен к входу сумматора первого звена и входу интегратора, выход которого соединен с первыми входами умножите35.

--ь

Гв ((Ц=Я (Ф}е

11.

2 3 4 7 8 10

0 315 0,3б 0,38 0,412 0,417. 0,42 и сумматор, с второго звена соединенные последовательно, выход интегратора соединен с первыми входами ум45 ножителей каждого звена и с вторым входом умножителя первого звена,, a выход сумматора К-го звена (К= 1, n=2) подключен к второму входу умножителя (К 1)-rо звена и второму входу сумматора (K+2)-го звена, выходы сумматоров нечетных звеньев . являются первой группой выходов генератора, дополнительно содержит генератор экспоненциальной функции, генератор тактовых импульсов, элемент

НЕ, ждущий мультивибратор, три дополнительных умножители и фазовые модуляторы, при этом выход генератора тактовых импульсов соединен с управф;и (Ц вЂ” нормированный полином и-r o порядка, описывающий переносчик в и-и канале, аналитическое описание первых пяти полиномов имеет вид ао() =1;

Q„(l=k; йг(М= !г(вв - ); вв (И=ю(г(вв -вt);

@в(М= (в (ввв - гоев), Поставленная цель достигается тем, что генератор полиномиальных колебаний, .содержащий источник опорного напряжения, интегратор и типовые звенья, включающие умножитель

89 2 лей каждого звена и с вторым входом умножителя первого звена и вторым входом сумматора второго звена, а выход сумматора и-го звена подключен к второму входу умножителя (и+1)-го звена и второму входу сумматора (и+2)-ro звена (2) .

Однако данный генератор формирует ограниченный класс колебаний, а именно колебания, по своей форме соответствующие функциям Чебышева первого рода, Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем формирования колебаний, описываемых полиномами Лежандра, обобщенными полиномами Лежандра и оптимальными функциями.

Оптимальные функции имеют вид (ф2 где: — оптимальный весовой множитель, при этом значение e„ выбирается из условия обеспечения наименьшей поЛосы частот для переносчика, описываемого функцией „(Й т.е. для функции наибольшего порядка, моделируемой в устройстве.

В табл.1 приведены значения о(„ для переносчиков, описываемых функциями „(Ф1 различных порядков,полученные в результате анализа их частотных спектров.

Таблица 1

1089589

3 ляющим входом интегратора, сигнальный вход которого подключен через элемент НЕ к выходу источника опорr ного напряжения и первому входу первого дополнительного умножителя, второй вход которого соединен с выходом генератора экспоненциальной функции. первым входом второго дополнительного умножителя и первым входом третьего дополнительного умножителя, второй 10 вход которого подключен к выходу умножителя первого звена, выход интегратора соединен с вторым входом второго дополнительного умножителя и информационным входом генератора экс- 15 поненциальной функции, тактовый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов и входом ждущего мультивибратора, выход которого подключен к управляющим входам фазо- 20 вых модуляторов, сигнальный вход первого Фазового модулятора соединен с выходом второго дополнительного умиожителя и другим входом сумматора второго типового звена, сигнальный вход М-го фазового модулятора (M=2, h) соединен с выходом сумматора соответствующего четного типового звена, выход первого дополнительного умножителя и выходы фазовых модуляторов являются второй группой выходов генератора.

На фиг.1 изображена блок-схема генератора; на фиг.2 — функциональная схема генератора экспокенциальной функции; на фиг.3 — временные диаграм35 мы (номер диаграммы обозначает номер блока, с выхода которого снимается указанный сигнал).

Генератор полиномиальных колебаний содержит генератор 1 тактовых импульсов, генератор 2 экспоненциальной функции, ждущий мультивибратор 3, источник 4 опорного напряжения, элемент НЕ 45

5, интегратор 6, умножители 7„-7„ 2, первый 8, второй 9, третий 10 дополнительные умножители, сумматоры 11 - 11„ и фазовые модуляторы 12 — 12, где

50 и(при четном

tn* *2

". при нечетком 2 (rt — число каналов в системе).

Генератор 2 имеет умкожитель 13, сумматор-интегратор 14; интегратор

15 и элемент НЕ 16, операционные усилители 17, резисторы 18 и конденсаторы 19.

Устройство работает следующим образом.

При включении питания на выходе источника 4 опорного напряжения формируется колебание, описываемое полиномомЯр(Ф) нулевого порядка, амплитуда которого принимается за единицу. Это колебание через элемент. НЕ 5 подается на первый (сигнальный) вход интегратора 6, на второй вход которого подают» ся тактовые импульсы с выхода генератора 1, и на первый вход дополнительного умножителя 8, на второй вход которого подается с выхода генератора 2 колебание, описываемое функцией 2 © . В результате на выходе дополнительного умиожителя 8 формируется колебание, описываемое функцией

-д 2 видае. ", которое подается в канал.

Это же колебание подается на второй вход сумматора 1 1< первого звена, на первый вход которого подается колебание с выхода дополнительного умножителя 10.

На выходе интегратора 6 формируется колебание, описываемое функцией текущего времени(Ф). Это колебание подается на первый вход дополнительного умножителя 9, на второй вход которого подается с выхода генератора 2 колебание, описываемое функ-д 2 циейа, на первый и второй входы умножителя 7 первого звена и на nepwe входы умножителей 7, 7,...7„, ;второго, третьего,..., (n-2)-го звеньев соответственно, на вторые входы которых подаются колебания с выходов сумматоров 111,11,...,11 „ первого, второго,..., (о-3)-го звеньев. В результате на выходе умножителя 9 формируется колебание, 1 2 .описываемое функцией . „,, Это колебание подается на первый вход. фазового модулятора 12, на второй вход которого поступают импульсы с .выхода ждущего мультивибратора 3, и на второй вход сумматора 11, 2

Второго звена, на первый вход которого поступает колебание с выхода

° умножителя 72 .

На .выходе фазового модулятора 12 формируется колебание, описываемое требуемой функцией вида я (Ц которое т1 подается в какал.

На выходе умножителя 7 формируется колебание, описываемое функцией квадрата текущего времени. Это коле1089589 бание подается на первый вход умножителя 10, на второй вход которого подается колебание с выхода генера-. тора 2. С выхода умножителя 10 колеба2 ние, описываемо функцией g2 подается на первый вход сумматора 111, на второй вход которого подается колебание с выхода умножителя 8. В ре зультате на выходе сумматора 11„ формируется колебание, описываемое

2 функцией и (ц=1(йа I)e, которое подается в канал.Это же.колебание

15 подается на второй. вход умножителя

72 второго звена, на первый вход которого подается колебание с выхода интегратора б, описываемое функцией текущего времени, и на второй вход сумматора 115 третьего звена, на первый вход которого подается колебание с выхода умножителя 7ф..

Формируемое на выходе умножителя

7й колебание, описываемое функцией (г21ц 2 ЦМ -1)е " подается на первйй вход

1 сумматора 112, на второй вход которого поступает колебание с выхода допол™ 30 нительного умножителя 9. Формируемое на выходе сумматора 112 колебание, оциоынаемае функцией t(7t -5I ио (е

35 подается на первый вход фазового модулятора 12 второго звена, на второй вход которого поступают импульсы с выхода ждущего мультивибратора 3, на второй вход умножителя 7 третье-. щ

ro звена, на первый вход которого подается с выхода интегратора 6 сигнал, описываемый функцией текущего времени, и на второй вход сумматора

111 четвертого звена, на первый вход 45 которого подается колебание с выхода умножителя 7й, описываемое функцией вида Е н(}. На выходе фазового модулятора 122 формируется сигнал, описы-5 ваемый требуемой функцией вида fg(t)

Аналогичным образом с помощью умножителей 7, сумматоров t1 и фазовых модуляторов формируются колебания, описываемые функциями п() различных порядков.

На выходе генератора 2 колебаний при нулевых начальных условиях в ин-щ а21. функцией -Za д(ця з Е и ) й

Формируемое на,выходе сумматораинтегратора 14 колебание, описываемое функцией М И п 11 2) п подается на вход интегратора 15. На выходе интегратора 15 формируется колебание, описываемое требуемой функцией

-ф ф2 вида ч{ц=Е

Данное колебание параллельно подается на вход элемента НЕ 16 и на выход блока формирования колебаний. По,,ркончании,интервала формирования импульс сброса с выхода генератора 1, подаваемый на второй вход блока 2, переводит его схему и схему интегратора 6 в исходное состояние. Затем процесс повторяется аналогично описанному.

Использование устройства в многоf канальных системах обеспечивает повышение помехоустойчивости уплотняемых каналов и пропускной способности за счет эффективного использования заданного диапазона частот. В частности, в системах многоканальной связи с переносчиками, описываемыми функциями, формируемыми устройством, обеспечивается выигрыш в полосе частот для трехканального варианта,в 3, 4 раза, для десятиканального — в 1,9 раза по сравнению с прототипом теграторе 6, сумматоре-интеграторе 14 и единице в интеграторе 15 формируется х сигнал вида y=а . При этом на первый вход генератора 2 (первый вход умножителя 13) с выхода интегратора 6 подается сигнал, описываемый функцией текущего времени, на второй вход с выхода генератора 1 — тактовый импульс, обеспечивающий запуск схемы. На второй вход умножителя 13 подается с выхода сумматора-интегратора 14 колебание, I

-a 4 (2 описываемое функцией! (y{gf 2 ей п

Fl

В результате на выходе умножителя

13 формируется колебание, описываемое

2 функцией . 1 2 2Е 1Ф которое пддается на первый вход сумматора-интегратора 14, на второй вход которого с выхода интегратора 15 через элемент

НЕ 16 подается колебание, описываемое

Таблица 2

Система по лнномов

Активная ширина при числе каналов

3 4 5 6 7. 8 9 10 11 12 13 1 4 1.5

Обобщенные полиномы

Лежандра (базовый объект) 2, 9 3,6 4,6 5,4 5,98 6,7 7,5 7,9 8, 9 9,6 10, 4 10,9 1 1,6

Полиномы

Чебышева (прототип) 7,4 8,6 9,6 10,4 11,2 12 12,8 13,5 14,1 14,8 15,8 16,8 18,2

Предлагаемые поли2, 2 2,9 3, 7 4,6 5 3 6 6,7 7, 2 7,8 8,6 9,4 10 10 5 номы приемника в системе, использующей предлагаемый генератор, больше, чем в системе, использующей прототип.

7 1 0895 (24 и 9Х соответственно по сравнению с базовым объектом) и выигрыш в отношении .сигнал-помеха на входах корреляционных приемников.

Кроме того, устройство обладает более широкими функциональными воэможностями, так как обеспечивает формирование колебаний, описываемых системой полиномов Чебышева при нулевых. передаточных коэффициентах по первому 10 и второму входам сумматора-интеграто-. ра 14,щп 0; системой обобщенных по- .линомов Лежандра при единичных передаточных коэффициентах по первому и второму входам сумматора-интегратора 15

14,ot 1I2; системой полиномов Лежандра

Из табл.2 следует, что при воздействии нормального белого шума отношение сигнал-помеха на входе, а соот- 4О ветственно и на выходе канального

89 8 при нулевых передаточных коэффициентах по первому и второму выходам 4 сумматора-интегратора 14, + по

Р+1 и вторым входам умножителей и по вторым входам сумматоров 11, где у1- порядок формируемой функции.

В табл.2 приведены значения параметра характеризующего полосу частот, занимаемую системой для числа каналов 3-15,-.полученную в результате расчета,на ЗЦВИ частотных спектров сигналов, описываемых полиномами Чебышева, обобщенными полиномами Лежандра и предлагаемыми полиномиальньнии колебаниями.

1089589

2r бубен

md.

1089589

2Т (и)

Составитель В. Фукалов

Редактор С.Пекарь Техред М.Надь . Корректор И.Шароши

Заказ 2936/46 . Тираж 699 Поднисиое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент",. г. Ужгород, ул.. Проектная, 4