Устройство для моделирования канала передачи дискретной информации

Устройство для моделирования канала передачи дискретной информации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВА-, НИЯ КАНАЛА ПЕРЕДАЧИ ДИСКРЕТНОЙ ИНФОРМА11ИИ , содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого подключен ко входу блока синхронизации и первому входу фазоимпульсного модулятора , выход блока синхрони-1 зации подключен ко входу генератора случайной последовательности, выход которого подключен к объединенным входам блока выделения переднего фронта импульса и блока выделения заднего фронта импульса, первые .выходы которых подключены к первым входам соответствующих регистров сдвига, первая группа выходов каждого из которых подключена к первой группе входов соответствующих блоков масштаба, выходы которых подключены к соответствующим входам переключателя, вы ходы переключателя через последовательно соединенные первый сумматор и фильтр .подключены к первому входу управляемого усилителя, выход которого подключен к выходу устройства, вторые выходы блока наделения переднего фронта импульса и блока вьщеления заднего фронта импульса подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ, выход которого подключен к объединентам первьм входам элеменов памяти, выходы которых подключены ко вторым входам соотвествующих блоков масштаба, второй вход каждого элемента памяти подключен ко второму выходу соответствующего регистра сдвига, вторые входы регистров сдвига i объединены и подключены к выходу фазоимпульсного модулятора, второй (Л вход которого подключен к выходу С первого генератора - псевдошумового сигнала, и второй-генератор ПСЕВДОшумового сигнала, отличающее с я тем, что, с целью повышения точности, в устройство введены второй сумматор и преобразователь чассо тота - напряжение, вход которого ключен к выходу фазоимпульсного моел 1У1 дулятора, вькод преобразователя частота - напряжение подключен к первому входу второго сумматора, выход которого подключен ко второму входу управляемого усилителя, второй вход второго сумматора подключен к выходу второго генератора псевдошумовога сигнала.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН,Я0„„92551 A

a(5g С 08 С 19/28 G 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,, Н АВТОРГНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3539495/18-24 (22) 10.01.83 (46) 15.05.84. Бюл. N 18 (72) А.Ф.Казначеев, А.И.Найденов, В.П.Палкин, А,Ф.Ракоед, А.В.Шишкин и Б.Б,Филатов (53) 621.398(088.8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР

9 516044, кл. G 06 С 15/36; 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

N - 750518, кл. G 06 С 7/48, 1980 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВА-.

НИЯ КАНАЛА ПЕРЕДАЧИ ДИСКРЕТНОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого подключен ко входу блока синхронизации и первому входу фазоимпульсного модулятора, выход блока синхрони- зации подключен ко входу гене- . ратора случайной последовательности, выход которого подключен к объединенным входам блока выделения переднего фронта импульса и блока выделения заднего фронта импульса, первые .выходы которых подключены к первым входам соответствующих регистров сдвига, первая группа выходов каждого из которых подключена к первой группе входов соответствующих блоков масштаба, выходы которых подключены к соответствующим входам переключателя, выходы переключателя через последовательно соединенные первый сумматор и фильтр, подключены к первому входу управляемого усилителя, выход которо.го подключен к выходу устройства, вторые выходы блока выделения переднего фронта импульса и блока выделения заднего фронта импульса подключены к соответствующим входам элемента

ИЛИ, выход которого подКлючен к объединенным первым входам элемен ов памяти, выходы которых подключены ко вторым входам соотвествующих блоков масштаба, второй вход каждого элемента памяти подключен ко второму выходу соответствующего регистра сдвига, вторые входы регистров сдвига объединены и подключены к выходу фазоимпульсного модулятора, второй вход которого подключен к выходу первого генератора — псевдошумового сигнала, и второй генератор псевдошумового сигнала, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью повышения точности, в устройство введены второй сумматор и преобразователь частота — напряжение, вход которого подключен к выходу фазоимпульсного модулятора, выход преобразователя частота — напряжение подключен к первому входу второго сумматора, выход которого подключен ко второму входу управляемого усилителя, второй вход второго сумматора подключен к выходу второго генератора псеццошумовогв сигнала, 1 о

Изобретение относится к вычислительной техни> е и техник". связи и может быть использовано для моделирования передачи дискретной информации, устройств передачи дискретных сообщений, устройств цифровой магнитной записи.

Известно устройство дня моделирования каналов передачи дискретной информации, содержащее блок синхронизации, генератор случайных последовательностей, блок Формирования сбоя, генератор тактовых импульсов, фазоимпульсный модулятор, генераторы шума, блоки формирования законов распределения, управляемый усилитель, сумматоры 51 3.

Недостатками устройства является низкая точность моделирования канала передачи дискретной информации.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом фазоимпульсного модулятора и входом блока синхронизации, второй вход фазоимпульсного модулятора соединен с выходом генера-ора пума, выход фвзоимпульсного модулятора соединен с синхровходами регистров сдвига, выход блока синхронизации соединен со входом генератора случайных последовательностей, выход которого — случайная цифровая последовательность, имитирующая информационный сигнал на входе канала поступает на входы блоков выделения переднего и заднего фронтов, первые выходы блоков выделения переднего и заднего фронта соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с установочными входами блока памяти, яторыс выходы блоков выделения переднего и заднего фронтов соединены с информационными входами регистра сдвига, выходь> регистров сдвига соединены с входами масштабирующих блоков и блоков памяти, причем выходы блок.в па»яти соединены с соответствующими входами мас|птабирующих блоков, выходы масп.табирующих блоков через перекхпочатель соединены с входом сумматора, выход которого соединен с входом фильтра,. выход фильтра соединен с одним из входов управляемого усилителя, второй вход которого соединен с яыходс» генератора шума ? ).

Однако это устройство не обеспечивает точности моделирования, связан—

:Пего регистра сдвига, вторые входы регистров сдвига обьединены и подключены к выходу фазоимпульсного модулятор;, второй вход которого подключен к выходу первого генератора псевдошумояого сигнала, и второй генератор псеядопумового сигнала,введены второй сумматор и преобразояате.чь частота-напряжение, вход которо о подключен ю яыходу Аазоимпульсного модулятора, выход преобразователя частота-напряжение подключен к перво»у входу второго сумматора,выод которого подключен ко второ»у

51 2 ный с учетом специфических помех, Так, в канале цифровой магнитной записи-воспроизведения при уменыпении скорости носителя или возникновении неконтакта между магнитной головкой (МГ) и носителем происходит уменыпение амплит;ды выходного сигнала > 1Г и увеличение его длительности.

Цель изобретения — пояьппение точности моделирования.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого подключен ко входу блока синхронизации и первому входу Фазоимпульсного модулятора, выход блока синхронизации подключен ко входу генератора случайной последовательности, выход которого подключен к объединенны» входа» блока выделения переднего фронта импульса и блока выделения заднего фронта импульса, первые выходы которых подключены к первым входам соответствующих регистров сдвига„ первая группа выходов каждого из которых годключена к первой группе входов соответствующих блоков масштаба, выходы которых подключены к соответствующим входам переключателя, выходы переключателя через по чедовательно соединенные сумматор и фильтр подключены к перяо»у входу управляемого усилителя, выход которого подключен к выходу устройства, вторые выходы блока выделения переднегс фронта импульса подключены к соответствующим входам

,ле»енгпа ИЛИ, выход которого под— ключен к объедин- ííû,ì .первым входа» элемеHTOB памяти, Bhlxo >û которых подключень: ко вторым входам сс-.. вет-стзующих блоков масштаба„ я-,арой вход каждorо элемента памяти подклю-.".í "c> второму выходу соответствуюз 1092 входу упраляемого усилителя, второй

1 вход второго сумматора подключен к выходу второго генератора псевдошумового сигнала.

Сущность работы преобразователя частота-напряжение заключается в следующем. При постоянной частоте следования импульсов с постоянной длительностью и амплитудой значение постоянной составляющей не изменяется и определяется соотношением периода следования импульсов и их длительности. При увеличении периода следования импульсов значение постоянной составляющей уменьшается. !

5 при уменьшении периода следования зчачение постоянной составляющей увеличивается. Увеличение, периода следования соответствует уменьшению скорости носителя в устройствах маг20 нитной записи или уменьшению полосы пропускания канала передачи информации. Уменьшение периода следования импульсов соответствует обратному процессу, Напряжение с выхода преобразователя частота-напряжение воздействует на сигнал моделируемого канала и таким образом имитируются специфические помехи канала.

На чертеже приведена блок-схема

30 предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, блок 2 синхронизации, состоящий из делителя 3 частоты на к, делителя 4 частоты на m делителя 5 частоты на и, фазоимпульс-З ный модулятор 6, состоящий из инвертора 7, на вход которого подключена интегрирующая цепь; генератор 8 псевдошумового сигнала, состоящий из генератора 9 тактовых импульсов, к вы- 4О ходу которого подключен регистр сдвига на триггерах 10-1?, причем с выходов триггеров сигнал поступает на сумматор 13 по модулю два, регистр

14 сдвига, состоящий из триггеров

15-17, регистр 1Я сдвига, состоящий иэ триггеров 19-21; генератор 22 случайной последоват".льности, состоящий из регистра сдвига на триггерах

23-.25, с выходов которых сигнал поступает на входы сумматора 26 по модулю 2; блок 27 выделения переднего

ApoHTG> представляющий собой дифференцирующую цепь, блок 28 выделения заднего фронта, представляющий собой дифференцирующую цепь; элемент 29

ИЛИ, блоки 30 и 31 памяти, выполненные на Я-триггерах 32, масштаби551 4 рующий блок 33, состоящий иэ операционного усилителя 34, на вход которого через резисторы поступают сигналы с выходов каждого разряда сдвига 14; масштабируюц1ий блок 35, состояц|ий иэ операционного усилителя 36, на вход которого через резисторы поступают сигналы с выходов каждого разряда регистра сдвига 18; переключатель 37; сумматор 38, состояний из операционного усилителя 39; фильтр 40, представляющий собой фильтр нижних частот; управляемый усилитель 41, состоящий из операционного усилителя 42, генератор 43 псевдошумового сигнала, состоящий иэ генератора 44 тактовых импульсов, регистра сдвига, состоящегo из триггеров 45-47, с выходов которых сигналы поступают на сумматор 48 по модулю два фильтра 49 нижних частот; преобразователь 50 частота-напряжение, состоящий из одновибратора 51 и фильтра 52 нижних частот, сумматора 53, состоящего из операционного усилителя 54.

Устройство работает следующ; » образом.

Переключатель 37 находится в положении а. Сигнал тактовой частоты, вырабатываемый генератором 1 тактовых импульсов, поступает на вход блока 2 синхронизации и на первый вход фазоимпульсного модулятора 6.

На второй вход фазоимпульсного модулятора 6 подается напряжение, вырабатываемое генератором 8 псевдошумового cHI Hÿëà (г1;ума). На выходе фаэоимпульсного модулятора 6 получается сигнал тактовой частоты со случайно смещенными фронтами относительно их номинального положения.

Этот сигнал поступает на синхровходы регистров 14 и 18 сдвига, а также на вход преобразователя 50 частота напряжение, Сигнал с выхода блока 2 синхронизации поступает на синхровход генератора 22 случайной последовательности, с выхода которого случайная цифровая последовательность, имитирующая информационный сигнал на входе канала, поступает на входы блоков

27 и 28 выделения переднего и заднего фронтов, При появлении на выходе генератора

22 переднего фронта импульса информационной последовательности на выходах блока 27 вырабатывается сигнал.

5 1092

С первого выхоДа блока 27 этот сигнал записывается в виде логической единицы в первый разряд регистра 14 сдвига. Сигнал со второго выхода блока

27 через элемент 29 ИЛИ сбрасывает блоки 30 и 31 памяти.

Записанная логическая единица последовательно сдвигается во все п разрядов регистра 14 выходным сигналом фазоимпульсного модулятора, Аналогично при появлении на выходе генератора 22 заднего фронта импульса информационной последовательности вырабатывается сигнал на выходах блока

28 выделения заднего фронта. С первого выхода блока 28 этот сигнал записывается в ниде логической единицы в первый разряд регистра 18 сдвига, а сигнал со второго выхода блока 28 через элемент 29 ИЛИ сбрасывает блоки 30 и 31 памяти.

Записанная логическая единица сдвигается во все п разрядов регистра сдвига 18 выходным сигналом фазоимпульсного модулятора 6, Напряжение логической единицы с выходов всех разрядов регистров 14 и 18 подводится ко входам соответствующих маслтабирующих блоков 33 и 35 с соответствующими весовыми коэффициентами.

После того, как логическая единица была сдвинута во все и разрядов регистра 14 и если в течение этих сдвигов отсутствовал сигнал на выходах блоков 27 и 28, происходит запись логической единицы в блок 30

35 памяти, выход которого нагружен на вход масштабирующего блока 33 с весовым коэффициентом, равньм по величине весовому коэФфициенту последне40 го разряда. регистра.

Аналогично, после того как логическая единица была сдвинута во все и разряд,ов регистра !8 и если в течение этих сдвигов отсутствовал сигнал

45 на выходах блоков 27 и 28, происходит запись логической единицы в блок 31 памяти. Выход блока 31 нагружен на вход масштабирующего бгока 35 с весовым коэффициентом, равным по величине и весовому коэффициенту по50 е следнего разряда регистра.

Таким образом, на выходах масштабирующих блоков 33 и 35 образуется напряжение ступенчатой формы, причем величина ступенек зависит от значе55 ния соответствующих коэффициентов, Сигнал с выхода масштабирующего блока 33 подводится к инвертирующему

551 б входу сумматора 38. Сигнал с выхода масштабирующего блока 35 через переключатель 37, находящийся в положении р также подвцдится к неинвертирующему входу сумматора 38.

Сигнал с выхода сумматора 38, соответствующий сумме входных сигналов, поступает на вход фильтра нижних частот с линейной фазочастотной характеристикой и перестраиваемой поло-. сой пропускания, назначение которого — выделение огибающей сигнала ступенчатой формы при изменении в широких пределах тактовой частоты. Сигнал огибающей с фильтра 40 поступает на первый вход усилителя 41. Второй вход усилителя 41 соединен с выходом сумматора 53.

Первый вход сумматора 53 соединен с выходом преобразователя 50 частота-напряжение, второй вход сумматора 53 соединен с выходом генератора

43 псевдошумового сигнала (шума). В результате на выходе 55 устройства достигается имитация паразитной амплитудной модуляции в канале, зависящая как от изменения частоты тактовых импульсов, так.и от воздействия аддитивных помех., Работа устройства в режиме имитации канала цифровой магнитной записи аналогична вышеописанной за исключелием того, что переключатель

37 находится в положении б подключая выход масштабирующего блока 33,. к инвертирующему входу сумматора 38, на выходе которого в этом случае образуется сигнал, соответствующий разности сигналов масштабирующих усилителей 33 и 35.

Технико-экономический эффект от, использования предлагаемого устройства по сравнению с прототипом определяется временем его работы взамен реальной аппаратуры, которую необходимо включать в работу на заключительной стадии вместо устройства модулирования Г2 1. Повышение точности моделирования, т.е, максималь-ное приближение модели к реальным условиям, позволяет отказаться от применения, например, аппаратуры магнитнои записи, эксплуатация которой приводит к износу магнитных головок, ресурс работы, которых 100+200 ч; износу магнитного носителя, многократный прогон которого приводит к искажениям считываемой информации, что не

7 1092551 8 дает возможности правильной регули- Учет указанных факторов особенно ровки электроннсго оборудования; из- необходим при проведении исследованосу электродвигателей транспортирую- ний аппаратуры ма-нитной записи,когщего механизма, ресурс которых сос- да применение параметров канала являтавляет 100+200 ч. ется труднопрогнозируемым процессом, 109255!

ВНИИПИ Заказ 3259/35 Тираж 569 Подписное

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