Устройство для формирования частотно-манипулированных сигналов

Устройство для формирования частотно-манипулированных сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()))906022 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30)0580 т21) 2936020/18-09 с присоединением заявки HP— (23) Приоритет

Опубликовано 15.0282, Бюллетень М 6

Дата опубликования описания 1502.82

Р1 М К„з

Н 04 14 27/12

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий ($3) УДК 621 ° 394 ° .61 (088. 8) I

)

)

\

1 (72) Автор изобретения л

Б.В. Косинов

1 .," ! )

Институт технической теплофизики AH 9 раийской CCP (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ЧАСТОТНО—

МАНИПУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к технике связи и может исполт-зоваться при построении систем передачи данных.

Известно устройство для формирования частотно-манипулированных сигналов, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, второй вход и выход которого соеди- . нены соответствечно с выходом триггера и первым входом первого счетчика, выход которого подключен ко второму входу первого счетчика, выход которого соединен с первыми входами второго, третьего, четвертого и пятого элементов И, прн этом выходы четвертого и пятого элементов И подключены ко входам первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго счетчика, а также фильтр нижних частот, блок управления, элементы НЕ и второй и третий элементы ИЛИ, выходы которых соединены соответственно со входами первого и второго элементов НЕ и вторыми входами второго и третьего элементов

И, причем выходы блока управления подключены к соответствующим входам первого счетчика (1).

Однако известное устройство имеет низкую точность формирования частотно-манипулированных сигналов.

Цель изобретения — повышение точности формирования частотно-манипулированных сигналов.

Цель достигается тем, что в устройство для формирования частотноманипулированнцх сигналов, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом триггера и первым входом первого счетчика, выход которого подключен ко второму входу первого счетчика, выход которого соединен с первыми входами второго, третьего, четвертого и пятого элементов И, при этом выходы четвертого и пятого элементов И подключены .ко входам первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго счетчика, а также фильтр

25 нижних частот, блок управления, элементы НЕ и второй и третий элементы ИЛИ, выходы которых соединены соответственно со входами первого и второго элементов НЕ и вторыми входа30 ми второго и третьего элементов И, 906022 причем выходы блока управления подключены к соответствующим входам первого счетчика, введены реверсивный счетчик, дешифраторы, резисторы и декодер, выход которого подключен к первому входу блока управления, дополнительный выход которого соединен с первым входом триггера, второй вход которого соединен с третьим входом первого, вторым входом второго счетчиков и входом реверсивного счетчика, выходы которого подключены ко входам дешифраторов, выходы которых соединены со входами второго и третьего элементов ИЛИ и первыми выводами соотнетстнующих резисторов, вторые выводы которых соединены со входом фильтра нижних частот, при этом выходы второго счетчика подключены к соответствующим входам дешифраторов, второму входу блока управления, вторым входам четвертого 20 и пятого элементов И и третьим входам второго и третьего элементов И, выходы которых соединены с соответствующими входами реверсивного счетчика, а выходы элементов НЕ подключены соответственно к третьим входам четвертого и пятого элементов И.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предложенного устройства.

ЗО

Устройство для формирования частотно-манипулированных сигналов содержит генератор 1 тактовых импульсов, первый элемент И 2, триггер 3, фильтр низкой частоты 4, первый

35 счетчик 5, декодер 6, второй, третий, четвертый и пятый элементы И 7 - 10 соответственно, реверсивный счетчик ll первый элемент ИЛИ 12, блок

13 управления, второй счетчик 14, два дешифратора 15 и 16, два эле- 40 мента НЕ 17 и 18, второй и третий элементы ИЛИ 19 и 20 соответственно, m резисторов 21-1 — 2l-m, 9 резисторов 22-1 — 22- 2, резистор 23.

Устройство работает следующим 45 образом.

Управление частотой заключается н изменении периода следования импульсов перенос с выхода первого счетчика 5. Формирование периода 50 следования импульсов перенос осуществляется путем считывания импульсов первым счетчиком 5 от генератора 1 тактовых импульсов. Изменение периода следования импульсов 55 перенос осуществляется путем изменения количества считываемых импульсов от генератора 1 тактовых импульсон с помощью изменения кода предварительно записываемого в первый счетчик 5 и поступающего с блока 13 бо управления.

Сигналом Пуск блоки устройства приводятся н исходное состояние, в первый счетчик 5 с помощью этого сигнала записывается код с блока 13 3 65 управления, а триггер 3 устанавливается н единичное состояние, разрешая тем самым прохождение импульсов от генератора l тактовых импульсов через первый элемент И 2 на счетный вход первого счетчика 5.

Последний считает импульсы до переполнения, т.е. до появления импульса перенос на его ныходе. Этим импуль=ом снова производится запись в первый счетчик 5 кода, поступающего от блока 13 управления,и процесс повторяется. Таким образом период следования импульсов перенос на выходе первого счетчика зависит от количества считываемых импульсов от генератора 1 тактовых импульсов до переполнения первого счетчика 5, а это количество зависит в свою очередь от кода, записываемого н счетчик перед началом счета.

Код на выходе блока 13 управления формируется в зависимости от сигналов, поступающих на нход декодера 6, который декодирует код, поступающий с входных шин устройства Управления частотой, а также в зависимости от состояния шины Вход устройства, по которой поступают бинарные данные для передачи в канал связи.

И так с помощью кодовых шин Управления частотой задается частота несущей, а с помощью изменения состояния бинарных данны „ на шине Вход осуществляется манипуляция этой частоты. Скачкообразные переключения частот осуществляются н моменты, когда фаза равна нулю, т.е. без разрыва фазы, так как изменение кода в блоке 13 управления происходит только в моменты времени, когда фаза синусоидально -о сигнала на выходе устройства равна нулю. Это достигается за счет связи выхода второго счетчика 14 с входом блока

13 управления, по которому поступает в блок 13 управления импульс перенос с второго счетчика 14, появляющийся как раз в моменты окончания формирования периода синусоидального сигнала, т.е. в моменты времени, когда фаза действительно равна нулю.

Частота синусоидального сигнала на выходе устройства определяется следующим выражением: жег

fr (1)

N-2 где Й вЂ” частота синусоидального сигнала на выходе устройства; частота импульсов от генеt ратора 1 тактовых импульсов;

К вЂ” количество импульсов, считываемых первым счетчиком

5 от генератора 1 тактовых импульсон;

906022

m - разрядность реверсивного счетчика 11; разрядность второго счетчика 14.

Разрядность первого счетчика onpegerraezca следующими выражениями:

t мокс «3 ъ 2 тт, « (2) г где n — разрядность первого счетчика 5; наибольший период частоты скс следования сигналов на выходе устройства; период следования импульсов от генератора 1 тактовых им1пульсов.

Период синусоиды делится на К частей (уровней квантования по времени). Количество уровней квантования определяется следующим выражением: к = 2 (3)

Ъ где К вЂ” количество уровней квантоъ вания периода синусоидального сигнала предлагаемого устройства.

С помощью реверсивного счетчика

11 и второго счетчика 14 задается количество уровней квантования, а с помощью дешифраторов 15 и 16, резисторов 21-1 — 21-m, 22-1 — 22- и 23 происходит формирование ступенчатого синусоидального сигнала.

Последовательность импульсов определенной частоты с выхода первого счетчика 5 поступает одновременно на первые входы второго, третьего, четвертого и пятого элементов И 7

10. В начальный момент все элементы, кроме второго элемента И 7, заперты, а на втором элементе И 7 на ходятся разрешающие потенциалы: логические единицы с первого выхода второго счетчика 14 и с выхода третьего элемента ИЛИ 20. Таким образом импульсная последовательность с выхода первого счетчика 5 поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 11. Реверсивный счетчик 11 начинает считывать поступающие импульсы и за счет изменения кодов на его выходе от состояния

0000 до 1111 с помощью первого дешифратора 15, на котором находится разрешающий потенциал с третьего выхода второго счетчика 14, производит последовательное подключение к резисторам 22-1 — 22- 6 нулевого потенциала с выходов первого де шифратора 15, начиная от первого до последнего. На делителе напряжения, образованном с помощью резистора 23 и одного из резисторов

22-1 — 22-, формируется ступенчатое напряжение, изменяемое по синусоидальному закону, так как веса ре=-:исторов выбраны по закону синуса.

Так формируется участок синусои-! ды на интервале от 0 до >/2.

5 (G

)5

5О

После достижения на выходе реверсивного счетчика 11 кода llll на последнем выходе первого дешифратора 15 появляется нулевой уровень, который с помощью третьего элемента ИЛИ 20 и элемента HE 18 запирает второй элемент И 7 и отпирает четвертый элемент И 9. 16-й импульс с выхода первого счетчика 5 проходит через четвертый элемент

И 9, первый элемент ИЛИ 12 на счетный вход второго счетчика 14, меняя

его состояние из состояния 00 в состояние 01. Реверсивный счетчик 11 сохраняет свое состоянне 1111.Первый выход второго счетчика 14 является инверсным плечом первого разряда второго счетчика 14 (lр СЧ 14),второй выход — прямым плечом первого разряда второго счетчика 14 (lp СЧ 14), а четвертый выход — прямым плечом второго разряда (2р СЧ 14).

На выходе появляется нулевой уровень, а на другом выходе ™единичный .

Теперь элементы И 7, И 9, И 10 являются запертыми, а элемент И 8 отперт. Импульсная последовательность с выхода первого счетчика 5 проходит через третий элемент И 8 на вычитающий вход реверсивного счетчика 11, который меняет свое состояние от

1111 до 0000. Снова работает первый дешифратор 15 и на делителе напряжения формируется ступенчатое напряжение на участке синусоиды от 7/2 до Х

После достижения кода 0000 на выходе реверсивного счетчика 11 на первом выходе первого дешифратора

15 появляется нулевой уровень, который с помощью второго элемента

ИЛИ 19 и элемента HE 17 запирает третий элемент И 8, таким образом, сохраняя код 0000 ча реверсивном счетчике, и отпирает пятый элемент

И 10, через который 16-й импульс с выхода первого счетчика 5 поступает на первый элемент ИЛИ 12 и далее на счетный вход второго счетчика 14, который меняет свое состояние из

01 в 10. Первый дешифратор 15 отключает я (на выходе уровень"нуля), а второй дешифратор 16 начинает ,работать (на выходе уровечь едини ). Процесс повторяется, только инусоида Формируется с помощью второго дешифратора 16 и резисторов

2)-2 — 21-m и резистора 23 на участ3 ке от У до- - и от - «до 2 (О).

После формирования всего периода синусоида на входе появляется импульс, который служит синхронизирующим для блока 13 управления в момент изменения кода на входе первого счетчика 5, если такое изменение необходимо. Сформированный ступенча-, тый синусоидальныя сигнал поступает

906022 на вход фильтра низких частот 4, где сглаживаются высокочастотные гармоники и формируется гладкий синусоидальный сигнал, который поступает в канал связи.

Если передача данных иэ устройства закончена, то на последнем выходе блока 13 управления появляется сигнал, который устанавливает триггер 3 в нугевое состояние, эа счет чего первый элемент И 2 запирается и устройство прекращает работу.

Точность работы устройства зависит от точности формирования частоты синусоидального сигнала и от точности формировайия самой синусоиды.

Частота синусоидального сигнала на выходе устройства определяется согласно формуле (2), а точность формирования частоты зависит от частоты генератора 1 тактовых импульсов, чем выше частота генератора 1, тем выше точность формирования частот, 1 а значит и тем большее число разрядов должен иметь первый счетчик 5.

Таким образом у предложенного устройства синусоидальный сигнал формируется с большей точностью, за счет чего значительно снижаются требования к фильтрации сигнала в фильтре низких частот 4, а также мала вероятность попадания в канал связи высших. гармоник, которые всегда присутствуют при резких скачках амплитуды сигнала.

Формула изобретения

Устройство для формирования частотно-манипулированных сигналов, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом триггера и первым входом первого счетчика, выход которого подключен к второму входу первого счетчика, выход которого соединен с первыми вхо5

40 дами второго, третьего, четвертого н пятого элементов И, при этом выходы четвертого и пятого элементов И подключены к входам первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго счетчика, а также фильтр нижних частот, блок управления, элементы НЕ и второй и третий элементы ИЛИ, выходы которых сосдинены соответственно с входами первого и второго элементов НЕ и вторыми входами второго и третьего элементов И, причем выходы блока управления подключены к соответствующим входам первого счетчика, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности формирования частотно-манипулированных сигналов, введены реверсивный счетчик, дешифраторы, резисторы и декодер, выход которого подключен к первому входу блока управления, дополнительный выход которого соединен с первым входом триггера, второй вход которого соединен с третьим входом первого, вторым входом второго счетчиков и входом реверсивного счетчика, выходы которого подключены к входам дешифраторов, выходы которых соединены с входами второго и третьего элементов ИЛИ и первыми выводами соответствующих резисторов, вторые выводы которых соединены с входом фильтра нижних частот, при этом выходы второгр счетчика подключены к соответствующим входам дешифраторов, второму входу блока управления, вторым входам четвертого и пятого элементов И и третьим входам второго и третьего элементов И, выходы которых соединены с соответствующими входами реверсивного счетчика, а выходы элементов НЕ подключены соответственно к третьим входам четвертого и пятого элементов И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции 9 2285752, кл . Н 04 Ь 27/12, 197б (прототип).

90b022

Тираак 684 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий

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

Заказ 399/75

Филиал ППП Патент, г. Уигород, ул. Проектная, 4

Составитель Е. Голуб

Редактор И. Митровка Техред Ж.Кастелевич Корректор 0, Билак