Способ и устройство для задержки аналоговых сигналов

Способ и устройство для задержки аналоговых сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

CoIo3 Советсккк

Сецкаписткческик ресттубпнк

o n и с д н и в 9з8ЗВЗ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20. 10. 80 (2! ) 299442 1/1 8-21 с нрисоедииеиием заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 23.06. 82. Бюллетень № 23

Дата опубликования описания 25.06.82 (5! )М. Кл.

Н 03 К 5/159

Н 03 Н 7/30 еввуаврстеаиЫ квинтет

CCCP ав аелем нзвбретеннй н открытий (53) УДК 621. .374.5 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В. М. Ерастов, В. В. Обровец, Г. В. Миронычев и В. К. Прусаков (7!) Заявитель (54) СПОСОБ ДЛЯ ЗАДЕРЖИЛ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУШЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к радиотех- нике.

Известен цифровой способ для задержки аналоговых сигналов, основанный на преобразовании сигнала в цифровой код с помошью аналого-цифрового преобразоватмя, задержке кода и обратном преобразовании кода в аналоговый сигнал с помошью цифро-аналогового преобразователя t 1) .

Хотя этот способ отличается простотой, однако аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи являются слОжными и дорогостотпцими узлами»

Известны способ и устройство для задержки аналоговых электрических сигналов, реацизукецие тактированную задержку частотно-модулированного (ЧМ) сигнала с помошью цифрового регистра сдвига. Этот способ отличается простотой, высокой точностью, воэможностью выполнения устройства задержки только на интегральных микросхемах, экономичностью использования энергоресурса.

Согласно данному способу аналоговый сигнал подвергается обработке, содержатцей сцедуюшие операции: преобразование аналогового сигнала в ЧМ сигнал, aznqmaamam задержка ЧМ сигнала путем подачи каждого периода ЧМ сигнала на вход тактируемого запоминатотцего усч. ройства, сдвиг каждого периода ЧМ сигнала в запоминаквцем устройстве, причем операция сдвига происходит s ответ на праход тактового импульса, преобразование задержанного ЧМ сигнала в аналоговый,(21 .

Устройство для осуществления данного способа содержит частотный моду« лятор, вход которого образует вход устройства, а выход соединен с входом тактируемого аапоминакицего устройства, выход которого соединен с демодулятором, выход цоследнего образует выход устройствар причем шина щодвижмтия запоминаквцего устройства подключена к генератору тактовых импульсов, Так тируемое запоминакецее устройство

938383

3 представляет собой цифровой регистр сдвига (27 .

Известные способ и устройство не о6падают достаточной точностью.

11ель изобретения - повышение точности обработки сигнала без существенного увеличения емкости запоминающего устройства.

Йель достигается тем, что согласно способу дпя задержки аналоговых сигналов, основанному на преобразовании аналогового сигнала s частотно-модулированный с прямоугольной несущей, тактируемой задержке частотно-модулирован,ного сигнала, преобразовании частотно-, модута рованного сигнала в аналоговый, тактируемую задержку частотно-модулированного сигнала осуществляют по двум параплельным канапам задержки, при производят ус тановку фазы иых импульсов в каждом канале с помощью двух синхронизирукнцих сигналов, первый иэ которых формируют по фронтам каждого периода несущей частотномодулированного сигнала, второй — по срезам каждого периода того же сигнала, а после задержки каждый период выходного частотно-модулированного сигнала формируют по фронтам первого и срезам второго задержанных частотномодулированных сигналов.

В устройство дпя реализации указанного способа, содержащее преобразователь аналогового сигнапа в частотномодулированный, жод которого подкпю- И чен к входной клемме устройства, а выход соединен с входом цифрового регистра сдвига, генератор тактовь импульсов, преобразователь частотно-модулированного сигнапа в аналоговый, выход которого подключен к выходной клемме устройства,, введен второй регистр сдвига, вход которого соединен с выходом преобразователя аналогового сигнала в частотно-модулированный, два управля емых делителя, четыре дифференцирующие цеци, Й Б гукггер, причем генератор тактовь.х импульсов подипочен к шинам продвижения регистров через утгравляемые депитепи частоты, входы управления 50 которых через первую и вторую дифференцирующие цеж подключены к входам регистров, выходы которых через третцо

4t ключены к входам QG pm repa, выход и которого соедпнен с входом преобразователя частетнс -модулированного сигнала в аналоговый.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства задержки; на фег. 2 — временные диаграммы сигналов.

Предлагаемыя способ включает преобразование аналогового сигнала в ЧМ ситнал, две операции тактированной задержки ЧМ сигнала путем подачи каждого периода ЧМ сигнала на вход тактируемых запоминающих устройств и сдвиг каждого периода ЧМ сигнала с входа на выход запоминающего устройства, причем операции сдвига происходит в ответ на приход тактовых импульсов, установку фазы тактовых импульсов в каждом канале с помощью двух <лппсронизирующих сигналов, цервый из которых формируют по фронтам каждого периода несущей ЧМ сигнала, а второй — по срезам каждого периода того же сигнала, формирование выходного ЧМ сигнала по фронтам пер1 вого и срезам второго задержанных ЧМ сигналов и преобразование ЧМ сигнала в аналоговый.

Практическая реализация предлагаемого способа может быть легко осуществлена с использованием известных и оч работанных на практике узлов.

Устройство дпя,осуществления предлагаемого способа содержит преобразователь 1 аналогового сигнала в ЧМ сигнап, вход которого образует вход устройства, а выход соединен с входами регистров 2. и 3 сдиига, выходы которых через дифференцирующие цепи 4 и 5 подключены к входам RS триггера 6, выход триггера 6 соединен с входом преобразователя 7 ЧМ сигнала в аналоговый, выход которого образует выход устройства. При этом генератор 8 тактовых импульсов, подключен к шинам продвижения регистров 2 и Э через управляемые делители 9 и 10 частоты, управлякщие входы которых через дифференци, зующие цепи 11 и 12 подключены к входам регистров 2 и 3.

Используемые узлы известны разработчикам и легко выполнимы на основе серийно выпускаемых интегральных микросхем (ИМС). Преобразователь 1 аналогового сигнала в ЧМ может быть реализован, например, в виде управляемого мультивибратора. Регистры сдвига можно выпатнить на основе одной ИМС

К505 ИР2, содержащей четыре регистра ло 256 разрядов. Дифференцирующие цепи 11 и 12 из трптера 6 и преобразователя 7 можно выполнить на основе Я С-элементов. Однако в ряде случаев дифференцирукицие цепи предпочтительно

5 М83 заменить формирователями фронтов, для реализации которых потребуется всего два корпуса ИМС 1 ЛБ 341А. Реали/зация делителей 9 и 10 частоты и RS триггера тривиальна. Преобразователь

МЧ сигнала в аналоговый в простейшем случае представляет собой фильтр нижних частот.

Предлагаемое устройство работает слещющим образом.

1Я

Аналоговый сигнал преобразуется в

ЧМ, который поступает на входы pevacTров 2 и 3. Этот же ЧМ сигнал (фиг. 2а) дифферениируется днфференц руюшими цепями 11 и 12 (фиг. 2б) и положительными фронтами синхронизирует тактовые импульсы одного из каналов (фиг. 2r), а отрыцательными — тактовые импульсы другого канала (фиг. 2е).

На фнг. 2в показан сигнал с выхода ге- щ

v нератора 8 тактовых импульсов.. Легко заметить, что в первом канале к передним фронтам ЧМ сигнала жестко привязаны передние фронты тактовых импульсов, в то время как задние фронты ЧМ сигнала будут смещены (фиг. 2д). Во втором канале производится жесткая синхрош зация по задним фронтам ЧМ сигнала, а цереднне фронты будут дрожащими (фиг. 2ж). Эфя ект дрожания 36 показан стрепками Hà гранках (фиг. 2д и ж). Заметим, что подобному дрожанию подвержены оба фронта в известных способе и устройстве. Выходной ЧМ сигнал формируется RS repoM 6 по синхронизщк ванным фронтам (фиг. 2з) и, следовательно, не имеет искажений.

Введение второй операции тактированной задержки и установка фазы тактовых импульсов позволяют выбирать Я частоту тактового сигнала в 1,5-2 раза больше верхней частоты Ув ЧМ сигнала и производить обработку сигнала теоретически без искажений.

Введение второго канала задержки не приводит к усложнению устройства. Деиствигельно регистры сдвига в настоящее время выпускаются серийно в интегральном испопнении и допускают выполнение двух каналов задеркки в одном корпусе

ИМС, например, К505 ИР2. Обеспече50 ние такой же точюстн в известном усгройстве потребовало бы выбора f премашающей f в 50-100 раз, т.е. ща том же speMem задержки потребовалось бы 25»50 раз бспьше объема памяти

SS регистров. Кроме того, выбор большой ограничен быстродействием ИМС иопопьзуемой серии.

83 6

Технико-юкономнческая эффективность

Itptt использовании предлагаемого способа

ЗаДеРжКИ СОСтонт В ПОВЫШЕНИИ тОЧНОСтк обработки сигнала или щж заданной точности к существенному упрощению atmapa-. турных затрат иа реализацию требуемого времени задернски, а также в возможиоо ти использования эаноминакяцих устройств с меньшим быстродейстжем и, следова- . тельно, более дешевого.

Предлагаемый способ может быть широко использован для задержки аналоговых сигналов в тех случаях, когда требуется большое время задеркки и высокая точность обработки исходного сигнала.

Формула изобретения

1. Способ для эадериии аналоговых

Ф аналогового сигнала в частотно-модуцированныя с прямоугопьной несущей, тактируемой задержке частотно-модуэ61рованного сигнала, преобразования частотно-модулированного сигнала в аналогОвый, о т л. и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, тактируюмую задержку частотно-модулированного сигнала осуществляют по двум параллельным каналам задержки, прн этом производят установку фазы тактовых импульсов в каждом канале с номсицью двух синхрониэирукаиих сигналов, первый иэ которых формуют по фронтам каждогО пюркода несущей ч&стОтно мо» эам к ркдОГО,пеРнОДа тоГО же сИГНапа, а после задержки каждый период выходн формируют по франтам первогО и срезам второго . эщщюканных частотиО»Модули» рованных сигнало

2. Устройство дпя ocyhtecraneamr cno

6 тель аналОговОгО сигзимю в частОГНО» чен к входной клемме устройства, а выход соединен с входом цифрового регистра сдвига, генератор тактавых импульсов, преобразователь частотно-мо-, дулированного сигнала в аналоговый, выход которого подключен к выходной климе устройства, О т л и ч а ющ е е с я тем, что, с цепью повышения точносмц В него введен зторОй растр сдвига, вход котОрого соединен с зыхОдом прюобраэоватем mmtaла в ча й, два уп7 М83 равляемых деаитетя частоты, четыре

Н»э .. »» еМ генератор тактовых импульсов подюпочен к шинам продвижения peruc pos mepes управляемые дещтепи частоты» входы управпения которых через

Н»» подкшочены к входам регистров, выходы которых через третью и четвертую диф »

Жм RS григгера, выход которого сое

83 д ж с входом преобразователя частоъвыл.

Источники информации, принятые so внимание щщ экспертизе

1. Патент США 34 34899.96, an. 328-55, Н 03 К 5/159, 1969.

2. Патент США 34 3760280, кл. 328-55, Н 03 К 5/159, 18.09.73 (прототип).

Состевитепь А. Тимофеев

Редактор Н. Лазаренко Техред С. Мигунова Корректор Л. Бокшан

Заказ 4479/78 Тираж SGS Йеапконое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР о декам нэобретений и открыщвй

1 1ЗОЗб, Москва 5å Раушскаа з Жф й. Þ5

Филиал ППП =Патент, г. Ужгерод, уа. Пуоекткае, 4