Устройство для импульсной модуляции сигнала

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 00777807 Союз Советских Социалистических Республик(5 но 31,07.78 3 70 с присоединением заявк Гасударственные ломите СССР ло делам изобретений и открытий(088,8) 5) Дата оп икования описания 07,11.80 72) Авторы изобретени 71) ЗаявителиА. А, Гольдберг, И, В. Островский и С, Е, Сас ий ордена Ленина политехнический институт, Львов а Ленина государственный университет им. Ив. фран и Харьковский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. А. М, Горького ий ьвов орд УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИИСИГНАЛА 2 Изобретение относится к связи и предназначено для импульсной модуляции сигналов, оно может также найти применение в области измерительной техники при преобразованиях аналог в к и код в а лог, причем главным образом в тех случаях, когда необходимая частота формирования отсчетов настолько велика, что динамическая ошибка не может считаться пренебрежимо малой. 10Известно устройство, содержащее формирователь последовательности сдвинутых импульсов, перемножитель, один вход которого соединен с источником сигнала, другой - с выходом формирователя последо вательности сдвинутых импульсов, а выход перемножителя подключен на вход интегратора, выход которого соединен с формирователем кодовых импульсов.Его недостатком является большая по грешность за счет замены точечных значений сигнала средневзвешенными.Целью настоящего изобретения является повышение точности модуляции за счет уменьшения ошибки, связанной с заменой точечных значений средневзвешенными.Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее формирователь последовательности сдвинутых импульсов, перемножитель, первый вход которого соединен с шинои сигнала, а второй - с выходом формирователя последовательности сдвинутых импульсов, выход перемножителя соединен со входом интегратора, введены и - 1 перемножителей и а - 1 интеграторов, коммутатор, формирователь импульсов, пропорциональных входному напряжению, секционированная линия задержки, а масштабирующих звеньев и сумматор, причем первые входы введенных перемножителей соединены с шиной сигнала, а вторые входы соединены с соответствующими выходами формирователя сдвинутых импульсов, выходы введенных перемножителей соединены с входами интеграторов, выходы которых через коммутатор подключены к входу формирователя импульсов, пропорциональных входному напряжению, выход которого подключен к входу секционированной линии задержки, выходы секций линии задержки через масштабирующие устройства соединены со входами сумматора, выход которого соединен с выходной шиной,На фиг. 1 приведена схема устройства, на фиг. 2 - эпюры выходных импульсов формирователя сдвинутых импульсов.Устройство содержит формирователь 1 сдвинутых импульсов, умножители 21 2, интеграторы 3, 3, коммутатор 4, формирователь 5 импульсов, пропор(иональныхвходному напряжению, линию задержки 6,масштабирующие устройства 7 к7 ., сумматор 8.Формирователь сдвинутых импульсов 1вырабатывает последовательность импульсов, эпюры которых представлены на фиг.2.Импульсы, изображенные на эпюре 1 фиг.2, поступают на умножитель 2 импульсы,представленные на эпюре 2, на умножитель2, и т. д, Некоторый импульс, поступающийна умножитель 2 можно представитьфункцией времени(1). Тогда импульс,поступающий на умножитель 22, представится функцией р (1 - Л), импульс, поступающий на 2, представится функцией(1 - пЛ), После импульса(1 - пЛ) вновьформируется импульс на первом выходе 1,который можно представить1 - (п+1) Л 1и т. д,Вся система импульсов в целом представляет собой бесконечную последовательность одинаковых импульсов, сдвинутых наравные промежутки Л относительно другдруга.Таким образом, на выходе умножителя21 формируется сигнал р(1)5(1), на выходе2, формируется сигнал р(1 - Л) 5(Г) и т, д.Выходные сигналы умножителей поступают на входы йнтеграторов, на выходахкоторых формируются сигналы:), =5 (1) в (1) Ю - на выходе 3- ть+тГ, =5 (1) у (1 - Ь) Ю - на выходе 32д - тпд+т, .У=5(1)у(1 - пЬ)Й - на выходе 3рд - т2 Т ййтервал, на котодром р (1) отлична от ну,)й.Коммутатор 4 последовательно подключает Выходыинтеграторов на вход формирователя 5, На выходе формирователя фор.мируется бесконечйая последовательность йЫпульсов С С С, представляющихзначения У УУ,.Последовйельность значений Уь Уз, У одйозначнопредставляет сигйал 5(г), если сдвиг Л удовлетворяет условию Л(22 О где 0 - ширина спектра сигнала 5(1), а склоны(1) круче, чем 13,7 дБ на интервале Л. Представим 5 (1) в виде приближенного конечного ряда В. А. КотельниковаМ з 1 п 2 Р ( - Кп)5 у =У(Ж ) 2 кР( - КЙ)К= - М Подставив 5 в выражение Ур, получимрдтт м з 1 п 2 Р( - К) Ур -9( РЛ) Х У( )2 Р(1 - КЬ) др - т К= - МТак какравна нулю вне интервалов интегрирования, то ее можно распространить на всю ось 1. Кроме того, в силу очевидной сходимости интеграла от модуля подинтегрального выражения, сложение и интегрирование можно поменять местами:- 00 Ур =/(КЛ) ) 9 И - Ф)Мк: - ю- СО 10 з 1 п 2 кР( - КЬ)Р - КЛ))р -ркУ Л)Решая эту систему относительно 1 (И),получимЗО Му(кь)в)где В.р - элементы матрицы,к матрице рир . В частности,обратной у(о)=; в) р= - Мс,с, со, сс,сС приходом нового кода С+ содержимое успевает продвинуться на один шаг влево. Вместо линии задержки может быть использован сдвиговый регистр. Таким образом, на выходе линии задержки 6 после каждого такта выделяются сигналы У , У р. и, У 1,У. Сигналы поступают на масштабирующие звенья 7, в которых производится умножение на постоянные коэффициенты. На выходе масштабирующих звеньев формируются сигналы) в; )в, о) во,которые складываются на сумматоРе 8,4, Требование на крутизну склона ) 13,7 дБдоказано в работе Обобщение теоремы В, А. Котельникова на случай неточечных отсчетов, - Контрольно-измерительная техника, вып. 20, Львов, Выща школа, 45 1976.Последовательность Сь С 2,С поступает на вход линии задержки 6. В каждый момент в сдвиговом регистре записано 2 Ж последовательных значений777307 ипудьс Фиг. 5Значения коэффициентов Вопределяются следующим образом. Строится матрица А, коэффициенты которой( в 1 п 2 т( + р - К) Д) 5Р" .)) 2 л(с (р - К) Ь ф где р, Й= - У - +ХСтроится матрица В=А - . Коэффициенты матрицы В с нулевым первым индексом бе рутся в качестве масштабирующих множителей Во, - ж, Во, р+ц, ", и т. д.Из уравнения (1) следует, что на выходе сумматора будет сформирован сигнал 5(0). Сформированный сигнал поступает на 15 фильтр низких частот, на выходе которого в соответствии с теоремой В. А. Котельникова формируется текущее значение 5(1) с задержкой на УЛ.Введение дополнительных блокбв позво лило уменьшить погрешность представления сигнала, связанную с заменой точечных значений сигнала средневзвешенными. Формула изобретения 25 Устройство для. импульсной модуляции сигнала, содержащее формирователь последовательности сдвинутых импульсов, перемножитель, первый вход которого соеди- З 0 нен с шиной сигнала, а второй - с выходом формирователя последовательности сдвинутых импульсов, выход перемножителя соединен со входом интегратора, о тличающееся тем, что, с целью повышения точности модуляции, в него введены и - 1 перемножителей и а - 1 интеграторов, коммутатор, формирователь импульсов, пропорциональных входному напряжению, секционированная линия задержки, п масштабирующих звеньев и сумматор, причем первые входы введенных перемножителей соединены с шиной сигнала, а вторые входы соединены с соответствующими выходами формирователя сдвинутых импульсов, выходы введенных перемножителей соединены с входами интеграторов, выходы которых через коммутатор подключены к входу формирователя импульсов, пропорциональных входному напряжению, выход которого подключен к входу секционированной линии задержки, выходы секций линии задержки через масштабирующие устройства соединены со входами сумматора, выход которого соединен с выходной шиной. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Бахтиаров Г. Д. и др. Аналого-цифровые преобразователи, Зарубежная радиоэлектроника Мо 1, 1975, стр. 52 - 91 (прототип).777807Составитель Т. Краснова Редактор Б. федотовехред В. Серякова Корректор О. ДанишеваЗаказ 224/13 Изд.561 Тираж 995 Подписное НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5ипография, пр, Сапунова, 2