Устройство для передачи сигналов с относительной фазовой модуляцией

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 9)ЯООО 4527 оьеютен ПИ 1" ЕТЕЛЬСТ АВТО бю; т 5 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ.(71) Специальное конструкторскоеро промышленной автоматики(56) 1. Патент США Р 4049909,кл. 178 67, 1977.2. Григорьев В,Г. и др. МетодФормирования сигнала двухкратнойносительной фазовой модуляции.фЭлектросвязь 1, 1978, 9 1, с.5(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛОВ С ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ФАЗОВОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов и предварительный делитель частоты, регистр сдвига, аналоговый сумматор, выход. которого подключен к входу фильтра нижних частот, формирователь синхронизирующих импульсов, выходы которого подключены к входам регистра сдвига и к входу кодера, и два канала формирования фазомодулированных сигналов, каждый из которых состоит из цифро-аналогового преобразователя огибающей, входы и выход которого соединен соответственно с выходами регистра и с входом аналогового сумма" тора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения скорости пею .щ редачи, введены последовательно соединенные Формирователь импульсов и коммутатор, второй вход которого соединен с дополнительным выходом Формирователя синхронизирующих импульсов, с третьимвходом коммутатора и с одним входом формирователя импульсов, другие входы которого соединены с выходами кодера и,с дополнительным выходом генератора импульсов, а в каждый из каналов Формирования Фазомодулированного сигнала введены последовательно соединенные ;дискретный сумматор и модулирующий ,делитель частоты, нри этом выход предварительного делителя частоты подключен к первым входам дискретных у сумматоров, вторые входы которых соединены с первыми выходами коммутатора, вторые выходы которого подключены к вторым входам модулирующих делителей частоты, причем выходы одР% ного из модулирующих делителей час- р тоти подключены к соответствующим входам другого модулирующего делителя частоты, выходы которого соеди- .нены с дополнительным входом одного цифро-аналогового преобразователя огибающей и с соответствующими входами одного модулирующего делителя . частоты, соответствующий выход кото:рого подключен к дополнительному входу другого цифро-аналогового пре- образователя огибающей.Изобретение относится к техникесвязи и может использоваться в уст-ройствах передачи данных для формирования сигналов с относительной фазовой модуляцией (ОФМ) любой кратности.Известно устройство для гередачи . 5сигналов с ОФИ, содержащее последовательно соединенйые генератор импульсов, предварительный делительчастоты, сумматор, модулирующий де"литель частоты, регистр сдвига, фор" 10мирователь огибающей, фильтр нижнихчастот (ФНЧ), а также источник двоичных данных, соединенный своими выходами с формирователем дополнительНЫХ ИМПУЛЬСОВу ВЫХОД КОТОРОГО ПОД 5ключен к второму входу сумматора,при этом второй выход генератора им=пульсов соединен с формирователемдополнительных импульсов, а вход синхронизации регистра сдвига подключенк промежуточному выходу предварительного делителя частоты ( 1)Недостатком данного устройстваявляется низкая точность Формирования огибающей посылок, а следовательно, низкая точность формированияспектра выходного фазомодулированногосигнала.Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для передачи сигналов с ОФМ, 30содержащее последовательно соединенные генератор импульсов и предварительный делитель частоты, регистрсдвига, аналоговый сумматор, выходкоторого подключен к входу ФНЧ, фор" 35мирователь синхрониэирующих импульсов,выходы которого подключены к входамрегистра сдвига и к входу кодера, идва канала формирования фазомодулированных сигналов, каждый из которых 40состоит из цифро-аналогового преобразователя огибающей, входы и выходкоторого соединены соответственно свыходами регистра сдвига и с входом,аналогового сумматора 1.2,Однако известное устройство имеет:низкую скорость передачи.Цель изобретения - повышение скорости передачи.Для этого в устройство для передачи сигналов с ОФМ, содержащее последовательно соединенные генераторимпульсов и предварительный делитель частоты, регистр сдвига, аналоговый сумматор, выход которого подключен к входу ФНЧ, формирователь 55,синхрониэирующих импульсов, выходыкоторого подключены к входам регистра сдвигаф и к Ъходу кодера, идва канала. формирования .Фазомодулированных сигналов, каждый иэ которых 60состоит из цифро-аналогового преобразователя огибающей, входы и выходкоторого соединены соответственно свыходами регистра сдвига и с входоманалогового сумматора, введены по следовательно соединенные формирователь импульсов и коммутатор, второй вход которого соединен с дополнительным выходом формирователя синхронизирующих импульсов, с третьим входом Коммутатора и с одним входом формирователя импульсов, другие входы которого соединены с выходами кодера и: с дополнительным выходом генератора импульсов, а в каждый из каналов формирования фазомодулированного сигнала введены последовательно соединенные дискретный сумматор и модулирующий делитель частоты, при этом выходпредварительного делителя частоты подключен к первым входам дискретных сумматоров, вторые входы которых соединены с первыми выходами коммутатора, вторые выходы которого подключены к вторым входам модулирующих делителей частоты, причем выходы одного из модулирующих делителей частоты подключены к соответствующим входам другого модулирующего делителя частоты, выходы которого соединены с дополнительным входом одного цифроаналогового преобразователя огибающей и с соответствующими входами одного модулирующего делителя частоты, соответствующий выход которого подключен к дополнительному входу другого цифро-аналогового преобразователя огибающей.На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предложенного устройства; на фиг. 2 - эпюры напряжений, поясняющие его работу.Устройство для передачи сигналов с ОФМ содержит кодер 1, формирователь2 импульсов, коммутатор 3, генератор4 импульсов, предварительный делитель5 частоты, два канала б и 7 Формирования фазомодулированных сигналов,каждый из которых состоит из дискретного сумматора 8, модулирующего делителя 9 частоты и цифро-аналогового преобразователя 10 огибающей, формирователь 11 синхронизирующих импуль" сов, ФНЧ 12, аналоговый сумматор 13, регистр 14 сдвига.Устройство работает следующим образом.С выхода предварительного делителя 5 частоты на первые входы дискретных сумматоров 8 обоих каналов б и 7 поступает сигнал с частотой 2 щН (фиг. 2 д), где 1 Н - частота несущего колебания на выходе устройства; Ю -число разрядов в каждом из модулирующих делителей 9 частоты, равное кратности модуляции. В результате деления частоты сигналов, поступающих с выходов дискретных сумматоров 8 обоих каналов 6 и 7, модулирующими делителями 9 частоты, на выходах последних Формируются сигналы с частотой 1 н.Входная последовательность двоичных данных поступает на вход кодера 1, где онас помощью синхронного с ней сигнала, поступающего из формирователя 11 синхронизирующих импульсов, разделяется на группы по три символа - трибиты, которые в параллельном коде поступают со скоростью, меньшей исходной в три раза, На управляющие входы формирователя 2 импульсов. На синхрониэирующий вход последнего с формирователя 11 синхронизирующих импульсов поступают синхронные тактовые импульсы(фиг.2 р) с периодом Т, равным периоду поступления трибитов При поступлении каждого тактового импульса (Фиг.2 ф формирователь 2 импульсов формирует из сигнала, приходящего с выхоДа генератора 4 импульсов,пачку импульсов(фиг.2) Частота импульсов в пачке должна в 20 несколько раз превышать частотущг2 1 . Ее величина является одним из факторов, определяющих длительность процесса модуляции, а следовательно, и величину искажений посы лок фаэомодулированного сигнала. Чем больше частота импульсов в пачке, тем короче процесс модуляции, тем меньше искажения посылок. На фиг. 2 6 эта частота взята равной 321. ЗО Фронты импульсов в пачке не должны совпадать с Фронтами импульсов на выходе предварительного делителя 5 частоты (фиг. 2 о), Количество импульсов в пачке определяется комбинацией двоичных символом в трибите.Сигнал с выхода формирователя 2 импульсов (Фиг. 23) поступает на один из сигнальных входов коммутатора 3, на другой сигнальный вход которого подаются упомянутые тактовые 40 импульсы (фиг,20), которые подаются также на его управляющий вход. Коммутатор 3 осуществляет попеременное подключение выхода Формирователя 2 импульсов и выхода формирователя 11 45 синхронизирующих импульсов к каналамб и 7 формирования фазомодулированных сигналов. В одном состоянии коммутатора 3 сигнал с выхода Формирователя 2 импульсов проходит на второй 5 О вход дискретного сумматора 8 канала б, а тактовый импульс с выхода Формирователя 11 синхронизирующих импульсов приходйт на вход записи модулиру" ющего делителя 9 частоты этого же канала б (Фиг. 2 г). В другом состоянии коммутатора 3 указанные сигналы поступают соответственно на вто" рой вход дискретного сумматора 8 канала 7 и вход записи модулнрующего делителя 8 частоты этоГо же канала 6 О (фиг. 2 М) . Таким образом, на входах записимодулирующих делителей 9 частотыобоих каналов действуют последовательности коротких импульсов с пери-.одом 2 Т и сдвинутые друг относитель"но друга на интервал Т (фиг. 2, и.).,Период поступления-пачек дополнитель:ных импульсов в каждый из каналовтакже равен 2 Т.Фазовая модуляция сигнала, например, в канале б осуществляется следующим образом.Коротким импульсом, поступающимО с выхода коммутатора 3 на вход записи модулирующего делителя 9 частотыканала 6 (фиг. 2 д), производится перазапись состояний разрядов модули,рующего делителя 9 частоты канала 7,(фиг. 2 Л,м; й) в соответствующие егоразряды (фиг. 2 Юдс,), т.е. происходит предварительное фазированиесигналов на выходах обоих модулирую.щих делителей 9 частоты (Фиг. 2, НЗатем пачка импульсов с выхода формирователя 2 импульсов (фиг. 2 Щ через коммутатор 3 поступает на второйвход дискретного сумматора 8 каналаб, сигнал с выхода которого (Фиг.2 д)поступает на счетный вход модулирующего делителя 9 частоты этого же.канала. За счет дополнительних импульсов сигнал на выходе последнего(фиг. 2 Ъ) приобретает определенныйсдвиг Фазы по отношению к сигналуна выходе модулирующего делителя 9частоты канала 7 (Фиг. 2 н).Для трехкратной ОФМ необходимыесдвиги Фазы 45,90,135,180,225,270,315 ф осуществляются посредством соответственно одного, двух, трех, четырех, пяти, шести, семи дополнительных импульсов. На Фиг. 2 показано получение фазового сдвига 270(-90 ф) в канале 6 с помощью шестидополнительных импульсов.Также производится фазовая модуляция в канале 7. Импульсом, поступающим с выхода коммутатора .3 на входзаписи модулирующего делителя 9частоты канала 7 (фиг. 2 о,) в егоразряды (фиг 2 л,м,н), производитсяперезапись состояний. разрядов модулирующего делителя 9 частоты канала6.(фиг. 26,ж,ф . Затеи в сигнал свыхода предварительноге делителя 5частоты (Фиг. 2 д) с помощью дискретного сумматора 8 каналавводятсядополнительные импульсы с выходакоммутатора 3. Сигнал с выхода этого дискретного сумматора 8 (фиг. 2 к)поступает на счетный вход модулирующего делителя 9 частоты канала 7,сигнал на выходе которого (фиг. 2 н)приобретает определенный сдвиг поотношению к сигналу на выходе модулирующего делителя 9 частоты канала 6(Фиг. 2). На Фиг. 2 показано получение сдвига 45 ф в канале 7 с помощью одного дополнительного импульса.В результате на выходах модули Рующих делителей 9 частоты обоих ка 1030992налов б и 7 образуются Фазомодулированные сигналы с частотой несущейи с длительностью посылок 2 Т,Границы посылок на выходах одногомодулирующего делителя 9 частотысовпадают, с середииами посылок навыходе другого модулирующего делителя 2 частоты, а фаза несущей в посылках на выходе одного модулирующего делителя частоты модулируетсяотносительно Фазы несущей в посылкахна выходе другого модулирующего делителя 9 частоты.Сигналы с выходов модулирующихделителей 9 частоты обоих каналов 6и 7 поступают на входы цифро-аналоговых формирователей 10 огибающей,которые формируют огибающую посылок,на интервале, равном 2 Т, и управляют ся сигналами с противофазных группвыходов регистра 14 сдвига. На информационный вход последнего с Формирователя 11 синхронизирующих импульсов поступает сигнал в виде меандра с периодом 2 Т, синфазный с тактовыми импульсами, а частота импульсов на синхронизирующем входе регистра сдвига н количество разрядов в нем определяются требуемойточностью формирования огибающей.Каждый цифро-аналоговый преобразователь 10 огибающей преобразует поступающий с модулирующего делителя 9частоты сигнал таким образом, чтоФорма огибающей каждой фазомодулированной посылки вместо прямоугольнойстановится скругленной по определенному закону. Это преобразование осуществляется путем логического перемножения сигнала, поступающего с выхода модулирующего делителя 9 частоты, с сигналами с выходов разрядов 40регистра 14 сдвигаи последующеговзвешенного суммирования полученныхпроизведений, Так как формированиеогибающей производится цифро-аналоговым методом, то ее скаты имеют ступенчатый характер. Огибающие посылоксигналов на их выходах равны нулюна границах посылок и максимальны вих серединах, причеМ максимумы огибающей сигнала на выходе одного канала (6 или 7) формирования Фазомодулированных сигналов совпадают сминимумами огибающей на выходе другого канала (б или 7) формированияфаэомодулированных.сигналов, а длительности посылок по-прежнему рав,ны 2 Т.11. На выходе аналогового сумматора13;за счет взаимного наложения сигнадон с выходов обоих каналов б и 7 б 0.образуется модулированный по фазе, всоответствии с принципом относитель-.ности, .сигнал с частотой 1 н с дли.тельностью,посылок, равной Т, и соспектром .:.апределяемым формой оги" 65 бающей. ФНЧ 12 подавляет продукты преобразований высших порядков.В случае необходимости формирования сигнала, например, с прямоугольным спектром, которому соответствует огибающая с эффектной длительностью, превышающей 2 Т, для повышения точности Формирования можно применить многоканальное построение предложенного устройства, причем число параллельных каналов М должно быть равно числу периодов тактового колебания, укладывающихся на интервале формирования огибающей, Регистр 14 сдвига также должен быть М-тактным и иметь К групп выходов, а коммутатор 3 должен иметь Н пар выходов, и соответственно, М положений.Предложенное устройство и известное примерно одинаковы по сложности для случая формирования сигнала с двукратной ОФМ. Для формирования сигнала с трехкратной ОФМ известное устройство должно содержать блоки памяти на три бита, имеющие три входа, три выхода и вход синхронизации, Формирователь восьми фаз, восьмивходовые коммутаторы фаз с тремя управляющими входами и одним выходом. В результате число. связей в известном устройстве значительно больше числа связей предложенного устройства, причем эта разница еще более значительна для четырехкратной ОФМ.. Количество связей в известном и предложенном устройствах для сравнения можно определить как число входов всех функциональных узлов, кроме Формирователей огибающей, регистра сдвига, аналогового сумматора и ФНЧ, которые одинаковы в обоих устройствах. Результаты подсчета количества связей для известного и предложенного устройств соответственно таковы," для двукратной ОФМ в 26 и 22 для трехкратной ОФМ - 39 и 23, для четырехкратной ОФМ - 60 и 28 связей.С другой стороны, результат сравнения по сложности блоков, применяемых в известном и в предложенном устройствах, с учетом их исполнения на базе современных Микросхем, например, 155-й серии, также показывает преимущество последнего. Так формирователь импульсов и модулирую" щие делители частоты предложенного устройства по сложности примерно одинаковы соответственно с кодером относительности и.коммутаторами фаз известного устройства. Однако дискретные сумматоры и коммутатор предложенного устройства значительно проще соответственно блоков памяти на три бита и Формирователя восьми фаз известного устройства, Эта разница становится более значительной для случая формирования четырехкратной ОФМ.1030992 Фиа 1 НИИПИ Заказ 5235/58 Тираж 677 Подпис Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул,Проектная Предложенное устройство также, . как и известное, позволяет преимущественно с помощью элементов дискретной техники получить сигнал с ОФМ любой кратности с заданной формой спектра непосредственно на несущей канала тональной частоты, причем для этого не требуется жесткой связи частоты несущего колебания со скоростью модуляции. Однако для случая Формирования сигнала с трехкратной ОФМ предложенное устройство значительно проще известного, причем разница в сложности устройств обоих типов становится еще более значительной при формировании сигнала с четырехкратной ОФМ, а также для случая их многоканального построения.Таким образом, преимуществом предлагаемого устройства по сравнению с известным является повышение скорости передачи сигналов с ОФМ.