Устройство для различения частотных сигналов

/46) С 08 2 С 06 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОП(РПРИ ГКНТ СССР 5",.ИЯЗВЯ;,"гц ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Е о,; 9. :Ас",2ретения - повышение достовер различных частотных сигналов, ройство содержит полосовой ф Фильтр 2 сигнального канала, 3 опорного канала, формироват пульсов 4, формирователь инфо онных импульсов 5, формироват волов 6, четыре дешифратора 7 и 10, генератор импульсов зЪп ния 11, элемент НЕ 12, два кл и 14, дифференцирующий элемен одновибратор 16, элемент ИЛИ счетчика 18,19 и 20, вычитат и регистр 22. 1 табл. 1 ил. о СССР 1980. НИЯ ЧАС теле-. едачи инель изоб" 17., трель 21 Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗЛИТОТНЫХ СИГНАЛОВ(57) Изобретение относитсмеханическим устройствамформации по каналам связи ностиУстильтр 1,фильтрель имрмациель сим,8,9олнеюча 13т 15,3 150824Изобретение относится к областителемеханических устройств передачицифровой информации по каналам связи1 и может быть использовано для постро" 5ения телемеханических устройств передачи информации в системах управления.с ЦВМ.Цель изобретения - повышение достоверности различения частотных сигналов,На чертеже представлена функционапьная схема устройства.Устройство содержит полосовойусилитель 1, Фильтр 2 сигнальногоканала, фильтр 3 опорного канала,формирователь 4 импульса, формироватейь 5 информационных импульсов, формирователь 6 символов, четыре дешифратора 7-10, генератор 11 импульсовзаполнения, элемент НЕ 12, два ключа13 и 14, дифференцирующий элемент 15,одновибратор 16, элемент ИЛИ 17, трисчетчика 18-20 вычитатель 21 и ре-Э25гистр 22,Устройство работает:следующимобразом.Напряжение посылки, состоящей из15 периодов сигнальной частоты Г;поступает с канала связи на вход полосового усилителя 1, Проходя черезфильтр 2 сигнального канала, напряжение этой частоты сдвигается на некоторый угол ц , а через Фильтр 31опорного канала - на угол. На выходе вычитателя 21 разность фазпредставляется временным интервалом,длительность которого , пропорциональна разности Фазовых сдвиговЧ, - 8 ", 4 Ч, При измерении фазового40сдвига двух синусоидапьных напряжений в качестве характерных моментовобычно выбирают моменты переходасинусоидальных напряжений через нулевые уровни. Фазовый сдвиг преобразуется во временной интервал, а дляполучения числового эквивалента осуществляется преобразование этого временного интервала в цифровой код.С выхода усилителя 1 это же напряжение поступает на вход формирователя 4 импульсов и из периодов посылки формируются импульсы, которые подсчитываются счетчиком 19, Счетчиквыполняет следующие Функции, а имен". 55но: определяет момент измерения раз-,ности фаз 1 ц после нарастания достаточной амплитуды сигнала на выходе 14фильтров 2 и 3; позволяет многократно производить на интервале длительности посылки измерения разности Дц,т.е; выдавать сигнал на измерение от-,рицательного импульса Г и положительного импульса Т - 7 (Т - пеРиод частоты посыпки) после подсчета 8-15периодов частоты", посредством дешифратора 8 после различения сигналаустанавливать в "О" счетчик 19.Дешифрация состояния триггеровэтого счетчика производится дешифратором 9, напряжение на первом выходекоторого соответствует фиксации 8периода, на втором 9, на третьем 10четвертом 11, пятом 12 восьмом -15 периода.Уровни, соответствующие фиксированным номерам периодов на выходедешифратора 9, поступают на вход Формирователя 5 информационного импульса. На этот .же формирователь поступа"ют информационные импульсы с вычитателя 21. С выхода формирователя 5информационньп временной интервал отрицательной полярности поступаетна три тракта: тракт измерения отрицательного информационного временного интервала, образованный первымключом 13, генератором 11 импульсовзаполнения, счетчиком 18 и дешифратором 7;тракт измерения проверочныхвременных интервалов, образованныйэлементом НЕ 12, вторым ключом 14,элементом ИЛИ 17, счетчиком 20, дешифратором 10; тракт установки в "0"счетчиков 20 и 18, образованный дифференцирующим элементом 15 и одновибратором 16,В тракте измерения отрицательноговременного интервала Я с выхода Ьовмирователя 5 этот интервал поступаетна второй вход ключа 13, На первыйвход ключа 13 поступают импульсы сгенератора 11 заполнения импульсов(частота 1 МГц, С выхода ключа.13импульсы поступают на счетный входсчетчика 18, в котором будет зафиксировано числб, являющееся числовымэквивалентом информационного интервала, пропорционального разности Фазовых сдвигов.В зависимости от числа номерачастотной посылки дешифратор 7 выдаст уровни на информационные входыформирователя 6 символов, Эти уровни являются признаками передаваемыхвосьмеричнь 1 х символов,241 6вов в канале связи, Частотная посылка, состоящая из 15 периодов сигнальной частоты Гэ = 2830 Гц, поступает с канала связи на вход полосового усилителя 1Усиленный до нужного уровня сигнал поступает на вход фипьтров 2 и Э сигнального и опорного каналов. При прохождении через фильтр 2 напряжение этой частоты сдвигается на угол ц,= 350 О, а через Фильтр Эа угол (Р = 222 . На выходе вычитаеля 21 разность фаз Ч; ц представяется временным интервалом, длитель"ость кдторого пропорциональна разости фазовых сдвигов ц - ц = 350 -о оЙ22 = 128 . На частотах 2700000 Гц длительности периода нахоится на интервале 370333 мкс. оэтому можно положить, что сдвигоа 1 соответствует длительности 1 мкс, и тогда разность Фаз дц =128 ф соответствует 128 мыс, Приаполняющей частоте 1 ИГц - 128 имльсам. Информационный интервал,оответствующий 8 периоду частотной ссылки, длительность которого проорциональна разности фазовых сдвиов, поступает на информационный ход формирователя 5 информационных мнульсов. На управляющие входы форователя 5 с дешифратора 9 поступат импульсы в момент фиксации счет- иком 19 8-15 периодов посылки, С выода формирователя 5 информационных мпульсов информационный интервал трицательной полярности дпительостью 128 мкс поступает на второй ход ключа 13 и разрешает прохождение мпульсов заполнения с генератораимпульсов заполнения на счетный ход счетчика 18 и первый вход элеента ИЛИ 17. В зависимости от длиельности информационйого (управляюего 7 интервала на счетный вход счет- иков 20 и 18 поступит число импульов, пропорциональное его длительости, т.е. 128, Посредством дешифатора 7 число 128 дешифрируется иа формирователь 6 символов поступят ровни, используемые для записи в ыходной регистр 22 восьмеричного имвола 3, т.е. 011, Запись в выходой регистр 22 символа 3 осуществитя при поступлении на управляющие ходы формирователя 6 разрешающих ровней с дешифратора 10, а зто про зойдет следующим образом. 1508 В тракте измерения проверочного положительного временного интервала Г с выхода формирователя 5 этот интервал поступает на элемент НЕ, 12 и цалее на первый вход ключа 14, На второй вход ключа 14 поступают импульсы с генератора 11. С выхода ключа 14 проверочные импульсы поступают на второй вход элемента ИЛИ 17. На О первый его вход с ключа 13 поступают импульсы заполнения. С выхода элемента ИЛИ 17 импульсы заполнения И проверки поступают на счетный вход счет- л чика 20. Счетчики 20 и 18 одновремен но подсчитывают импульсы заполнениян отрицательного информационного вре 2 менного интервала, число которых пропорционально номеру частотной посылки, после чего дешифратор 10 выдает 20 П разрешающие уровни на управляющиен входы формирователя 6 символов.Положительная часть периода с длительностью , пройдя через элеэ мент НЕ 12, поступает на первый вход 25 пу ключа 14 и число импульсов заполне- с ния, пропорциональное длительностип Г, поступает через второй вход элеи мента ИЛИ 17 на счетный вход счетчика 20, К имеющимся в счетчике импуль в сам заполнения, пропорциональными добавляются .импульсы, число которых мир пропорционально положительной частию Г. Таким образом, в счетчике 20 буч дет зафиксировано число импульсов, пропорциональное , - 7, т. е. длии тельности периода. В узком диапазоне о различаемых частотных сигналовн (27003000 Гц)длительность периода составляет (350+16) мкс. При достиже и нии определенного числа импульсов 1 (350+16) дешифратор 1 О выдаст разре- в шающие уровни на управляющие входым формирователя 6 символов, с помощьют которого осуществляется запись при-. 45 нятого символа в выходной регистр 22. чПри различении 8 частот в интерва- с ле 27003000 Гц частоты соответн ствующие им символы восьмеричные, р символы двоичные, разности фазовых 50 н сдвигов пропорциональные им вре- У менные йнтервалы 8, и , числов счетных импульсов в счетчиках 20с и 18 распределяются следующим обран зом (см. таблицу) . 55Рассмотрим на примере различения в частоты й .в . 2830 Гц (восьмеричный У символ 3) работу устройства при от- и сутствии импульсных помех и переры 1508241С выхода формирователя 5 информационных импульсов проверочный интервал положительной полярности длительностью 222 мкс поступает на элемент НЕ 12, где инвертируется и подается на первый вход ключа 14, что разрешает прохождение импульсов заполнения на второй вход элемента ИЛИ 17 и далее на счетный вход счетчика 20. На счетный вход счетчика 20 поступит число импульсов, пропорциональное его длительности, т,е, 222. Но счетчик 20 уже зафиксировал число 128. Следовательно, на счетчике 20 будет сумма импульсов 128 + 222 = = 350. Наличие числа 350 дешифрируется дешифратором 1 О как достоверный прием и на управляющие входы формирователя 6 символов поступают разрешающие уровни, вследствие чего осуществляется запись символа 3 (011) в выходной регистр 22. Аналогячная процедура происходит при дешифрации дешифратором 9 остальных периодов, т.е. 9-15. При отсутствии помех на каждом новом измерении, начиная с, 9 и кончая 15 периодом, идет подтверждение записи в выходной регистр 22 восьмеричного символа. 3 (011). На 15 периоде задним фронтом положительного проверочного импульса пос" редством дифференцирующего элемента 15 и одновнбратора 16 устанавливаются в "0" счетчики 18 и 20.Рассмотрим на примере различения частоты 22990 Гц ( восьмеричный символ 7 ) работу устройства при наличии в канале связи импульсных помех, перерывов, Предположим, что помехой поражаются интервапы, соответствующие 10, 11 периодам (между ними, т.е, помеха захватывает оба периода и 13 и 15 периодам частотной посылки. В этом случае длительности информационных Г,и проверочных интервалов 8, полученных при фиксации 10,11,13,15 периодов, не будут пропорциональны номинальной разности фазовых сдвигов (для символа 7 это 304 ) и, следовательно, в счетчике 18 запишется не число 304, а дрУ,- гие числа, соответствующие другим символам. Тогда и в счетчике 20 запишется не число 350, а любое другое В этом случае дешифратор 10 не выдаст разрешающих уровней на управляющие входы формирователя 6 символов и в выходной регистр 22 на перно5 1 О 50ду первого ключа, через элемент НЕ -к первому входу второго ключа и че- .,55 рез последовательно соединенные диф"ференцирующий элемент и одновибраторк входам "Сброс" первого и третьего счетчиков, выход первого ключа цод-, д, . ключен к первому входу элемента ИЛИ,15 20 25 30 35 40 45 дах 10,11 и 13,15 записи символовне произойдет, На периодах 8,9,12,14 запись в счетчики 20 и 18 импульсов произойдет нормально, т. е. всчетчик 20 запишется 350 импульсов,в счетчик 8 - 304 импульса, Произойдет правильная дешифрация счетчиков20 и 18 и в выходной регистр 22 запишется восьмеричное число 7 (111); Формула изобретения Устройство для различения частотных сигналов, содержащее полосовой усилитель, вход которого является входом устройства, выход полосового усилителя подключен к входам фильтра сигнального канала и фильтра опорного сигнала, выходы которых подключены к первому и второму входам вычита- . теля соответственно, генератор импульсов заполнения, выход которого подключен к первому входу первого ключа, выход которого подключен к счетному входу первого счетчика, выходы которого подключены к входам первого дешифратора, регистр, дифференцирующий элемент, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности различения частотных сигналов, в него введены формирователь импульсов,два счетчика, три дешифратора, элемент НЕ, второй ключ, элемент ИЛИ, одновибратор, формирователь информационных импульсов и формирователь символов, выход полосового усилителя через формирователь импульсов подключен к счетному входу второго счетчика, выходы первой группы выходов которого подключены к входам второго дешифратора, выход которого подключен к входу "Сброс" второго счетчика, выходы второй группы выходов которого подключены к входам третьего дешифратора, выходы которого подключены к управляющим входам формирователя информационных импульсов, выход вычитателя подключен к информационному входу формирователя информационных импульсов, вы-,ход которого подключен к второму вхо9 1508241 10выход генер атора импульсов з аполне- того дешифратора, выходы первого и ния подключен к второму входу второ- четвертого дещифраторов подключены го ключа, выход которого подключен к информационным управляющим входам к втоРомУ входу элемента ИЛИ, вы- , 5 формирователя символов соответственход которого подключен к счетному но, выходы которого подключены к входу третьего счетчика, выходы ко- входам регистра, выходы которого явторого подключены к входам четвер- ляются выходами устройства. Часто- Символ ты, Гц восьме- ричный Символ Разности аз,Временной ин- тервал Число Число импул сов в двоичнапульль.гр со осыке тричетпропорц. ет 2аказ 5543/52 Тираж 668 НИИПИ Государственного комитета п 113035, Москва, Ж одписно ГКНТ СС зобретенням и открытиям пр Раушская наб., д. 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул, Гагарина,101 2710 2750 2790 2830 2870 2910 2950 2990 64 96 128 160 208 256 304 64 96 128 160 208 256 304 32 64 96 128 160 208 256 304 Временной интервал