Цифровой групповой приемник многочастотного кода

(51)5 Н 041 7 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ А ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСРВУ техническ Ч ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Куйбышевский электроинститут связи(54) ЦИФРОВОЙ ГРУППОВОЙ ПРИЕМНИК МНГОЧАСТОТНОГО КОДА(57) Изобретение относится к радиотехнике, Цель изобретения - повышение помехоустойчивости и упрощениецифрового группового приемника мно,801559431 А 1 2гочастотного кода, Он содержит блок задающих г-ров 1, коммутатор 2 адресов, блок оперативной памяти 3,формирователь 4 огибающей сигнала,эл-т ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5, эл-т ИЛИ б,счетчик-дешифратор 7 длины пачки,формирователь 8 знака пачки, формирователь 9 сигнала смены знака, блок задержки 10, счетчик-дешифратор 11 интервала между пачками, блоки 12 и 17 эл-тов И,блок счетчиков 13 среднего интервала, блок счетчиков 14 разноса частот, обнаружитель 15 кода и шифратор 16 кода, Цель достигается за счет осуществления одноканального приема многоканального сигнала,2 ил.Изобретение относится к радиотехнике и связи и может быть использовано в устройствах приема сигналов набора номера в спектре тональных частот, например, кодом "2 из 6",передаваемых в составе группового 32-канального цифрового потока со скоростью 1024 к бит/с с дельта-модуляцией и слоговым компандированием.Целью изобретения является повышение помехоустойчивости и упрощение устройства за счет осуществления одноканального приема многоканального сигнала, . 15На фиг,1 представлена структур-. ная электрическая схема цифрового гРуппового приемника многочастотного кода; на фиг2 - эпюры напряжений, поясняющие работу приемника. 20Приемник содержит блок 1 задаю" щих генераторов, коммутатор 2 адресов, блок 3 оперативной памяти,формирователь 4 огибающей сигнала,элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5, элемент ИЛИ 6,25 счетчик-дешифратор 7 длины пачки, формирователь 8 знака пачки, формирователь 9 сигнала смены знака, блок 10 задержки, счетчик-дешифратор 11 интервала между пачками, первый блок 30 12 элементов И, блок 13 счетчиков среднего интервала, блок 14 счетчиков разноса частот, обнаружитель 15 кода, шифратор 16 кода и второй блок17 элементов И.Приемник работает следующим образом.На вход приемника, а именно на вход данных блока 3, поступает групповой цифровой поток с тактовой частотой 1024 кГц, сформированный путем уплотнения 32 дельта-модулированных сигналов многочастотного кода со скоростью передачи 32 к бит/с на канал, Сигналы многочастотного кода "2 из 6" передаются при наборе номера ком" бинациями из двух частот ряда 700, 900, 1100, 1300, 1500 и 1700 Гц в диапазоне уровней порядка 30 дБ с возможным "перекосом" уровней близко отстоящих частот до 3 дБ и далеко отстоящих частот до 10 дБ. Всего может существовать 15 различных комбинаций кода, Дельта-отсчеты каждого из 32-каналов передаются в групповом цифровом потоке последовательно.Последовательность отсчетов группового цифрового дельта-потока запи" сывается в блок 3 по мере поступле" ния в соответствующие каждому каналу адреса, .Для формирования адресов используются сетки частот 512, 256, 128, 64, 32, 16, 8, 4, 2, 1, 0,5, 0,25 и О,25 кГц, вырабатываемые в блоке 1 из тактовой частоты 1024 кГц,Для цикловой синхронизации блока 1 на его второй вход поступает импульсная последовательность цикЛовой частоты 8 кГц.Время обработки отрезка двухчастотного сигнала не должно превышать 10 мс.Поскольку за время 8 мс должен завершиться полный цикл записи и считывания из блока 3 всей ранее записанной информации, каждый тактовый отрезок времени делится пополам. В первую половину времени происходит запись в блок 3 отсчета сигнала помере его поступления в реальном масштабе времени по адресу очередного канала, а во вторую половину времени - считывание из блока 3 другого отсчета сигнала по адресу другого канала, который в данный отрезок времени подлежит обработке.Для формирования нужных адресов блока 3 в режимах записи и считывания информации в приемнике используется коммутатор 2, управляемый по своему второму входу импульсами записи/считывания,В режиме считывания на выходе блока 3 появляется информация, записанная ранее по данному каналу, в видепачек 1 (импульсов длительностью0,5 мкс) с частотой 1024 кГц,либо в виде пачек О (отсутствия импуль,сов), либо в виде чередующихся импульсов и пауз (фиг,2 б)Как следует из фиг.2 а, б, областинарастания сигнала (положительнойпроизводной) соответствует пачка 1,области убывания сигнала (отрицательной производной) - пачка О, областиэкстремумов сигнала (малой производительности) - режим молчания - чередующихся последовательность импульсов и пауз,Величина ступеньки квантования(фиг;2 а) в дельта-кодере с адаптивным слоговым компандированием устанавливается за время адаптации 1 О мс,равное периоду основного тона речи.Адаптивный шаг определяется средниммодулем производной сигнала, котораяв свою очередь пропорциональна про 5 155изведению амплитуды сигнала на егочастоту. В промежутках между длинны 1ми пачками располагаются более короткие пачки 1 или О, а также знакочередующаяся последовательность 1 и 0(фиг.26),В случае двухчастотного сигнала(фиг.2 в) сигнал промодулирован какпо амплитуде, так и по частоте. Вобласти максимумов амплитуды частотная модуляция минимальная и соседниеинтервалы между нулями следуют сосреднеарифметической частотой.Амплитуднаяи частотная модуляпии сигнала происходят с разностной частотойбиений двух частот. Зная среднюю частоту и частоту биений, можнО определить неизвестные частоты кода ираспознать одну из 15-ти возможныхкомбинаций многочастотного кода.Из-за большого пик-Фактора двухчастотного сигнала в области минимумов огибающей шаг квантования оказывается завышенным что приводит кпотере информации ("провалу"), т,е,в этой области наблюдается режим молчания (Фиг.2 г).В результате области максимумовогибающей соответствуют длинные пачки 1 или О, средней области " болеекороткие пачки 1 или О, прерываемыечередующейся последовательностью 1 иО, области минимумов огибающей -практически полное отсутствие пачекили О и наблюдается только знакочередование (Фиг,2 д).Таким образом, вьделяя пачки, 1или О не короче заданной длины и измеряя интервалы времени между соседними длинными пачками, можно оценитьпериод высокочастотного заполнениясигнала в области максимумов огибающей, т.е. найти среднеарифметическуючастоту. Кроме того, измеряя интервалы времени между соседними "проваламиф сигнала в области минимумов огибающей, можно найти период разиост 1ной частоты биений,В приемнике счетчик-дешифратор 7длины пачки настроен на дешифрациюпачек длиной, не меньше 8.Выделение длинных пачек эквивалентно выделению максимальных значений огибающей, Напротив, выделениеобластей знакочередования 1 и О,гдепачки отсутствуют, равноценно вьделению минимальных значений огибающей,Обработка сигнала в области максиму 9431 мов огибающей способствует повышению помехоустойчивости приема,так как отношение сигнал/помеха в этой области максимально,В области минимумов сигнал практически отсутствует иобработке не подвергается, однако информация о периодичности минимумов ("провалов") позволяет найти разнос частот. С выхода блока 3 в режиме счнтывания цифровой дельта-поток (фиг.2 д),несущий информацию о сигнале данного канала, поступает на информационньщ вход формирователя 4, на тактовый вход которого подана последовательность тактовых импульсов,Формирователь 4 представляет собой В- триггер, на выходе которого возникает огибающая "пачек" импульсов (фиг,2 е)Элемент И/КЛЮЧАМЩЕЕ ИЛИ 5 вьделя" ет на своем выходе пачки разного зна 20 ка и не реагирует на пачки одногознака, Прн поступлении на входы разных логических уровней, на выходевозникает высокий уровень логическойединицы, который по второму входуэлемента ИЛИ 6 сбрасывает счетчикдешифратор У в ноль. По первому входу элемента ИЛИ б также происходит сброс в ноль счетчика-дешифра 30 ИЛИ 5. Как видно из диаграмм Фиг,2 е,ж,работа счетчика-дешифратора 7 разрешена в моменты времени, когда уровни фиг.2 е,ж, одинаковы и по входу установки нуля счетчика-дешифратора 7держится низкий уровень вплоть додостижения счетчиком кода заданной длины. В моменты времени, когда логические уровни (фиг,2 е,ж) разные, на входе установки нуля счетчика-дешифратора 7 поддерживается запрещающий высокий уровень, счетчик находится55. в состоянии нуля и счета импульсов не происходит.Благодаря такому построению схемы, на выходе формирователя 8 длительности импульсов получаются равными тора 7 при достижении на его выходекода, соответствующего заданной длине пачки. В момент достижения кодазаданной длины на выходе счетчикадешнфратора 7 возникает импульс,поступающий на тактовый вход формирователя 8, представляющего собой счетчик-делитель на 2. Сигнал с выхода 40 Формирователя 8 (Фиг.2 ж) поступаетна первый вход элемента ИСЮЮЧАЮЯЕЕинтервалам между соседними длиннымипачками импульсов противоположногознака, При этом длинные пачки импуль."сов одного и того же знака,прерываемые короткими пачками другого знака,на выходе Формирователя, 8 не фиксируются,Формирователь. 9 выделяет соответственно передние и задние Фронты импульсов с выхода формирователя 8 знака пачки фиг,2 з),В момент смены зйака пачки открывается один из элементов И первого блока 12, номер Которого К соответствует интервалу междупачками импульсов. Это обеспечивается счетчиком-дешифратором 11, насМетный вход которого поступают тактовые импульсы, В момент смены знака пачки через открытый К-й элементИ блока 12 информация со счетчикадешифратора 11 переписывается в одновременный счетчик блока 13,накапливающий число интервалов, содержащих К периодов тактовой частоты.йосле этого счетчик-дешифратор 11 обнуляется с выхода блока 10 импульсами(фиг,2 и),Одновременно с информацией о среднем интервале между пачками в счетчи Оках блока 14 накапливается информация о разностной частоте. Это достигается путем подсчета счетчикамиразноса частот числа провалов тойили иной длительности, Фиксируемыхна выходах того или иного открытогоэлемента И блока 17. Гаким образом,более длинные интервалы между пачками импульсов должны быть отнесенык провалам в области минимумов 4 Одвухчастотного сигнала фиг,2 в,г,Фиксируя длительности "провалов",открывающих элемент И блока 17 иподсчитывая их количество счетчиками блока 14, можно оценить разносчастот.Информация о среднем интервалемежду пачками с выходов блока 13 ио числе провалов заданной длительности с выходов блока 14 поступает вконце интервала времени анализа наобнаружитель 15. На одном из 15"тивыходов обнаружителя 15 появляетсявысокий логический уровень, поступающий на шифратор 16, В зависимости от адреса выхода об 55наружителя 15, на котором появился высокий уровень, счетчик1адреса шифратора 16 останавливается. При этом на выходе шифратора 16 устанавливается четырехразрядный двоичный код, соответствующий номеру одной из 15-ти передаваемых комбинаций.Формула изобретения Цифровой групповой приемник многьчастотного кода, содержащий блок задающих генераторов, блок счетчиков среднего интервала и блок счетчиков разноса частот, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышенияпомехоустойчивости и упрощения приемника за счет осуществления одноканального приема многоканального сигнала, введены коммутатор адресов,блок оперативной памяти, первый и второй блоки элементов И, обнаружитель кода, шифратор кода и последовательно соединенные формирователь огибающей сигнала, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ,элемент ИЛИ, счетчик-дешифратор длины пачки, формирователь знака пачки, формирователь сигналов смены знака, блок задержки и счетчик-дешифратор интервалов между пачками, первые и вторые выходы которого подключены к первым входам соответственно первого и второго блоков элементов И, вторые входы которых объединены и подключены к выходу формирователя сигналов смены знака, вход которого объединенс вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом счетчика-дешифратора длины пачки, тактовый вход которого объединен с тактовыми входами шифратора кода, счетчика-дешифратора ин" тервалов между пачками, формирователя огибающей сигнала, блока оперативной памяти и блока задающих генераторов, выходы которого через коммутатор адресов подключены к входам блока оперативной памяти, вход записи-считывания которого объединен с управляющим входом коммутатора адресов и подключен к первому управляющему выходу блока задающих генераторов, второй управляющий выход которого подключен к объединенным входамсброса блока счетчиков среднего ин"тервала, блока счетчиков разноса частот и шифратора кода, входы которого через обнаружитель кода подключены ксоответствующим выходам блока счетчиков среднего интервала и блока счетчиков разноса частот, причем выход блока оперативной памяти подключен квходу Формирователя огибающей сигнала.ректор А.Обруча дакто огули тирах Я 9венного комитета по изобрете 113035, Москва, 3-35, Раушск одписно осуда м и отк наб.,зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Укгород, ул. Гагарина, 10ЗаказВНИИПИ оставител ехред А,К ФиГ, Гижевцовчук ям при ГКНТ СССР5