Способ совместной передачи и приема цифровых и аналоговых данных

.Вф СУДАРСТВЕННЫЙ МОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬПИЯПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ СОВМЕСТНОЙ ПЕРЕДАЧИ ИПРИЕМА ЦИФРОВЫХ И АНАЛОГОВЫХ ДАННЫХ(57) Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано длясовместной передачи цифровых и аналоговых данных,по каналам связи винтегрированных локальных цепях,Целью изобретения является повьппение помехоустойчивости и пропускнойспособности, Суть способа, заключаетсяв передаче амплитуды аналогового сигнала как разности между амплитудойцифрового сигнала и текущим абсолютным значением аналогового сигнала.Устройство для осуществления способасодержит блок 1 передачи, компаратор2, выпрямитель 3, модулятор 4, блок5 управления, источник-приемник 6цифровых данных, блок 7 приема, усилитель-ограничитель 8, синхронныйнакопитель-демодулятор 9, блок 10 вычитания, выход 11 аналоговых данных, 1644395Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано длясовместной передачи цифровых и аналоговых данных по каналам связи в интегрированных локальных сетях.Целью изобретения является повышение помехоустойчивости и пропускной способности.На фиг. 1 приведена структурная 10схема устройства, реализующего способ; на фиг 2 - структурная схемаблока управления; на фиг, 3 - временные диаграммы, поясняющие работуустройства в режиме передачи, на 15Фиг. 4 - временные диаграммы, иллюстрирующие работу устройства в режимеприема.Устройство содержит блок 1 передачи, компаратор 2, выпрямитель 3, модулятор 4, блок 5 управления, источник-приемник 6 цифровых данных, блок7 приема, усилитель-ограничитель 8,синхронный накопитель-демодулятор 9,блок 10 вычитания и выход 11 аналоговых данных,Блок 5 управления (Фиг, 2) содержитузел 12 управления передачей, содержащий мультиплексор 13, первый сдвиговый регистр 14, первый дешифратор 3015 управляющих символов, первый триггер 16, первый счетчик 17, преобразователь 18 манчестерского кода, узел19 управления приемом, включающий всебя второй триггер 20, дешифратор21 манчестерского кода, ключ 22,второй счетчик 23, третий триггер24, второй дешифратор 25 управляющих символов и второй сдвиговый регистр 26.40Устройство работает следующим образом,Передача аналоговых данных возможна после передачи в цифровом видеуправляющего сигнала, разрешающегопередачу аналогового сигнала.Передаваемые цифровые данные и управляющие символы с выхода источникаприемника б цифровых данных черезблок 5 управления поступают одновременно на вход мультиплексора 13и на информационный вход первогосдвигового регистра 14 (Фиг. 2).Мультиплексор 13 передает цифровыеданные на информационный вход преобразователя 18. Одновременно с выхода источника-приемника б на тактовые входы первого сдвигового регистра 14, первого счетчика 17 и преобразователя 18 подаются синхроимпульоы.Фазоманипулированный двухполярный сигнал на выходе преобразователя18 имеет вид, показанный на фиг. Зд,При нулевом сигнале на выходе строба разрешения передачи выборки аналогового сигнала блока 5 сигнал свыхода преобразователя 18 поступаетна модулятор 4, который пропускаетцифровые данные без дополнительноймодуляции на выходную шину,Аналоговый сигнал с входной шины(Фиг. За) поступает одновременнона вход выпрямителя 3 и компаратора 2,Двухполупериодно-выпрямленныйсигнал (фиг, Зб) с выхода выпрямителя 3 подается на вход модулятора 4,но модуляция разрешается толькопосле выдачи строб-импульса разрешения (фиг, Зг) блоком 5 управления.Сигнал с выхода компаратора 2(фиг, Зв), используемый для манипуляции фазой выборки, поступает навход блока 5 управления.Манипуляция фазы выборки происходит после выдачи строб-импульсовразрешения, которые, в"свою очередь,вырабатываются первым счетчиком 17только после передачи управляющегосимвола разрешения передачи аналогового сигнала,После передачи данного управляющего символа он в параллельном видевыделяется на первом сдвиговом регистре 14 сдвига, первый дешифратор 15управляющих символов дешифрирует символ и устанавливает первый триггер16 в единичное состояние, что вызывает запуск первого счетчика 17,который через интервал дискретизацииТр, включающий целое число бит цифрового сигнала (тактов), выдает стробимпульсы разрешения передачи выборкианалогового сигнала (фиг. Зг) до.передачи управляющего символа отбоя.Строб-импульсы являются также сигнаГлом прерывания для передачи цифровыхданных, который подается по соответствующей шине группы выходов в источник 6.Строб-импульсы разрешения переда 4чи выборки аналогового сигнала с выхода блока 5 управления поступаютна вход разрешения модулятора 4 исоответственно - на управляющий входмультиплексора 13, который подклю5 6ются на вход источника-приемника 6цифровых данных.После .приема управляющего символа,разрешающего прием аналогового сигнала, он также как в узле 12 управления передачи, в узле 13 управленияприема в параллельном виде выделяется на втором сдвиговом регистре 26,второй дешифратор 25 управляющихсимволов дешифрирует символ и устанавливает третий триггер 24 в единичное состояние, что вызывает за"пуск второго счетчика 23, которыйчерез интервал дискретизации, включающей целое число бит принимаемогоцифрового сигнала, выдает стробимпульс разрешения приема, являющиеся одновременно сигналом прерывания приема цифровых данных, тактовым сигналом для второго триггера20, Формирующего знак полярностивыборки аналогового сигнала и сигнал управления ключом 22. Сформированный двухполярный строб-импульсприема-выборки аналогового сигналаприведен на фиг. 4 в.В синхронном накопителе-демодуляторе 9 во время приема-выборкипроисходит перемножение строб-импульсов приема-выборки и входногосигнала выборки, а также хранениеполученного сигнала до следующейвыборки (фиг. 4 г), Сигнал с выходасинхронного накопителя-демодулятора9 подается на вход блока 10 вычитания, выполненного на двух дифференциальных усилителях с единичньм усилением, на выходах которых получается соответственно напряжение+ +Б = У - Уб и Б= бц где 0 - напряжение на выходе первогодифференциального усилителя;0 - напряжение на выходе второго2дифференциального усилителя;У - амплитуда положительной поМлуволны огибающей;Б - амплитуда отрицательной полуЦволны огибающей;П - амплитуда выборки,(с учетомЬзнака полярности),Таким образом, на входе блока 10преобразованное напряжение (фиг, 4 д)дискретных отсчетов, пропорциональноенапряжению аналогового сигнала, а навыходе при достаточной дискретизациивосстанавливается исходное аналоговоесообщ.ние (Фиг. 4 е),164439 30 40 1/Сформированный комплексный сигнал цифровых и аналоговых данных (фиг. Зе) с выхода модулятора подается в ка нал связи, Принимаемые цифровые данные в манчестерском коде поступают с канала связи в блок 7 приема (Фиг. 4 а), на вход усилителя-ограничителя 8, с выхода которого подают ся на вход дешифратора узла 19 управления приемом. С выхода дешифратора цифровые данные в последовательном коде и синхроимпульсы пода 5чает выход компаратора 2 к входу преобразователя 18 на время одного бита цифрового сигнала. За время действия строб-импульса разрешения (фиг, 3 г,д) на выходе преобразователяб 5 18 формируется фазоманипулированный сигнал (фиг. Зд), аналогичный сигналу цифровых данных и соответствующий логической единице при единичном выходе с компаратора 6, что соответствует знаку полярности аналогового сигнапа "плюс" или отсутствию (паузе) аналогового сигнала Й,3 Е 3 Ь (на фиг Зд) и соответствующий логическому нулю при знаке полярности аналогового сигнала "минус" ййь (ФигЗд).За время действия строб-импульса разрешения передачи выборки анало гового сигнала аналоговый сигнал (фиг. Зб), поступающий с выхода выпрямителя 3 на первый вход модулятора 4, осуществляет модуляцию (дополнительную) фазоманипулированного 25 сигнала (фиг. Зд), поступающего с соответствующего выхода блока 5 на второй вход модулятора 4, причем амплитуда двухполярного импульса выборки на выходе модулятора 4 (Фиг. Зе) определяется как разность БЗ = Оц - /04/, при этом 04Б где БЬ - амплитуда двухполярного импульса на выходе модулятора; Ув амплитуда двухполярного импульса цифрового сигнала; /П/ - текущее абсолютное значение аналогового сигнала (после двухполупериодного выпрямителя 3).Таким образом, модулятор 4 осуществляет обратную модуляцию. т.е. чем больше амплитуда аналогового сигнала, тем меньше амплитуда выходного двухполярного импульса, так как амплитуда цифрового сигнала по стоянка, 1644395Все управление соединением иразъединением, разрешением и запретомпередачи и приема аналоговых сигналовосуществляется цифровыми управляющимисимволами, При разрешении аналоговых5данных и отсутствии цифровых данныхпередаются символы синхронизации.Формула изобретенияСпособ совместной передачи и приема цифровых и аналоговых данных, заключающийся в том, что на передаче аналоговым сигналом модулируют циф 15 ровой сигнал, а на приеме разделяют цифровой и аналоговый сигналы путем снятия дополнительной модуляции, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и пропускной способности, на передаче аналоговый сигнал дискретизируют во времени с помощью двухполярных импульсов в течение как минимум периодаодного бита цифрового сигнала, причемамплитуда двухполярного импульса определяется как разность между амплитудой цифрового сигнала и текущим абсолютным значением аналогового сигнала, а текущий знак аналогового сигнала кодируют в выборке и такте кодирования цифрового сигнала данных, ана приеме выделяют импульсы дискретизации аналогового сигнала путем стробирования с синхронной демодуляциейи накоплением, восстанавливают исходный уровень аналогового сигнала,определяя разность между амплитудойпринимаемого цифрового сигнала и текущим значением демодулированного аналогового сигнала с учетом демодулированного в цифровом приемном устройстве знака аналогового сигнала.. Бандар Техред . Л.Сердюкова Корректор М. Демчик едакто роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101 Заказ 1248 Тираж 393НИИПИ Государственного комитета113035, Москва,Подписноео изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС35, Раущская наб., д. 4/5