Устройство для моделирования канала передачи дискретной информации

,8092551 А за) С 08 С 19/28 С 06 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ,Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) 1, Авторское свидетельство СССР У 516044, кл. С 06 С 15/36; 1974.2, Авторское свидетельство СССР Р 750518, кл. С 06 С 7/48, 1980 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВА-, НИЯ КАНАЛА ПЕРЕДАЧИ ДИСКРЕТНОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого подключен ко входу блока синхронизации и первому входу фазоимпульсного модулятора, выход блока синхрони-зации подключен ко входу генератора случайной последовательности, выход которого подключен к объединенным входам блока выделения переднего фронта импульса и блока выделения заднего фронта импульса, первые .выходы которых подключены к первым входам соответствующих регистров сдвига, первая группа выходов каждого из которых подключена к первой группе входов соответствующих блоков масштаба, выходы которых подключены к соответствующим входам переключателя, выходы переключателя через последовательно соединенные первый сумматор и Фильтр, подключены к первому входууправляемого усилителя, выход которо.го подключен к выходу устройства,вторые выходы блока выделения переднего фронта импульса и блока выделения заднего фронта импульса подключены к соответствующим входам элементаИЛИ, выход которого подКлючен к объединенным первым входам элементовпамяти, выходы которых подключеныко вторым входам соотвествующих блоков масштаба, второй вход каждогоэлемента памяти подключен ко второмувыходу соответствующего регистрасдвига, вторые входы регистров сдвигаобъединены и подключены к выходуфазоимпульсного модулятора, второйвход которого подключен к выходупервого генератора - псевдошумовогосигнала, и второй генератор псевдошумового сигнала, о т л и ч а ю щ е -е с я тем, что, с целью повьппенияточности, в устройство введены второй сумматор и преобразователь частота - напряжение, вход которого подключен к выходу фазоимпульсного модулятора, выход преобразователя частота - напряжение подключен к первомувходу второго сумматора, выход которого подключен ко второму входу управляемого усилителя, второй входвторого сумматора подключен к выходу второго генератора псеццошумовогвсигнала, 11 1 ОИзобретение относится к вычислительной технике и технике связи иможет быть использовано для моделирования передачи дискретной информации, устройств передачи дискретныхсообщений, устройств цифровой магнитной записи.Известно устройство для моделирования каналов передачи дискретнойинформации, содержащее блок синхронизации, генератор случайных последовательностей, блок Формированиясбоя, генератор тактовых импульсов,Фазоимпульсный модулятор, генераторы шума, блоки Формирования законовраспределения, управляемый усилитель,сумматоры ь 1 3.Недостатками устройства являетсянизкая точность моделирования каналапередачи дискретной информации.Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство, содержащее генератор тактовых импульсов, выходкоторого соединен с первым входомФазоимпульсного модулятора и входомблока синхронизации, второй вход Фазоимпульсного модулятора соединенс выходом генера-ора пума, выход Фвзоимпульсного модулятора соединен ссинхровходами регистров сдвига, выход блока синхронизации соединен совходом генератора случайных последовательностей, выход которого - случайная цифровая последовательность,имитирующая информационный сигнална входе канала поступает на входыблоков выделения переднего и заднегоФронтов, первые выходы блоков выделения переднего и заднего Фронта соединены с входами элемента ИЛИ, выходкоторого соединен с установочнымивходами блока памяти, вторыс выходыблоков выделения переднего и заднегоФронтов соединены с информационнымивходами регистра сдвига, выходы регистров сдвига соединены с входамимасптабирующих блоков и блоков па -мяти, причем выходы блок;в памятисоединены с соответствующими входамимасштабирующих блоков, выходы масп 1 табирующих блоков через переключательсоединены с входом сумматора, выходкоторого соединен с входом Фильтра,.выход Фильтра соединен с одним извходов управляемого усилителя, второй вход которого соединен с выходомгенератора шума3,Однако это устройство не обеспечивает точности моделирования, связан 30 51 2ный с учетом специфических помех,Так, в канале цифровой магнитнойзаписи-воспроизведения при уменьшении скорости носителя или возникновении неконтакта между магнитнойголовкой (МГ) и носителем происходитуменьшение амплит;ды выходного сигнала МГ и увеличение его длительности,Цель изобретения - повьппение точности моделирования,Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство, содержащеегенератор тактовых импульсов, выходкоторого подключен ко входу блокасинхронизации и первому входу Фазоимпульсного модулятора, выход блокасинхронизации подключен ко входугенератора случайной последовательности, выход которого подключен кобъединенным входам блока выделенияпереднего Фронта импульса и блокавыделения заднего Фронта импульса,первые выходы которых подключены кпервым входам соответствующих регистров сдвига первая группа выходов каждого из которых годключена кпервой группе входов соответствующихблоков масштаба, выходы которых подключены к соответствующим входам переключателя, выходы переключателя через последовательно соединенные сумматор и Фильтр подклочены к перлому входу управляемого усилителя,выход которого подключен к выходу устройства, вторые выходы блока выделения переднегс Фронта импульса подключены к соответствующим входам :;леменгга ИЛИ, выход которого под - ключен к объединенным первым входам элементов памяти, выходы которых подклочень: ко вторым входам сс.вет стзуощих блоков масштаба второй вход каждого элемента памяти подклюен ко второму выходу соответствующего регистра сдвига, вторые входы регистров сдвига обьединены и подключены к выходу Фазоимпульсного модулятор;, второй вход которого подключен к выходу первого генератора псевдошумового сигнала, и второй генератор псевдопумового сигнала,введель 1 второй сумматор и преобразователь частота-напряжение, вход которого подкл 1 очен ю выходу Аазоимпульсного модулятора, выход преобразователя частота-напряжение подключен к первому входу второго сумматора,выход которого подключен ко второмуз 1092входу упраляемого усилителя, второйвход второго сумматора подключен квыходу второго генератора псевдошумового сигнала,Сущность работы преобразователячастота-напряжение заключается вследующем. При постоянной частотеследования импульсов с постояннойдлительностью и амплитудой значениепостоянной составляющей не изменяется и определяется соотношением периода следования импульсов и их длительности, При увеличении периодаследования импульсов значение постоянной составляющей уменьшается,5при уменьшении периода следованиязчачение постоянной составляющейувеличивается. Увеличение, периодаследования соответствует уменьшениюскорости носителя в устройствах маг 20нитной записи или уменьшению полосыпропускания канала передачи информации, Уменьшение периода следованияимпульсов соответствует обратномупроцессу, Напряжение с выхода преобразователя частота-напряжение воздействует на сигнал моделируемого канала и таким образом имитируются специфические помехи канала.На чертеже приведена блок-схема30предлагаемого устройства,Устройство содержит генератор 1тактовых импульсов, блок 2 синхронизации, состоящий из делителя 3 частоты на к, делителя 4 частоты на ш,делителя 5 частоты на и, Фазоимпульс-З 5ный модулятор 6, состоящий из инвертора 7, на вход которого подключенаинтегрирующая цепь; генератор 8 псевдошумового сигнала, состоящий из генератора 9 тактовых импульсов, к выходу которого подключен регистр сдвига на триггерах 10-12, причем с выходов триггеров сигнал поступаетна сумматор 3 по модулю два, регистр14 сдвига, состоящий из триггеров15-17, регистр 18 сдвига, состоящийиэ триггеров 19-21; генератор 22 случайной последоват".льности, состоящий из регистра сдвига на триггерах23-.25, с выходов которых сигнал поступает на входы сумматора 26 по модулю 2; блок 27 выделения переднегоФронта, представляющий собой дифференцирующую цепь, блок 28 выделениязаднего Фронта, представляющий собой 55дифференцирующую цепь; элемент 29ИЛИ, блоки 30 и 31 памяти, выполненные на Я-триггерах 32, масштаби 551 4рующий блок 33, состоящий иэ операционного усилителя 34, на вход которого через резисторы поступают сигналы с выходов каждого разряда сдвига 14; масштабируюц 1 ий блок 35, состояций иэ операционного усилителя 36,на вход которого через резисторы поступают сигналы с выходов каждогоразряда регистра сдвига 18; переключатель 37; сумматор 38, состоянийиз операционного усилителя 39;Фильтр 40, представляющий собойФильтр нижних частот; управляемыйусилитель 41, состоящий из операционного усилителя 42, генератор 43псевдошумового сигнала, состоящий иэгенератора 44 тактовых импульсов,регистра сдвига, состоящего из триггеров 45-47, с выходов которых сигналы поступают на сумматор 48 по модулю два Фильтра 49 нижних частот;преобразователь 50 частота-напряжение, состоящий из одновибратора 51и Фильтра 52 нижних частот, сумматора 53, состоящего из операционного усилителя 54.Устройство работает следующ;:образом,Переключатель 37 находится в положении а. Сигнал тактовой частоты,вырабатываемый генератором 1 тактовых импульсов, поступает на входблока 2 синхронизации и на первыйвход Фазоимпульсного модулятора 6.На второй вход Фазоимпульсного модулятора 6 подается напряжение, вырабатываемое генератором 8 псевдошумового сигнала (1;ума), На выходефаэоимпульсного модулятора 6 получается сигнал тактовой частоты сослучайно смещенными фронтами относительно их номинального положения.Этот сигнал поступает на синхровходы регистров 14 и 18 сдвига, а такжена вход преобразователя 50 частотанапряжение,Сигнал с выхода блока 2 синхронизации поступает на синхровход генератора 22 случайной последовательности, с выхода которого случайная цифровая последовательность, имитирующая информационный сигнал на входеканала, поступает на входы блоков27 и 28 выделения переднего и заднего Фронтов,При появлении на выходе генератора22 переднего Фронта импульса информационной последовательности на выходах блока 27 вырабатывается сигнал.5 1092С первого выхоДа блока 27 этот сигналзаписывается в виде логической единицы в первый разряд регистра 14 сдвига. Сигнал со второго выхода блока27 через элемент 29 ИЛИ сбрасываетблоки 30 и 31 памяти.5Записанная логическая единица последовательно сдвигается во все празрядов регистра 14 выходным сигналом фазоимпульсного модулятора, Аналогично при появлении на выходе генератора 22 заднего Фронта импульса информационной последовательности вырабатывается сигнал на выходах блока28 выделения заднего фронта. С первого выхода блока 28 этот сигналзаписывается в ниде логической единицы в первый разряд регистра 18сдвига, а сигнал со второго выходаблока 28 через элемент 29 ИЛИ сбрасывает блоки 30 и 31 памяти,Записанная логическая единица сдвигается во все п разрядов регистра сдвига 18 выходным сигналом фазоимпульсного модулятора б, Напряжение логической единицы с выходов всех разрядов регистров 14 и 18 подводится ко входам соответствующих масштабирующих блоков 33 и 35 с соответствующими весовыми коэффициентами. После того, как логическая единица была сдвинута во все и разрядов регистра 14 и если в течение этих сдвигов отсутствовал сигнал на выходах блоков 27 и 28, происходит запись логической единицы в блок 3035 памяти, выход которого нагружен на вход масштабирующего блока 33 с весовым коэффициентом, равньм по величине весовому коэффициенту последне 40 го разряда. регистра.Аналогично, после того как логическая единица была сдвинута во все и разрядов регистра 18 и если в течение этих сдвигов отсутствовал сигнал45 нр выходах блоков 27 и 28, происходит запись логической единицы в блок 31 памяти. Выход блока 31 нагружен на вход масштабирующего блока 35 с весовым коэффициентом, равным по величине и весовому коэффициенту по 50Фследнего разряда регистра.Таким образом, на выходах масштабирующих блоков 33 и 35 образуется напряжение ступенчатой формы, причем величина ступенек зависит от значе 55 ния соответствующих коэффициентов. Сигнал с выхода масштабирующего блока 33 подводится к инвертирующему входу сумматора 38. Сигнал с выходамасштабирующего блока 35 через переключатель 37, находящийся в положении р также подвцдится к неинвертирующему входу сумматора 38,Сигнал с выхода сумматора 38, соответствующий сумме входных сигналов,поступает на вход фильтра нижнихчастот с линейной Фазочастотной характеристикой и перестраиваемой поло-.сой пропускания, назначение которого - выделение огибающей сигнала ступенчатой формы при изменении в широких пределах тактовой частоты. Сигналогибающей с фильтра 40 поступает напервый вход усилителя 41. Второй входусилителя 41 соединен с выходом сумматора 53,Первый вход сумматора 53 соединенс выходом преобразователя 50 частота-напряжение, второй вход сумматора 53 соединен с выходом генератора43 псевдошумового сигнала шума). Врезультате на выходе 55 устройствадостигается имитация паразитной амплитудной модуляции в канале, зависящая как от изменения частоты тактовых импульсов, так.и от воздействия аддитивных помех.,Работа устройства в режиме имитации канала цифровой магнитной записи аналогична вышеописанной за исключелием того, что переключатель 37 находится в положении б подключая выход масштабирующего блока 33. к инвертирующему входу сумматора 38, на выходе которого в этом случае образуется сигнал, соответствующий разности сигналов масштабирующих усилителей 33 и 35. Технико-экономический эффект от, использования предлагаемого устройства по сравнению с прототипом определяется временем его работы взамен реальной аппаратуры, которую необходимо включать в работу на заключительной стадии вместо устройства модулирования 2 1. Повышение точности моделирования, т,е, максималь- . ное приближение модели к реальным условиям, позволяет отказаться от применения, например, аппаратуры магнитнои записи, эксплуатация которой приводит к износу магнитных головок, ресурс работы, которых 100+200 ч; износу магнитного носителя, многократный прогон которого приводит к искажениям считываемой информации, что не7 1092551 8дает возможности правильной регули- Учет указанных Факторов особенно ровки электроннсго оборудования; из- необходим при проведении исследованосу электродвигателей транспортирую- ний аппаратуры магнитной записи,когщего механизма, ресурс которых сос- да применение параметров канала являтавляет 100+200 ч. ется труднопрогнозируемым процессом,