Кодовый модулятор

(57) Сущность изобретения; модулятор содержит синтезатор функций Уолша 1, состоящий из задающего генератора 2, блока формйрования функций Уолша 3 и делителя частоты .4, генератор числовой последовательности 5, цифровой коммутатор 6, источник постоянного напряжения 7, ключевой блок 8, делитель частоты 9, и ключи 10. 5 ил., 1 табл, 1758893Изобретение относится к радиотехникеи может быть использовано для кодовой модуляции сигналов в различных радиотехнических устройствах,Известно устройство для амплитудноймодуляции, содеркащее источник модулирующих сигналов, дифференциальныйусилитель, амплитудный модулятор, амплитудный детектор, регулируемый аттенюатори формирователь корректирующих сигналов;Однако известное устройсгво осуществляет модуляцию гармонической несущей ине может осуществлять модуляциюдискретной несущей,Наиболее близким по технической сущности к изобретению является кодовый модулятор, содержащий синтезатор функцийУолша, генератор числовой:последователь.. ности, цифровой коммутатор, источник постоянного напряжения и ключевой блок,причем первый тактовый выход синтезатора функций Уолша соединен с тактовымвходом генератора числовой последовательности, выход которого подключен к управляющему входу цифрового коммутатора,выход которого соединен с первым входомключевого блока, второй вход которого подключен к выходу источника постоянного напряжения, при этом синтезатор функцийУолша содержит блок формирования функций Уолша,-делитель частоты и задающийгенератор, выход которого соединен с тактовым входом блока формирования функций Уолша и с тактовым входом делителячастоты, выход которого является первымтактовым выходом синтезатора, вторымтактовым выходом которого является выходзадающего генератора, выходы блока формирования функций Уолша являются информационными выходами синтезатора исоединены с соответствующими информационными входами цифрового коммутато, ра, выход ключевого блока являетсявыходом кодового модулятора,Однако выходные сигналы, формируемые кодовым модулятором, имеют большуюэффективную ширину спектра, что приводит. к низкой эффективности использования полосы частот, т,е, к ухудшению эксплуатационных характеристик кодового модулятора.Целью изобретения является уменьшение ширины спектра выходных сигналов.Поставленная цель достигается тем, чтов известный кодовый модулятор, содержащий синтезатор функций Уолша, первыйтактовый выход которого соединен с тактовым входом генератора числовой последовательности, выход которого подключен к управляющему входу цифрового коммутато ра, выход которого соединен с первым входом ключевого блока, второй вход которого подключен к выходу. источника постоянного 5 напряжения, при этом синтезатор функцийУолша содержит блок формирования функций Уолша, делитель частоты и задающий генератор, выход которого соединен с тактовым входом блока формирования функ ций Уолша и с тактовым входом делителячастоты, выход которого является первымтактовым выходом синтезатора,вторым тактовым выходом которого является выход задающего генератора, выходы блокаформирования функций Уолша являются информационными выходами синтезатора введены ключи и дополнительный делительчастоты, выход которого соединен с управляющими входами ключей, информацион 20ные входы которых подключены к соответствующим информационным выходам синтезатора функций Уолша, второйтактовый выход ко 1 орого соединен с входомдополнительного делителя частоты, причем25 выходы ключей соединены с соответствующими информационными входами цифрового коммутатора.На фигЛ представлена структурная схема кодового модулятора; на фиг.2 - струк 30 турная схема ключа; на фиг.3 -. временныедиаграммы, иллюстрирующие процесс формирования выходного сигнала Цб, О) в предлагаемом кодовом модуляторе; на фиг.4 -вид сигналов на выходе прототипа, на фиг.535 - вид сигналов на выходе предлагаемого.кодового модулятора.Кодовый модулятор содержит синтеза. тор 1 функций Уолша, состоящий из задающего генератора 2, блока 3 формирования40 функций Уолша и делителя 4 частоты, генератор 5 числовой последовательности,цифровой коммутатор б. источник 7 постоянного напряжения, ключевой блок 8, дополнительный делитель 9. частоты, ключи45 10.Каждый ключ 10 состоит из элемента НЕ11, первого умножителя 12, второго умножителя 13 и сумматора 14,Кодовый модулятор работает. следую 50 щим образом,С началом поступления импульсов с выхода задающего генератора 2 на вход делителя 4 частоты, имеющего коэффициентиделения 2, на выходе генератора 5 число 55 вой последовательности формируется модулирующая числовая последовательностьц. Поскольку коэффициент деления делителя 4 частоты равен 2", каждому символучисловой последовательности соответствует один период функций Уолша, формируе 1758893мых на выходах блока З.формирования функций Уолша, на тактовый вход которого поступает последовательность импульсов с выхода задающего генератора 2.Импульсы с выхода задающего генератора 2 поступают также на вход дополнительного делителя 9 частоты, имеющего коэффициент деления 2" . Таким образом, в течении первого полупериода формирования функций Уолша на выходедополнительного делителя 9 частоты формируется "0", поступающий на управляющие входы ключей 10. В течении второго полупериода формирования функций Уолша на выходе дополнительного делителя 9 частоты формируется "1", поступающая на управляющие входы ключей 10.Ключи 10 функционируют следующим образом.При поступлении на управляющий вход ключа 10 "0" на его выходе формируется сигнал, поступающий на его первый информационный вход, а при поступлении на управляющий вход ключа 10 "1" на его выходе формируется сигнал, поступающий на его второй информационный вход.Таким образом, при поступлении на управляющий вход 7 (см, фиг,2) ключа 10 "0", на вход элемента НЕ 11 и первый вход второго перемножителя 13 поступает "0". В результате сигнал, поступающий на первый информационный вход х 1 ключа 10, через первый перемножитель 12 и сумматор 14 поступаетна выход у ключа 10. Сигнал, поступающий на второй информационный вход хг, не поступает на выход у, так как на первый вход второго перемножителя 13 поступает "0" с входа г ключа 10.При поступлении на управляющий вход г ключа 10 "1", на вход элемента НЕ 11 и первый вход второго перемножителя 13 поступает "1", В результате сигнал, поступающий на второй информационный вход хг ключа 10, через второй перемножитель 13 и сумматор 14 поступает на выход у ключа 10. Сигнал, поступающий на первый информационныйвход х 1 ключа 10, не поступает на выход у, так как на первый вход первого перемножителя 12 поступает "0" с выхода элемента НЕ 11,Таким образом в течение времени формирования одного символа модулирующей последовательности 9(1) на выходе генератора 5 числовой последовательности, на выходах ключей 10 формируются функции ( (О, д), 3 (1,0)Ц 2"-1, д) длительностью в один период.Алфавит генератора 5 числовой последовательности состоит из 2" символов. Цифровой коммутатор 6 осуществляетформирование на выходе той функции Ц,д ), порядковый номер которой соответс 1.вует символу алфавита, поступающел 1 у на5 управляющий вход коммутатора 6 с выхода генератора 5 числовой последователь о.сти,Источник 7 постоянного напряжения иключевой блок 8 выполняют функции усили 10 теля сигналов ) (, д) до уровня. необходимого для излучения.На фиг.З приведены временные диаграммы, иллюстрирующие процесс формирования выходного сигнала Е (6, д ) в15 предлагаемом кодовом модуляторе.На диаграммах показано временное состояние:а) выхода задающего генератора 2;б. седьл 1 ого выхода блока 3 формирова 20 ния функций Уолша, на котором формируется функция Юа (б, д);в) второго выхода блока 2 формирования функций Уолша, на котором формируется функция 1 Иа (1, д);25 г) выхода дополнительного делителя 9частоты;д) выхода седьмого ключа 10, на котором формируется функция 1 (6, 6.На фиг,4 приведены функции Уолша,ЗО формируемые прототипом. На фиг.5 приведены ортогональные функции Ц, О), формируемые предлагаемым кодовыммодулятором.В ортогональности сигналов, формиру 35 емых предлагаемым кодовым модулятором,можно убедиться путем перемножения любых формируемых функций.Для безыскаженной передачи сигналов,формируемых модулятором, необходимо40 обеспечить полосу частот для передачи самого широкополосного сигнала.В кодовом модуляторе, принятом в качестве прототипа, формируются выходныесигналы, описываемые функциями Уолша45 (см, фиг.4),Известно, что чем больше блоков ил 1 еетсигнал (блок - последовательность одинаковых элементов), тем больше эффективнаяширина спектра сигнала И эфф.50 Выходные сигналы, описываемые функциями Уолша, имеют количество блоков,и ==1, 2, З,й (фиг.4),Следовательно, выходные сигналы, 55 формируемые прототипом, имеют различную эффективную ширину спектра, при этом наибольшую эффективную ширину спектра имеет выходной сигнал, у которого число блоков р = 2" = И (т.е. меа ндр). Т,35 тактовым выходом синтезатора, вторым тактовым выходом которого является выход за(4) где Лт - длительность элемента.Выходные сигналы, формируемые предлагаемым устройством, имеют количествой 8+2блоков р = - или ,и =2 2и значение наибольшей эффективной ширины спектраИ+2 выходного сигнала с учетом р =- опре 2 деляется согласно выражению 2 2 ц - 1Э5 фф л и(2) где Л 1 - длительность элемента сигнала,р - число блоков;й - число элементов,Согласно общим положениям теории информации каждый щ-ичный символ (где а = 2 ) переносит и = 1 о 92 в двоичных единиц, т,е. в-ичный символ эквивалентен кодовой последовательности из и двоичных символов. Длительность гп-ичного символа может быть определена из соотношения где Я - скорость передачи информации.Из соотношения (3) следует, что скорость передачи информации определяется как Таким образом, при заданном объеме алфавита т = 2" и заданной скорости передачи Я длительность Тп кодовой последовательности прототипа равна длительности Тп кодовой последовательности предлагаемого кодового модулятора.В таблице приведены данные расчетов максимальной эффективной ширины спектра Оэфф для выходных сигналов, формируемых прототипом и предлагаемым кодовым модулятором для случаяТ1(5) т,е, при одинаковой скорости передачи информации и заданном обьеме алфавита выходные сигналы, формируемые предлага 40 45 50 емым кодовым модулятбром, имеют меньший спектр, чем формируемые в известном устройстве,Как следует из таблицы, выходные сигналы, формируемые предлагаемым кодовым модулятором, имеют ширину спектра меньшую, чем сигналы, формируемые прототипом, при одинаковой скорости передачи информации и объеме алфавита гп = 8 - на 27, объеме алфавита щ = 32 - на 28 О,объеме алфавита гп = 64 - на 29; и т,д,Использование изобретения позволяет создавать кодовые модуляторы, обеспечивающие уменьшение ширины спектра выходных сигналов, что повышает эффективность использования полосы частот. Формула изобретения Кодовый модулятор, содержащий синтезатор функций Уолша, первый тактовый выход которого соединен с тактовым входом генератора числовой последовательно-. сти, выход которого подключен к управляющему входу цифрового коммутатора, выход которого соединен с первым входом ключевого блока, второй вход которого подключен к выходу источника постоянного напряжения, при этом синтезатор функций Уолша содерхит блок формирования функций Уолша, делитель частоты и задающий генератор, выход которого соединен с тактовым входом блока формирования функций Уолша, и с тактовым входом делителя частоты, выход которого является первым дающего генератора, выходы блока формирования функций Уолша являются информационными выходами синтезатора,отличающийся тем,что,с целью уменьшения ширины спектра выходных сигналов, введены ключи и дополнительный делитель частоты, выход которого соединен с управляющими входами ключей, информационные входы которых подключены к соответствующим информационным выходам синтезатора функций Уолша, второй тактовый выход которого соединен с входом дополнительного делителя частоты, причем выходы ключей соединены с соответствующими информационными входами цифрового коммутатора, 1758893(б Я Соетеюитмь С, Туриодетор Н, Шюыдюп Терод М,Моренто Корректор М. Демци Погнию пм и ото нвб., 4/5 тимм гри ГКНТ СС тетю но иеобрете е, Ж, Рвущскв од, ул.Гагар Производственно-издательский комбинат "Патент", г. У ъ,в) 41 ф)