Устройство преобразования сигналов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН ЯО 1053311 А ОСУДАРСТВЕННЫИОО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕН ТЕТ СССРИ ОТНРЫТИИ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТЕЛ ЬСГВУ Н АВТОРСКОМУ С до вый вход входом входом(21) 3449182/18-09 мйрования сигнала установки коррек (22) 02,06,82 тора, блок регулировки. постоянной (46) 07,11.83. Бюл. Р 41 составляющей, второй решающий блок, (72) Н.В.Верховский, Г.Х.Гарсков, два блока вычитания, блок управле- Б.П.Кальков, В,В,Королева, ния режимом работы автоматической С.В.Крутова й З.И,Шушкова . регулировки уровня и второй форми- (53) 621,394,676(088,8) рователь сигнала управления, первый (56) 1, Авторское свидетельство СССР выход которого соединен с вторым В 535741, кл. Н 04 В 1/68, 1974 входом переключателя, третий вход2. Авторское свидетельство СССР которого подключен к первому выходу Р 385400; кл, Н 04 Ц 3/04, 1970 блока управления режимом работы авто- (прототип). матической регулировки уровня, пер- (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ПРЕОБРАЗОВА- . вый вход которого соединея с первым НИЯ СИГНАЛОВ, содержащее последова- . входом блока формирования сигнала тельно соедкнениые регенератор,скремб;установки коРректоРа, с входом де-" 1 ЛЕР, ПРеобразователь кода, модуля-скремблера и с выходом декодера, пертор первый полосовой фильтр, пер- вый .вход которого соединен с выходом вый сумматор и регулятор уровня,первого решающего блока и с первым причем к второму входу первого сум- входом первого блока вычитания, втоматОра подключен выход переговорно . , Рой вход которого соединен с входом вызывного блока, к первому входу . первого решающего блока и с выхо м которого подключен выход усилителя адаптивного корректора, пер с автоматической регулировкой уров- которого соединен с первым ня и вход второго полосового Фиды- : второго блока вЫчитания, с ра, выход которого. соединен с первым второго решающего блока и с выходом входом перемножителя, выход кото- аналого-цифрового преобразователя, родо соедйнен.с входом Фильтра ниж- первый вход которого соединен с вы" них частот, а также первый формнро- ходом второго сумматора, первый ватель сигнала управления, выход вход которого подключен к .выходу которого соединен с первым входом . . блока регулировки постоянной состав- переключателя, выход которого соеди- ляющей, первый вход которого соединен с входом усилителя с автомати- .нен с первым входом блока синхронической регулировкой уровня. блокзации несущей, с выходом второго опорных частот, выход которого со- блока вычитания, с,первым входом единен с вторым входом переговорно- блока оценки, работы корректора и вызывного блока, первый решающий с первым входом блока тактовой синхблок, дескремблер, блок синхрониза:, . Ронизации, второй вход которого ции несущей, выход которого подклю- . соединен с выходом второго решаючен к второму входу перемножителя, щего блока, с вторым входом второго и блок тактовой синхронизации, блока вычитания, с вторым входом о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, блока регулировки постоянной составс целью повышения помехоустойчивос- лякщей и с вторым входом блока синхти, в него введены второй сумматор, , ронизации несущей, выход блока таканалого-циФровой преобразователь, товой синхронизации подключен к втоадаптивный корректор, декодер, блок рому входу аналого-цифрового преоценки работы корректора, блок фор 1 образователя и к второму входу адап,тинного корректора, третий вход которого соединен с выходом блока формирования сигнала установки корректора, второй вход которого соединенс выходом блока оценки работы корректора, второй вход которого соединен с вторым входом декодера, свыходом первого блока вычитания и свходом первого формирователя сигнала управления, выход второго полосоного Фильтра подключен к входу второго Формирователя сигнала управле.ния, второй выход которого соединенс вторым Входом блока управления режимом работы автоматической регулировки уровня, второй:выход которого соединен с третьим входом блока формирования сигнала установкикорректора, причем выход фильтранижних частот подключен к второмувходу второго сумматора.2, Устройство по п. 1, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что блокоценки работы корректора содержитцва выпрямителя, два интегратораи элемент сравнения, к входам которого подключены выходы интеграторов, входы которых соединены с выходами соответствующих выпрямителей,причем входы выпрямителей являютсяпервым и вторым входами блока оцен"ки работы корректора, выходом которого является выход элемента сравнения,3. Устройство по и. 1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что блок формирования сигнала установки коррек"тора содержит последовательно соединенные элемент И, интегратор, пороговый элемент и ждущий мультивибратор, выход которого подключен к первому входу. элемента И, причем второй, третий и четвертый входы элемента И являются соответственно первым, вторым и третьим входами блокаформирования сигнала установки корректора, выходом которого являетсявыход. порогового элемента. Изобретение относится к технике связи и может быть использовано для передачи данных по стандартным широкополосным каналам связи.Известно устройство преобразова, ния сигналов, построенное на основе компенсационного метода, содержащее передатчик, состоящий из согласующего устройстна, скремблера, преобразователя в относительный код, 10 цифрового модулятора, цифрового Фильт ра, балансного модулятора и полосо 4. Устройство по п. Х, о т л и,ч а ю щ е е с я тем, что блок регулировки постоянной составляющей содержит последовательно соеди.ненные перемножитель и интегратор, выход которого является выходом блока регулировки постоянной составляющей, входами которого являются входы перемножителя. 5. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок управления режимом работы автоматической регулировки уровня содержит два порбговых элемента, элемент И иинтегратор, выход которого через ,первый пороговый блок подключен к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго порогового элемента, причем вход интегратора и вход второго порогового элемента являются соответственно первым и вторым входов блока управления режимом работы автоматической регулировки уровня, .первым и вторым выходами которого являются соответственно выход элемента И и выход второго порогового элемента.б, Устройство по п. 1, о т л и ; ч а ю щ е е с я тем, что:первый формирователь сигнала управления со.держит интегратор, выход которого,является выходом первого формирователя сигнала управления, входом кото-.рого является вход интегратора 7. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что второй формирователь сигнала управления сОдержит последовательно соединенные выпрямитель, первый интегратор, блок сравнения и второй интегратор, причем выход второго интегратора и выход первого интегратора являются соответственно первым и вторым вы.ходами второго Формирователя сигнала управления, входом которого является вход выпрямителя. 2ного фильтра,. и приемник, состоящий из полосового фильтра, синхронного детектора, порогового устройства, ре" шающего устройства, дескремблера, блока выделения тактового колебания и блока выделения несущей 1 3Недостатком этого устройства является неэкономичное использование полосы частот канапа связи. Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее последовательно соединенные регенератбр,скремблер, преобразователь кода, модулятор, первый полосовой фильтр, первый сумматор и регулятор уровня, причем к второму входу первого сумматора подключен выход переговорно- вызывногО блока, к первому входу которого подключен выход усилителя с автоматической регулировкой уровня и вход второго полосового фильтра, выход которого. соединен с первым входом перемножителя, выход которо- го соединен с входом фильтра нижних частот, а также первый формирователь . сигнала управления, выход которого соединен с первым входом переключателя, выход которого соединен с входом усилителя с автоматической регулировкой уровня, блок опорных частот, выход которого соединен с вторым входом переговорно-вызыв ного блока, первый решающий блок, дескремблер, блок синхронизации несущей, выход которого подключен квторому входу перемножнтеля и блок тактовой.синхронизации 2.Однако известное устройство обладает низкой помехоустойчивостью.Цель изобретения - повышение помехоустойчивости.Цель достигается тем, что в устройство преобразования сигналов, содержащее последовательно соединенные регеиератор, скрелблер, преобразова,тель кода, модулятор, первый поло- совой фильтр, первый сумматор и регулятор уровня, причем к второму входу первого сумматора подключен вйход переговорно-вызывного блока, к первому входу которого подключен выход усилителя с автоматической регулировкой, уровня и вход второго полосового фильтра, выход которого соединен с первым входом перемножи-. теля, выход которого соединен с входом Фильтра нижних частот, а также первый формирователь сигнала управления, выход которого соединен с первым входом переключателя, выход которого соединен с входом усилителя с автоматической регулиров-кой. уровня, блок опорных. частот, выход которого соединен с вторым входом переговорно-вызывного блока, первый решающий блок дескремблер, блок синхронизации несущей, выход которого подключен к второму входуперемнбжителяи блок тактовой синхронизации, введены второй сумматор, аналого-циФровой преобразователь, адаптивный корректор, декодер оценки работы корректора, блок формиро-, вания сигнала установки корректора; блок регулировки постоянной состав." ляющей, второй решающий блок, два . блока вычитания, блок управления режимом работы автоматической регулировки уровня и второй формирователь сигнала управления, первый выход1 Которого соединен с вторым входоипереключателя, третий вход которогоподключен к первому выходу блокауправления режимом работы автоматической регулировки уровня, первый вход которого соединен с первым входом блока формирования сигнала установки корректора, с входом дескремблера и с выходом декодера, первый вход которого соединен с вы- Ю ходом первого решающего блока и спервым входом первого блока вычитания, второй вход которого соединен с входои первого решающего блока и с выходом адаптивного корректора,5 первый вход которого соединен с первым входом второго блока вычитания, с входом второго решающего блока и с выходом аналого-цифрового преобразователя, первый вход которого соединен с выходом второго сумматора, первый вход которого подключен квыходу блока регулировки постояннойсоставляющей, первый вход которогосоединен с первым входои блокасинхронизации несущей, с выходомвторого блока вычитания, с первымвходом блока оценки работы корректора и с первым входом блока тактовой синхронизации, второйвход которого соединен с выходом второгорешающего блока, с вторым входомвторого блока вычитания, с вторымвходом блока регулировки постояннойсоставляющей и с вторым входом блока синхронизации несущей, выход блоЗ 5 ка тактовой синхронизации подключенк второму входу аналого-цифровогопреобразователя и к второму входуадаптивного корректора, третийвход которого соединен с выходом 40 блока формирования сйгнала уставов"ки корректора, второй вход которого соединен с выходом блока оценкиработы корректора, второй вход которого соединен с вторым входом де кодера, с выходом первого блокавычитания и с входом первого формирователя сигнала управления, выходвторого полосового фильтра подключенк входу второго формирователя сигнала управления, второй выход которого соедннен с вторим входом блока управления режимом работы автоматической регулировки уровня, второй выход которого соединен с третьим входом блока Формирования сигнала установки корректора, причемвыход фильтра нижних частот подключен к второму входу второго сумматора.Блок оценки работы корректора 0 содержит два выпрямителя, два интегратора и элемент сравнения, квходам которого подключены выходыинтеграторов, входы которых соединены с выходами соответствующих вы прямителей, причем входы выпрямитеботы автоматической регулировки уровня, первым и вторым выходами которого являются соответственно выходэлемента И и выход Второго порогового лей являются первым и вторым входами блока оценки работы корректора,выходом которого является выход элемента сравнения.Блок Формирования сигнала установки корректора содержит последо 1 вательно соединенные элемент И, нн" тегратор, пороговый элемент и жду" щей мультивнбратор, выход которого подключен к первому входу элемента причем второй, третий и четвертый входы элемента И являются соответственно первым, вторым и третьим входами блока формирования сигнала установки. корректора, выходом Которого является выход порогового элемента.Блок регулировки постоянной составляющей содержит последовательносоединенные перемножитель и иятегра.:ор, выход которого .является выходом блока регулировки постоянной составляющей, входами которого являются входы перемножителя.Блок управления режимом работы автоматической регулировки уровня содержит два пороговых элемента, элемент И и интегратор, выход которого через первый пороговый блок . подключен к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго порогового элемента,причем вход интегратора и вход второго порогового элемента являютсясоответственно первым и вторым входами блока управления режимом ра" элемента.Первый формирователь сигнала управления содержит интегратор, выход . которого является выходом первого формирователя сигнала управления, входом которого является вход ин тегратора. Второй Формирователь сигнала управления содержит последовательно соединенные выпрямитель, первый интегратор, блок сравнения и второй интегратор, причем выход второго интегратора и выход первого интегратора являются соответственно пер"а.вым и вторым выходами второго Формирователя сигнала управления, входом которого является вход выпрямителя.На чертеже приведена блок-схема предложенного устройства.Устройство для преобразования сигналов содержит блок 1 Формирования сигнала установки корректора, регенератор 2, скрвмблер 3, преоб" разователь 4 кода, модулятор 5, полосовые Фильтры 6 и 7, регулятор 8 уровня, Сумматоры 9 и 10, блок 11 опорных частот, усилитель 12 с автоматической регулировкой уровня,переговорно-вызывной блок 13, перемножитель 14, Фильтр 15 нижнихчастот, блок 16 тактовой синхронизации, аналого-циФровой преобраэо 5 ватель 17, адаптивный корректор 18,решающие блоки 19 и 20, дескремблер21, переключатель 22, Формирователи23 и 24 сигнала управления, декодер25, блок 26 синхронизации несущей,10 блок 27 оценки работы корректора,блок 28 регулировки постояннОй составляющей, блок 29 управления режимом работы автоматической регули-.ровки уровня, блоки 30 и 31 вычита-15 ниЯ.Блок 1 Формирования сигнала уста",новки корректора содержит элементИ 32, пороговый элемент 33, ждущиймультивибратор 34, интегратор 35.Блок 28 регулировки постояннойсоставляющей содержит интегратор 36,неремножитель 37.Блок 29 управления режимом работыавтоматической регулировки, уровнясодержит элемент И 38, интегратор39, пороговые элемеиты 40 и 41.Блок 27 оценки работы корректора.содержит выпрямители42 и 43, интеграторы 44 и 45, элемент 46 сравнения,Формирователь 23 сигнала управления содержит интегратор 47.Формирователь 24 сигнала управ"ления содержит выпрямитель 48, блок49 сравнения, интеграторы 50 й 51.З 5 Устройство работает следующим образом,На вход генератора 2 поступаютинформационные посылки от источникасообщения, .40 Регеивратор 2 восстанавливаетФорму и длительность информационныхпосылок искаженных при прохождении сигналов по соединительной линии. Скремблер 3 перекодирует инфор 45 мацию, чтобы работа устройства ненарушалась при передаче длинныхпоследовательностей, состоящих изодних нулей или единиц.Преобразователь 4 кода првобра 5 р эует двоичные сигналы данных В трехили семиуровневый сигнал, стобыпосле переноса спектра получилсяспектр с провалом в окрестностяхконтрольнойчастоты 84, 14 кГц,Модулятор 5 осуществляет переносспектра перекодированного сигналав полосу пропускания канала связи..Полосовой фильтр 6 подавляет побочные продукты модуляции. Сумматор9 складывает сигналы 64+108 кГц от.еф модулятора 5 и 104+108 КГц от переговорно-вызывного блока 13. Регулятор 8 уровня предназначен для регулировки уровня выходного сигнала.Блок 11 опорных частот формирует65 сетку несущих, тактовых и синхроча10 15 20 45 стот, необходимых для обеспечения работы всех узлов устойства.Переговорно-вызовной блок 13 обеспечивает передачу и прием тонального и телефонного разговора в полосе 104-108 кГц. Усилитель 12 с автоматической регулировкой усиления предназначен для усиления поступающего иэ канала связи сигнала и поддержания его уровня.Полосовой фильтр 7 выделяет информационный сигнал данных и подавляет сигналы служьэбиого телефонного канала. Перемножитель 14 и Фильтр 15 нижних частот выделяют огибающую синфаэного компонента одно- полосного сигнала данных.В сумматоре 10,производится компенсация постоянной составляющей демодулированного сигнала. Аналомцифровой преобразователь 17 осуще-. сбавляет преобразование отсчетов оги бающей демодулированного сигнала впоследовательность двоичных чи- .сел. Адаптивный корректор 18 коь"пенсирует линейные искажения, вносимые каналом связи. Решающий блок19 формирует предварительные оценки М,переданных сигналов, Блок 31вычитания вычисляет величину отклонения В отсчетов сигнала на выходеадаптивного корректора 18 от эталонных значений Декодер 25 на основе предварительных оценок У ивеличин отклонения Р формирует максимально правдоподобные оценки переданной информационной последовательности. Дескремблер 21 выполняет преобразование, обратное осуЩествля.емому в.скремблере 3, Переключатель 22, - формирователи 23 и 24 сигнала управления и блок 29 управления ра жимом работы автоматической регулировки уровня регулируют уровень поступающего из канала сигнала. При чем в момент первоначального вхождения в связь и после длительного перерыва связи сигнал управления на усилитель 12 с автоматической регулировкой уровня через Формирователь 24 сигнала управления и переключатель 22.подается с выхода по" лосового Фнльтра 7, В формирователе 24 сигнала управления, состоящем из выпрямителя 48, интеграторов 50 и 51 и блока 49 сравнения, осуществляется вычисление средневыпрямленного уровня огибающей одиополосного сигнала, сравнение этого уровня с наперед заданным эталонным напряжением и усреднение результатов , сравнения, Сигнал с выхода интегра тора 51 г режиме предварительной настройки подается через переключатель 22 на вход усилителя 12 с автоматической регулировкой уровня.В установившемся режиме уровень сигнала на выходе полосового Фильтра 7 близок к оптимальному, при этом средневыпрямленное значение напря" жения на выходе интегратора 50 находится в зоне, близкой к значению т э алонного напряжения. Пороговый элемент 41 путем сравнения напряжения, поступающего с интегратора 50, с двумя пороговыми уровнями определяет находится ли уровень рабочего ,сигнала в зоне, близксй к оптималь 1 ному уровню, Если уровень рабочего 1 сигнала близок .к оптимальному, на выходе порогового элемента 41 появ": ляется сигнал "Предварительная настройка автоматической регулировки уровня завершенаф. Этот сигнал подаетсяна второй вход элемента И 38, управляющего переключателем 22, на первый вход элемента И 36 через интегратор 39 и пороговый элемент 10 подается с декодера 25 сигнал фОшибок нетф, При одновременном появлении сигналов "Ошибок нет" и "Пред" варнтельная настройка автоматической регулировки уровня завершена" на 25 выходе элемента И 38 появляется еди" ница, которая переводит переклю"чатель 22 в режим точной подстройки.автоматической регулировки уровня свыхода адаптивного корректора 18.30 При этом сигнал управления. на усилитель 12 с автоматической регулировкой уровня подается с блока 31вычитания через интегратор 47 ипереключатель 22. Уо есть в этом.режиме обратной связью автоматической регулировки уровня оказываютсяохваченными все блоки устройства,имеющие нестабильный коэффициентпередачи по уровню, что позволяетсущественно повысить точность пад стройки уровня. Блок 26 синхронизации несущей поддерживает синфазность между несущей частотой и синхронным колебанием, используемым для синхронного детектирования однополосного сигнала. Блок 16 тактовой синхронизацииобеспечивает синфазность между стР-, 50 бирующими (тактовыми) и принимМЯямиимпульсами, Информация о положении тактовых стробирующих испульсоВ и о Фазе несущей извлекается из информационного сигнала, который с вы" хода. аналого-цифрового преобразователя 17 подается на решаквий блок 20 и далее на блок 30 вычитания. Решающий блок 20 Формирует оценкипереданных информационных символов,Вычитающий блок 30 вычисляет величину отклонения Вотсчетов сигналана выходе аналого-цифрового преобразователя 17 от эталонных значений.Величины отклонений 9 и Оценки сим"волов, полученные на выходе блова 30вычитания и решающего блока 20, используются затем для подстройки фазы тактового и синхронного колебаний, которые подстраиваются таким образом, чтобы минимизировать среднеквадратичное или средневыпрямленное значение отклонений Ротсчетов сигнала на выходе аналого-циФрового преобразователя 17.Блок 28 регулировки постоянной .составляющей, состоящей из перемножителя 37 и интегратора 36 предназначен для измерения и компенсации постоянной составляющей в двмодулированном сигнале. На входы первмножителя 37 поступают сигналы отклонег.ия от эталонного уровня с блока 30 вычитания и сигнал "Нулевой уровень" с выхода решающего блока 20, который может принимать два значения фОф и ф 1". Результат перемножения усредняется интегратором 36 и затем с инверсией подается на вход сумматора 10. Введение блока 28 регулировки постоянной составляющей позволило компенсировать дрейф нуля перемножителя 14, Фильтра 15 нижних частот и аналого-циФрового преобразователя 17.Блок 27 оценки работы корректора, содержащий два выпрямителя 42 и 43, два интегратора 44 и 45, и элемент 46 сравнений,вычисляет средневыпрямггенные значения отклонений отсчетов сигнала на входе и на выходе .адаптивного корректора 18 и сравнивает их между собой. Если средневыпрямленное значение отклонений на выходе адаптивного корректора 18больше, чем на входе, то элемент 46 сравнвния вырабатывает сигнал "Корректор не настроен", Этот сигнал используется для контроля эа .состоянием адаптивного корректора 18, а также для автоматической установки адаптивного корректора 18 после включения устройства 1 и35 туациоииым, межсимвольным и собственным аппаратурным шумам, что, 40 в свою очередь, позволяет повыситьудельную скорость передачи и эффективность использования дорагостоящего пврвичвого широкополосного канала. 5 10 15 20 25 после длительных перерывов связи. Автоматическую установку адаптивного корректора 18 осуществляет блок 1 формирования сигналов установки корректора, состоящний из элемента И 32, интегратора 35, порогового элемента 33 и ждущего мультнвнбратора 34. На входы элемента И 32 поступают сигналы "Предварительная настройка автоматической регулировки уровня завершена" с порогового элемента 41, "Корректор не настроен" с блока 27 оценки работы корректора "Ошибками с декодера 25 н "Разрешение сброса" с ждущего мультивибратора 34. При одновременном поступлении этих сигналов сигнал фОшибкаф с декодера 25 через.элемент И 32 проходит на вход интегратора 35. Если частность обнаруженных ошибок на выходе декодера 25 превысит наперед заданную. величину,.001-0,1,.напряжение .на выходе интегратора 35 превысит заданный порог, при этом на выходе порогового элвмвнга 33 появляется сигнал фустановка корректора", который установит адаптивный корректор 18 иодновременно запустит ждущий мульти.вибратор 34. Ждущий мультивибратор34 при этом вырабатывает импульсдлительностью 1-. 5 с, который запрещаетпрохождвййв сигнала фОшибка" сдекодера 25 на интегратор 35 на время, необходимое для настройки адаптивною корректора 18,Введение новых блоков позволяет существенно повысить помехоустойчиаость передачи по отношению к ФлукТираж 677 Государственного комит елам изобретений и отк Москва, Ж, Раушска та СССРытий наб., д ул. Про