Генератор функций лагерра

/26 с ЕТЕНИЯ ЬСТВУ 2 е р ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ОПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИДЕ(56) 1, Авторское свидетельство С СР В 475614, кл. С 06 Р 1/02, 1973.2. Мирский Г.Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов, М., "Энергия", 1971, с. 157, рис. 4-18 б (прототип).,(54)(57) ГЕНЕРАТОР ФУНКЦИЙ ЛАГЕРРА, ,содержащий генератор импульсов и основной канал формирования колебаний, состоящий из 8 последовательно соединенных формирующих блоков, где 8 - максимальный порядок .формируемых функций Лагерра, первый формирующий блок состоит из последовательно соединенных интегратора и буферного каскада, каждый из остальных формирующих блоков содержит ортогональный фильтр, выполненный в виде последовательно соединенных кС - четырехполюсника и буферного каскада, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности эа счет формирования функций Лагерра с изменяющимся масштабным множителем при сохранении их ортогональнос" ти, он дополнительно содержит делители частоты и дополнительные каналы формирования колебаний, каждйй иэ которых состоит из последовательно соединенных формирующих блоков, первый формирующий блок в каждом дополнительном канале включает последовательно соединенные интегратор и буферный каскад, каждый иэ остальных формирующих блоков содержит ортогональный фильтр, выполненный в виде последовательно соединенного 8 С - четырехполюсника и буферного каскада, причем входы интеграторов всех каналов формирования колебаний через соответствующие делители час-. тоты подключены к выходу генератора импульсов, число формирующих блоков в каждом дополнительном канале формирования колебаний равно номеру этого дополнительного канала формирования колебаний, выходами генератора являются выходы последних формирующих блоков дополнительных каналов формирования колебаний и выходы формирующих блоков с номерами от М/2 до Н основного канала формирования колебаний, число дополнительных каналов формирования колебаний определяется из соотношения 11/2 и Йи соответственно при четном ом числе функций Лагерра, фомых генератором,-551Изобретение относится к специали"зированным средствам вычислительнойтехники и может быть использовано врадиотехнической аппаратуре и аппаратуре связи для генерирования сложных колебаний, описываемых функциямиЛаггера,Известен генератор функций, обеспечивающий Формирование временныхфункций: синусоидальных, показательных, логарифмических, тригонометрических, гиперболических 11 .Однако известное устройство имеетсложную конструкцию и формируемыепри этом колебания занимают широкуюуолосу частот.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсягенератор функций Лагерра, содержащий соединенные последовательно генератор импульсов и канальный узел,имеющий г последовательно соединенных (где 8 . - число функций, формируемых генератором) канальных блоков, первый из которых включает соединенные последовательно интегратори буферный каскад, с выхода которогоснимается колебание, описываемоефункцией Лагерра нулевого порядка,а (И - 1) последующих канальных блоков - соединенные последовательноскрещенный четырехполюсник на 1 С -элементах и буферный каскад, с выхода которого снимается колебание,описываемое функцией Лагерра соответствующего порядка (зависит от числаканалов) 2,Недостаток данного генератора -низкая временная загрузка каналовпри использовании в многоканальныхсистемах связи с переносчиками, опи"сываемыми функциями Лагерра.Целью изобретения является повышение производительности за счетформирования функций Лагерра с изменяющимся масштабным множителемпри срхранении их ортогональности.Поставленная цель достигаетсятем, что в генератор функций Лагерра, содержащий генератор импульсови основной канал формирования колебаний, состоящий из М последовательно соединенных формирующих блоков,где- максимальный порядок формируемых функций Лагерра, первый формирующий блок состоит из последовательно соединенных интегратора и буферно"го каскада, каждый из остальных формирующих блоков содержит ортогональ 37487 1 ный фильтр, выполненный в виде последовательно соединенных НС -четырехполюсника буферного каскада, введеныделители частоты и дополнительные каналы формирования колебаний, каждыйиз которых состоит иэ последовательно соединенных формирующих блоков,первый формирующий блок в каждомдополнительном канале включает последовательно соединенные интегратор и буферный каскад, каждый из остальныхФормирующих блоков содержит ортогональный фильтр, выполненный в видепоследовательно соединенного 1 С -четырехполюсника и буферного каскада,причем входы интеграторов всех каналов формирования колебаний через соответствующие делители частоты подключены к выходу генератора импульсов, число формирующих блоков в каждом дополнительном канале формирования колебаний равно номеру этого дополнительного канала формированияколебаний, выходами генератора являются выходы последних формирующихблоков дополнительных каналов формирования колебаний и выходы формирующих блоков с номерами от Н/2 до основного канала формирования колебаний, число дополнительних каналов формирования колебаний определяетсяКиз соотношения /2 и 2 соответственно при четном и нечетном числе функций Лагерра, формируемых генератором.На фиг.1 представлена функциональная схема генератора функций Лагерра; на фиг.2 - графическая зависимость функций переносчиков от нулевого до третьего порядка; на фиг.3 - таблица результатов расчета величины интерва" ла ортогональности переносчиков типа функций Лагерра при разном числе каналов.Генератор функций Лагерра на примере четырехканального варианта содержит три канала: основной 1 и дополнительные 2 каналы формирования колебаний, Основной канала 1 имеет четыре последовательно соединенных формирующих блока, первый из которых включает соединенные последовательно интегратор 3 и буферный каскад 4, с выхода которого снимается колебание,одисываемое функцией Лагерра нулево-го порядка, а второй, третий и четвертый - соединенные последовательноскрещенный четырехполючник 5 на С -3 11 элементах и буферный каскад 6, с выхода каждого из которых снимаются колебания, описываемые функциями Лагерра соответственно первого, второго и третьего порядков, делителя частоты 7. Второй дополнительный канал формирования колебаний имеет два последовательно соединенных формирующих блока, первый из которых включает соединенные последовательно интег. ратор 8 и буферный каскад 9, а второй - соединенные последовательно скрещенный четырехполюсник 1 О и буферный каскад 11. С выходов буферных каскадов 9 и 11 снимаются колебания, описываемые функциями Лагерра соответственно нулевого и первого порядка. Имеются также генератор импульсов 12, а первый дополнительный канал формирования колебаний имеет один формирукнций блок, состоящий из интегратора 13 и буферного каскада 14 с выхода которого снимается колеба:ние, описываемое функцией Лагерра нулевого порядка.Генератор работает следующим образом.При включении питания с выхода генератора 12 импульсы поступают на входы делителей 7 частоты. Коэффициент деления делителей 1 выбирается в зависимости от числа дополнительных каналов и частоты следования импульсов в основном канале Г по следующему соотношению:Кнхм,где х х - соответственно вели.чина интервала ортогональности Ъ 1-тыхдополнИтельных и основных каналах;Г - частота генераторагвременных импульсов;Е - частота следованияимпульсов в оСновном канале; 37487 4 для колебаний на выходе основного канала СЮн 1 При этом длительность формируемых колебаний на выходах каждого канала будет разной за счет изменяющегося масштабного множителя Оь и определяется для колебаний на выходе х-того доцолнительного каналайЭ с х- целая часть отношехИ ния 2 5 м хн гдето=- =- М = Г х 1 х. ф 8 Н нГенератор функций Лагерра для четырехканального варианта, включающий основной и два дополнительных канала при частоте генератора 2, равной Е, имеет коэффициент деления делителя 7 , равный 50, а делителей 71 и 72 - соответственно 10 и 25.Импульсы с выхода делителя 7 часгтоты с частотой Г = подаются наК вход интегратора.На выходе интегратора 13 формируются колебания, описываемые функцией Лагерра нулевого порядка 1 (й) .О Эти колебания, с частотой следования 1, , подаются через буферный каскад 14 на выход генератора. Импульсы с выхода делителя 72 частоты второго канала с частотой следования й,- подаются на вход интеграто 2 ЭОра 8. С выхода интегратора колебания,описываемые функцией Лагерра нулевого порядка 2 (г.)через буферный каскад 9 подаются на вход скрещенногочетырехполюсника 1 О, на выходе кото рого формируются колебания, описывае-мые функцией Лагерра первого порядка(1). Эти колебания с частотой сле"дования Е 2 подаются через буферныйкаскад 11 на выход генератора.40Работа основного канала аналогична, при этом колебания, описываемыефункциями Лагерра нулевого и первогопорядков, на выход генератора не подаются, а снимаются только колебания, 45описываемые функциями Лагерра второго и третьего порядков.Использование изо 6 ретения позволя - ет создавать генераторы несущих коле"баний, которые обеспечивают увеличение пропускной способности каналовсвязи за счет максимальной временнойзагрузки.В частности, для четырехканального варианта генератор на том же так товом интервале формирует девять ортогональных переносчиков, описываемых функциями Лагерра нулевого, первого, второго и третьего порядков..11 При этом ортогональность переносчи-ков, описываемых функциями Лагерра нулевого порядка, в основном канале обеспечивается за счет смещения по времени на интервал, равный по величине периоду следования импульсов на выходе,".елителя 71, подключенного к входу первого дополнительного канала, а ортогональность переносчиков, описываемых функциями Лагерра первого порядка, в основном канале обеспечивается эа счет смещения по времени на интервал, равный по вели" чине периоду следования импульсов на выходе делителя 7, подключенного к входу второго дополнительного канала.На фиг.З приведены результаты расчета величины интервала ортогональности переносчиков типа функций ,Лагерра при равном числе каналов н ,допустимых в практике связи шумах .неортогональности менее 0,001, Из данных таблиц (фиг.З) и графических зависимостей (фиг.2 следует, что при постоянном масштабном множителе .в известной четырехканальной системе, использующей переносчики типа функций Лагерра от нулевого до третьего порядков, первый и второй каналы находятся в режиме недостаточной временной загрузки. При увеличении числа каналов (числа функций, формируемых генератором указанное обстоятельство проявляется все в большей. степени, На графиках по оси абсцисс отмечены граничные точки ин ,тервала ортокональности (точки С).При введении переменного масштаб-. ного множителя Ыцц, (что обеснечиваМ 374876ется в генераторе изменением частоты.следования импульсов, подаваемых насоответствующие входы генератора покаждому каналу - для формирования 5 функций - переносчика соответствующего порядка) достигается болееэффективное использование временного интервала, а именно для 4-канального варианта на базе первого канала 1 О могут быть дополнительно организованьг 4 резервных канала, на базе второго канала - 1 резервный канал(фиг.2). При этом с увеличением количества организуемых каналов (чис ла функций, формируемых генератором)величина выигрьппа увеличивается, вчастности для шестиканального варианта выигрьпп составляет 9 каналов(при этом на базе первого канала ор ганизуется 6 резервных, на базе.второго - 2, на базе третьего - 1 , для12-канального - 26 каналов для 15-9 )канального - 35 каналов (фиг.З).Таким образом, использование пред" 25 лагаемого генератора позволит дополнительно организовать в многоканаль-ной системе связи на базе 4 каналов,5 резервных каналов, на базе 6 -9,на базе 12 - 26, на базе 15 - 35 ка- ЗО налов. Таким образом, выигрыш состав"ляет соответственно 125; 150; 216,6233,3 Х.) Величина выигрьппа определяется изсоотношения: 141 хЭ