Устройство для преобразования сигналов

СОЮЗ СОЕЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 91 41,254 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОБРЕТЕНИЯ/ЬСТВУ ВТОРСК 6/24-098486. Бюл. У 20град, Б,С,Дан(56) Данилов Б.Си др. Устройствапреобразования сигналов передачи дан.ных, М.:Связь, 979, с. 111-121,Патент США У 4028626, кл. 325-3241977.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯСИГНАЛОВ(57) Изобретение относится ксвязи и м,б. использовано вре образования цифрового кавышается помехоустойчивостьчи сигналов данных, Устр-вогенератор, а также на передающейстороне: коммутатор, скремблер, двакодировщика, два формирователя спект.ра сигналов, два модулятора, трисумматора, ЦАП, выходной согласующийблок и дешифратор, а на приемной электроаппарату. нала, По- переда- содержит ваемыми в даонными симвоустраняетсяимеющий местмодуляцииДЦАК н БВТК. ПИСАНИЕ ИЗ 1234991 А стороне: входной согласующий блок, усилитель с АРУ, два демодулятора, преобразователь Гильберта, два АЦП, цифровой адаптивный корректор (ЦАК), блок управления корректором, матрицу поворота фазы, управляемый генератор, обратную матрицу поворота фазы, два анализирующих блока, формирователь сигнала ошибки, декодер, блок управления генератором, блок выделения тактовых колебаний (БВТК),. дискремблер, фазовращатель, дешифратор и блок формирования байтовой синхронизации. Цель достигается использованием в устр-ве абсолютного метода модуляции. При таком методе модуляция на передающей стороне осуществляется в соответствии с переданный момент информацилами. При этом в устр-веэффект обратной работы,о при абсолютном методеаны примеры выполнения2 з.пф-лы, 4 ил.12Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано ваппаратуре образования основногоцифрового канала.Целью изобретения является повышение помехоустойчивости передачисигналов данных,На фиг. 1 изображена структурнаяэлектрическая схема передающей стороны предложенного устройства; наФиг. 2 - структурная электрическаясхема приемной стороны предложенного устройства; на фиг, 3 - структурная электрическая схема цифровогоадаптивного корректора; на фиг.структурная электрическая схемаблока выделения тактовых колебаний.Устройство для преобразования сиг,налов содержит генератор 1, а на передающей стороне - коммутатор 2,скремблер 3, кодировщвк 4, первый ивторой формирователи 5 и 6 спектрасигналов, первый и второй модуляторы7 и 8, дополнительный кодировщик 9,первый сумматор 10 цифроаналоговыйпреобразователь 11, выходной согласу:ющий блок 12, дешифратор 13, второйи третий сумматоры 14 и 15, а наприемной стороне - входной согласующий блок 16, усилитель 17 с автоматической регулировкой усиления ЛРУ,первый и второй демодуляторы 18 и 19преобразователь 20 Гильберта, первый и второй аналого-цифровые преобразователи (АЦП) 21 и 22, цифровойадаптивный корректор 23 блок 24управления корректором, матрицу 25поворота Фазы, управляемый генератор26, обратную матрицу 27 поворота Фазы, первый и второй анализирующиеблоки 28 и 29, Формирователь 30 сигнала ошибки, декодер 31 блок 32 уп"равления генеоатором, блок 33 выделения тактовых колебаний, дескремблер34, фазовращаетль 35, дешифратор 36,блок 37 формирования байтовой синхро.низации.Цифровой адаптивный корректорсодержит первую и вторую линии 38и 39 задержки с отводами, первыйи второй сумматоры 40 и 41, блок 42Формирования логической единицы,первый 43, вторые 44, третьи 45,четвертый 46, пятые 47, шестые 48,седьмой 49 регуляторы отводов.Блок выделения тактовых колебаний содержит сумматор 50, первый ивторой блоки 51 и 52 умножения,первый и второй блоки 53 и 54 вычи 34991 2тания, первый и второй элементы 55и 56 задержки, Формирователь 57 тактовых колебаний,Устройство работает следующимобразом.Передаваемая информация в Формебинарной последовательности поступает на скремблер 3, Назначение скремблера 3 - гарантировать псевдослучайный характер передаваемых сигналов,необходимых для предотвращения концентрации энергии на отдельных небольших участках диапазонаи дляобеспечения правильной работы приемной стороны, С выхода скремблера 3информационная последовательностьпоступает на кодировщик 4, где осуществляется распределение передаваемой информации по двум подканалам(К и Я), в каждом из которых онапреобразуется и кодируется в соответствии с методом квадратурной амплитудной модуляция (КАМ).После кодировщика 4 сигнал покаждому подканалу через соответствующие сумматоры 14 и 15 поступает на формирователи 5 и 6 спектра сигналов, которые придают спектру передаваемых сигналов заданную Форму (требуемое скругление спектра),С выходов формирователей 5 и 6спектра сигналы поступают на соответствукнцие модуляторы 7 и 8, где перемножаются с несущим колебанием, формируемым в генераторе 1. В подканалах К и Я несущие колебачия имеют одну и ту же частоту К, но отличаются по фазе на/2, а модулированные сигналы на выходах модуляторов 7 и 8 в подканалах К и Я соответственно имеют вид 1(г.) сов 2 МН и й вп Ж .Затем модулированные сигналы подканалов К и Я объединяются в сумматора 10,После сумматора 10 цифровой сигнал, имеющий Форму отсчетов 1"разрядных чисел, преобразуется н аналоговую Форму посредством цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) 11, С выхода ЦАП 11 сигнал через выходной согласующий блок 12 поступает на выход передающей стороны. В выходном согласующем блоке 12 осущес гвляется перенос спектра сигнала в требуемый диапазон (в первом канале - в диапазон 64 - 80 кГц, во втором канале - в диапазон 88 -3 204 кГц) посредством колебания, поступающего с генератора 1.В устройстве используется абсолютный метод модуляции. При таком ме.тоде модуляция на передающей сторонеосуществляется в соответствии с передаваемыми в данный момент информационными символами (в отличие ототносительного метода модуляции, прикотором значение, например, фазысигнала в рассматриваемый момент зависит от предыдущего состояния),Для устранения эффекта "обратной работы", имеющей место приабсолютном методе модуляции, вустройстве применен следующий способСигналы с выходов кодиронщика 4поступают на первый дешифратор 13,который из общего потока сигналоввыделяет сигналы с координатами,мапример, +3/+3 (первая цифра обозначает значение сигнала по подканалу К , вторая - по подканалу Я).Выделенный таким образом сигналпоступает на дополнительный кодировщик 9, на первый вход которого черезкоммутатор 2 от генератора 1 поступает сигнал, частота которого в 8раз меньше частоты поступления инфор.мационных символов. В случае совпадения импульса последовательности свыхода коммутатора 2 с выделеннымдешифратором 3 положением сигнала,имеющим вид, например, логическойединицы, в дополнительном кодировщике 9 формируется сигнал, например,с координатами +1/+1,Сформированный таким образомсигнал поступает на формирователи5 и 6 спектра сигналонф через сумматоры 14 и 15, и которых, суммируясьс передаваемым сигналом +3/+3, преобразуется н сигнал с координатами+4/+4. При несовпадении сигнала свыхода дешифратора 13 с сигналом,поступающим с выхода коммутатора 2,на выход кодировщика 9 поступаетсигнал с координатами О/О. В соответстнии с рассмотренным принципомна входы формирователей 5 и 6 спект.ра сигналов транслируется передаваемый. сигнал без изменений. ФормиФруемый таким образом сигнал на передаче будет модулирован абсолютнымметодом.Описанное формирование абсолютного метода модуляции можно дополнительно использовать для передачибайтовой (октетной) синхронизации.34991 4 40 45 50 55 5 10 15 20 25 ЗО 35 Наличие такого вида синхронизации определяется требованиями к аппаратуре основного цифрового канала В этом случае на вход синхронизации . устройства поступает сигнал байтовой синхронизации от внешнего источника. При этом в кодировщике 9 формируется сигнал +1/+1 н случае совпадения (по времени) сигналов с выхода дешифратора 13 и байтовой син хронизации, поступающей через коммутатор 2.Принимаемый сигнал, поступающий на вход приемной стороны, через входной согласующий блок 16 поступает на усилитель 7 с АРУ. АРУ поддерживает номинальный выходной уровень сигнала при его изменении на входе, В состав усилителя 7 с АРУ включен преобразователь, включаемый. на выходе усилителя 17 и осуществляющий перенос спектров сигнала перво го и второго каналов к более низкой несущей частоте.Демодуляторы 18 и 19 подканалон К и Ц состоят иэ последовательно соединенныхперемножителей и фильтров нижних частот, служащих для подавления побочных продуктов преобразования, поцучающихся после демодуляции, а также для подавления влияния сигнала другого канала. При этом демоцулирующие несущие, поступающие от генератора 1 на демодуляторы 18 и 19, ортогональны друг другу. Эта ортогональность обеспечивается преобразователем Гильберта 20. После демодуляции сигналы подканалов К и Я поступают на АЦП 21 и 22, на выходах которых в отсчетные моменты нремени, определяемые тактовой частотой, они преобразуются в цифровую форму (вид К-разрядных кодовых комбинаций). Далее для коррекции межсимвольных искажений, обус ловленных неидеальностью частотных характеристик канала связи, сигналы поступают на цифровой адаптивный корректор 23, который имеет скрещенную структуру, которая позволяет корректировать как симметричные искажения в подканалах К и Я, так и асимметричные искажения, следствием которых является взаимное влияние между сигналами подканалон К и (1. Далее через матрицу 25 поворота фазы сигналы поступают на анализирующие блоки 28 и 29, которые из сигналов1234991 510 45 50 55 К Яа, и а; формируют оценки этих сигнала лалов а; и а т,е. эталонные значения ближе всего к которым (в смыслерасстояния) находится сигнал.Таким образом, в анализирующихблоках 28 и 29 принимаются решенияо значении сигнала на выходе матрицы 25 поворота фазы. Оценки сигналов,поступающие с выходов анализирующихблоков 28 и 29, декодируются в декодере 31 и преобразуются в форму бинарной последовательности, имеющейчастоту следования информационныхсимволов.После дескремблера 34 сигнал имеет вид передаваемой информационнойпоследовательности данного канала,поступающей на выход приемной стороны,По результатам сравнения сигналов на входе и выходе каждого анализирующего блока 28 и 29 в формирователе 30 сигнала ошибки вырабатываются сигналы ошибок 1 а и 1 1 соответственно подканалов К и Я; а ла Я ЛЯ1 а. - а 1 а -аф ц Сигналы ошибок 1 и 1 использует 6ся для формирования сигналов, управляющих настройкой цифрового адаптивного корректора 12, а также для управления матрицей 25 поворота фазы и обратной матрицей 27 поворота фазы. сМатрица 25 поворота фазы и обратная матрица 27 поворота фазы совместно с управляемым генератором 26 и блоком 32 управления генератором осуществляют синхронизацию устройства. В управляемом генераторе 26 формируются значения зъп 8; и соз В;, где 9; - погрешность установки фазы сигнала, посредством которого осуществляется несинхронная демодуляция. В матрице 25 поворота фазы осуществляется исправление (компенсация) искажений, вызванных погрешностью 6; в фазе несущей. Определение величины осуществляется по результатам обработки принимаемого информационного сигнала в блоке 32 управления генератором, На демодуляторы 18 и 19 при таком построении устрой" ства подаются колебания от генератора 1 через фазовращатель 35. Обратная матрица 27 поворота фазы, включаемая в цепи управления цифрового адаптивного корректора 23, необходима для правильной работы цифрового адаптивного корректора 23 при наличии погрешностей фазы несущей.Для осуществления подстройки фазы тактовых колебаний в устройстве предусмотрен блок 33 выделения тактовых колебаний.Выделение байтовой синхронизациина приемной стороне осуществляетсяследующим образом.На дешифратор 36 поступают сигнаа йлы а, и а, с выхода матрицы 25 поворота Фазы. В дешифраторе 36 осуществляется выделение сигналов, соответствующих приему сигнала с координатами +4/+4. Если выделенный вектор сигнала с этими координатамисоответствует переданному вектору,то фаза несущего колебания на приеме установлена идеально, если же выделенный вектор сигнала находится вдругом квадранте, то необходимо повернуть Фазу несущего колебания налугол, равный ш в , где ш - номер квадранта, в котором зарегистрированпринимаемый сигнал .Поскольку этот сигнал должен располагаться в первом квадранте, тона основании сигнала о номере квадранта в дешифраторе 36 вырабатывается сигнал управления для подстройки несущего колебания посредствомФазовращателя 35. Формула изобретения 1. Устройство для преобразования сигналов, содержащее генератор, а на передающей стороне скремблер, выход которого соединен с входом Кодировщика, первый и второй Формировате ли спектра сигналов, выходы которых подключены к первым входам соответственно первого и второго модуляторов, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами первого сумматора, выход которого через цифроаналоговый преобразователь подключен к первому входу выходного согласующего блока, второй вход которого подключен к первому выходу генератора, второй, третий и четвертьй выходы которого соединены соответственно с вторым входом пер7 12вого модулятора, с вторым входом второго модулятора и с вторыми объе диненными входами первого и второго формирователей спектра сигналов, а на приемной стороне - входной согласующий блок, выход которого соединен с первым входом усилителя с автоматической регулировкой усиления, выход которого соединен с первыми входами первого и второго демодуляторов, выходы которых подключены к первым входам соответственно первого и второго аналого-цифровых преобразователей выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами цифрового адаптивного корректора, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам матрицы поворота фазы, первый выход которой соединен с входом первого анализирующего блока и с первым входом формирователя сигнала ошибки, второй вход которого подключен к второму выходу матрицы поворота фазы и к входу второго анализирующего блока, выход которого соединен с третьим входом формирователя сигнала ошибки, с первым входом блока выделения тактовых колебаний, с первым входом блока управления генератором и с первым входом декодера, второй вход которого подключен к выходу первого анализирующего блока, к четвертому входу формирователя сигнала ошибки, к второму входу блока выделения тактовых колебаний и к второму входу блока управления генератором, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с третьим и четвертым входами блока выделения тактовых колебаний, соответственно с первым и вторым выходами формировате .ля сигнала ошибки и соответственно с первым и вторым входами обратной матрицы поворота фазы, первый и второй выходы которой подключены соответственно к первому и второму входам блока управления корректором, выход которого соединен с управляющим входом цифрового адаптивного корректора, третий выход которого соединен с третьим входом блока управления корректором, тактовый вход которого подключен к выходу блока выделения тактовых колебаний, к вторым входам первого и второго аналого-цифровых преобразователей, к тактовому входу дескремблера и к такто"50 55 ду обратной матрицы поворота фазы,2. Устройство по п.1, о т л и " ч а ю щ е е с я тем, что цифровой адаптивный корректор содержит первую и вторую линии задержки с отводами, регуляторы отводов, первый и второй сумматоры и блок формирования логической единицы, первый выход которого соединен с входом первого регулятора отводов, выход которого подключен к первому входу первого суммато 34991 8вому входу декодера, выход которого соединен с сигнальным входом дескремблера, выход блока управления генератором подключен к входу управляемого генератора, второй вход второго демодулятора подключен к выходу преобразователя Гильберта, вход которого соединен с вторым входом первого демодулятора и с пятым выходом10 генератора, шестой выход которого соединен с вторым входом усилителя с автоматической регулировкой усиления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения помехоустойчивости передачи сигналов данных, введены на передающей стороне второй и третий сумматоры, дешифратор, дополнительный кодировщик и коммутатор, выход которого соединен с первым входом дополнительного кодировщика, второй вход которого подключен к выходу дешифратора, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам кодировщика и к первым входам соответственно второго и третьего сумматоров, вторые входы которых соединены с выходом дополнительного кодировщика, выходы второго и третьего сумматороь соединены с вторыми входами соответственно первого и второго формирователей спектра сигналов, седьмой выход генератора соединен с первым вх дом коммутатора, а на приемной стс.роне введены фазовращатель, дешифратор и блок формирования байтовой синхронизации, вход которого подклю.чен к первому выходу дешифратора, второй выход которого соединен с первым входом фазовращателя, первый выход которого соединен с третьим входом матрицы поворота фазы, первый и второй выходы которой соедине.ны соответственно с первым и вторым входами дешифратора, выход управля емого генератора соединен с вторымвходом фазовращателя, второй выходкоторого подключен к третьему вхо 1234991ра и к выходам вторых регуляторов отводов, входы которых соединены с соответствующими первыми выходами первой линии задержки с отводами, с первыми входами соответствующих третьихрегуляторов отводов и с первыми соответствующими выходами второй линиизадержки с отводами, выходы третьихрегуляторов подключены к второмувходу первого сумматора и к выходучетвертого регулятора отводов, входкоторого подключен к второму выходувторой линии задержки с отводами,третьи выходы которой соединеныс входами пятых соответствуюшихрегуляторов отводов, выходы которыхподключены к первому входу второгосумматора, второй вход которого соединен с выходами шестых регуляторовотводов и с выходом седьмого регулятора отводов, вход которого соединен с вторым выходом блока формированиялогической единицы, вторые выходыпервой линии задержки с отводамисоединены с входами шестых регуляторов отводов, при этом управляющиевходы первого регулятора отводоввторых регуляторов отводов, третьихрегуляторов отводов, четвертого регулятора, пятых, шестых и седьмогорегуляторов отводов являются управляющим входом цифрового адаптивногокорректора, первым и вторым входамикоторого являются сигнальные входысоответственно первой и второй линийзадержки с отводами, выходы первого и второго сумматоров являются соответственно первым и вторым выходами цифрового адаптивного корректора, третьим выходом которого являются первые выходы первой линии задержки с отводами и первые и вторые выходы второй линии задержки с отводами,3, Устройство по п,1, о т л и 10 ч а ю щ е е с я тем, что, блок выделения тактовых колебаний содержит формирователь тактового колебания, сумматор, два блока умножения, два блока вычитания и первый и второй элементы задержки, выходы которых соединены с первыми входами соответственно первого и второго блоков вычитания, выходы которых соединены с первыми входами соответственно первого и второго блоков умножения, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам сумматора, выход которого соединен с входом формирователя тактового колебания, входы первого и второго элементов задержки соединены с вторыми входами соответственно первого и второго блоков вычитания и являются первым и вторым входами блока выделения тактовых колебаний, третьим и четвертым входами которого являются вторые входы соответственно первого и второго блоков умножения, выход формирователя тактового колебания является выходом блока выделения тактовых колебаний.234991 г.д ис оставитель О.Геллерехред И.Попович орректор Г,Решетник актор К.В ук аз 2991/ ВНИИП 13035 изводственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная,Тираж 62 осударств делам из сква, Жнногорете Рауш Подписное комитета СССР ий и открытий ская наб д.4/5