Формирователь сигналов многократной манипуляции

СООЗ СОВЕТСНИ)1СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ .РЕСПУБЛИК 19) И 1) БРЕТЕНИ ЬСТВ ОГО лектроо вии изтсясигнатвод- опретатора лок паержки, источГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Новосибирский электротехнический институт связи им. Н,Д, Псурцева (72) В.В. Лебедянцев, К,И. Жуковский и С.А. Жарков(56) Мизин И.А. и др. Передача инфор мации в сетях с коммутацией сообщений. М.: Связь, 1972, с. 146.Авторское свидетельство СССР У 588614, кл, Н 03 С 5/00, 1976,(54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ СИГНАЛОВ МН КРАТНОЙ МАНИПУЛЯЦИИ(57) Изобретение относится к э связи и может быть использован устройствах передачи информаци мерительных приборах. Уменьшаю нелинейные искажения выходного ла. Устройство содержит многоо ную линию задержки (ЛЗ) 1, код образователь (КП) 2, два комму (К) 3 и 8 на переключателях, б мяти (БП) 4, и элементов 5 зад и аттенюаторов 6, сумматор 7 и Н 04 Ь 27/00 Н 03 С 5/00 ник 9 тактовых сигналов, На выходесумматора 7 формируются сигналы требуемой формы при соответствующем выборе структуры цифровой ЛЗ, образуемой определенными комбинациями элементов 5 задержки и переключателейК 3 и 8При Фазовой или амплитуднойманипуляции параметры сигнала изменяются путем подачи с выходов КП 2через переключатели К 3 сигналов,изменяющих состояние соответствующихэлементов 5 задержки. При частотнойманипуляции с помощью БП 4 и переклю"чателей К 8 по сигналу с выхода КП 2,подключенного к входу БП 4, происходит перестройка структуры цифровойЛЗ, При комбинированной манипуляциипроисходит изменение состояния цифровой ЛЗ и перестройка ее структуры.Устройство Формирует синусоидальныйсигнал с Фазовой, частотной и амплитудной манипуляциями. Может бытьосуществлена манипуляция одновремен"но всех трех параметров: начальнойФазы, частоты и амплитуды. Цель достигается введением КП 2, К 3 и 8 иБП 4. 6 ил., 4 табл,Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано вустройствах передачи информации различного назначения, а также в измерительных приборах,Цель изобретения - уменьшение нелинейных искажений выходного сигнала.На Фиг. 1 изображена структурнаяэлектрическая схема предлагаемогоформирователя сигналов многократнойманипуляции; на Фиг. 2 - аппроксимация сигнала ступенчатой функцией;на фиг. 3 - структура цифровой линиизадержки с обратной связью при генерации сигнала частоты Г,; на Фиг. 4структура цифровой линии задержкидля генерации сигнала с частотамии Г,; на Фиг. 5 - временные диаграммы для амплитудной манипуляции;на Фиг. 6 - временные диаграммы управляющих импульсов для случая Г =В,М=З п=б.Формирователь сигналов многократной манипуляции содержит многоотводнуго линию 1 задержки, кодопреобразователь 2, первый коммутатор 3, блок4 памяти, и элементов 5, -5задержкии аттенюаторов бг -6, сумматор 7,второй коммутатор 8, источник 9 тактовых сигналов. 30Формирователь сигналов многократной манипуляции работает следующимобразом.На выходе сумматора 7 можно Формировать сигналы требуемой Формы, если Зсоответствующим образом выбратьструктуру цифровой линии задержки,образуемой определенными комбинациями элементов 5, -5 задержки, переключателей 3, -3 первого коммутатора 403 н переключателей 8 -8, второго коммутатора 8,Предварительно, задавая коэффициенты аттенюаторов 6,-6 исходя изтребуемой Формы выходного сигнала, црассчитывается двоичная последовательность которую должна Формироватьуказанная цифровая линия задержки.Затем по найденной двоичной последовательности сиятезируетсл цифровая рлиния задержки с обратной связьго.При этом изменение параметров формируемого сигнала в момент манипуля"ции осуществляется путем подачи свыходов кодопреобразователя 2 черезпереключатели 3, "3, первого коммутатора 3 сигналов, изменяющих состояние соответствующих элементов 5, -5 п задержки при осуществлении фазовойили амплитудной манипуляции,Для осуществления частотной манипуляции с помощью блока 4 памяти ипереключателей 8, -8, второго коммутатора 8 по сигналу с выхода кодопреобразователя 2, подключенного квходу блока 4 памяти, происходитперестройка структуры цифровой линиизадержки.Для осуществления комбинированнойманипуляции в момент манипуляции происходит изменение ее состояния иперестройка ее структуры.Формирование синусоидального сигнала с фазовой манипуляцией производится следующим образом.Если необходимо сформировать синусоидальный сигнал с амплитудой, равной единице, частотой Г , то следуетобеспечить набор начальных фаз О, 90,180, 270 . Исходя из заданной точности аппроксимации и учитывая количество начальных Фаз, аппроксимируют синусоидальный сигнал ступенчатой Функцией, состоящей из двенадцати прямоугольных импульсов, т.е. период двоичной последовательности р=12 (фиг.2).Тогда длина цифровой линии задержкиможет быть равна шести. Количествоотводов при этом также будет равношести. Так как на выходе цифровойлинии задержки в простейшем случаесигнал однополярный, то синусоидальный сигнал формируется с постояннойсоставляющей (в данном случае равнойединице). Постоянную составляющуюв случае необходимости легко устранить, например, с помощьго конденсатора, подключенного к выходу сумматора.Задают в качестве коэффициентов К передачи аттенюаторов 6 -6 разб ности между величинами соседних от- счетов синтезируемой синусоиды. В данном случае К,=0,14; К =0,36;0 5 К 4 0 5 К 0 36 К 0 14, 0 т ределяют двоичную последовательность, которую должна генерировать цифровая линия задержки с обратной связью.Для этого составлягот систему уравнений, описывающую соотношение между значениями двоичных символов Х; генерируемых цифровой линией задержки, коэффициентами К; передачи аттегггоаторов 61-бп и отсчетами а; формуемого сигнала на выходе сумматора 7,. Пользуясь методами определенияобратной связи для получения найденной последовательности 000000111111, можно найти, что инверсный выход по следнего шестого элемента задержки 5, -56 должен быть соединен с входом первого элемента задержки 6, (фиг.3). Состояние каждого элемента 5 -5 зан держки для каждого такта и соответ ствующая величина напряжения на выходе сумматора , а также соответствующие фазы сигнала приведены в табл. 1.Из табл. 1 следует, что каждой фазе сигнала соответствует определен ная комбинация из единиц и нулей, .записанная в элементы 5, -5 задержки. Следовательно, изменение фазы сигнала в момент манипуляции можно осуществить путем записи в элементы 30 5, -56 задержки соответствующих комбинаций из единиц и нулей.Формирование сигнала с частотной манипуляцией производится следующим образом.Получить колебание с амплитудой, равной 1, и частотой Г в полтора раза большей, чем в вышерассмотренном примере, теувеличить частоту в требуемое число раз, можно обеспечить 40 исключая, например, 3, 5, 9 и 11 "ступеньки" из аппроксимирующей функции (фиг. 2), Соответственно из набора комбинаций единиц и нулей, приведенных в табл. 1, нужно исключить 3, 5, 9 и 11 комбинации. Это можно сделать изменив структуру цифровой линии задержки так, чтобы входы третьего 5 и пятого 5 элементов задержки были подключены соответствен но к выходам первого 5 и третьего 5 элементов задержки. Цифровая линия задержки с изменяемой структурой изображена на фиг. 5. Состояние каждого элемента 5, -5 задержки для каждого такта и соответствующая величина напряжения на выходе сумматора7, а также соответствующие значения фазы сигнала приведейы в табл.2Принцип изменения начальной фазыколебания с частотой Г остаетсяпрежним,Формирование сигнала с амплитудной манипуляцией производится следующим образом.Амплитудную манипуляцию можноосуществить, если в качестве исходнойвыбрать не нулевую комбинацию, акомбинацию, содержащую в определен"ных, симметрично расположенных относительно середины местах,единицы.Пусть в качестве исходных при формировании частоты Г, выбраны комбинации 010010 и 100001, Изменениесостояний элементов 5, -5 задержки изначения сигнала на выходе сумматорапредставлены в табл. 3,Соответствующие временные диаграммы сигналов приведены на фиг. 5.Таким образом, изменение амплиту ды и фазы сигнала осуществляетсяпутем записи в элементы 5 -5 задержки в моменты манипуляции соответствующих комбинаций единиц и нулей, аизменение частоты путем измененияструктуры цифровой линии задержкив момент манипуляции. При увеличенииее длины точность формирования сигнала будет повышаться, будет расширяться набор начальных фаз и возможныхзначений частот и амплитуд,Когда манипуляции подвергаютсяодновременно все три параметра формируемого колебания, т.е, начальнаяфаза, частота и амплитуда, формирователь сигналов многократной манипуляции работает следующим образом.Бинарные сигналы, полученные изпередаваемой информационной последовательности предварительным перекодированием, подаются на вход многоотводной линии 1 задержки и продвигаются по ней благодаря продвигающим им"пульсам, поступающим с второго выхода источника 9 тактовых сигналов,Состояние первого элемента многоотводной линии 1 задержки определяетзначение начальной фазы ("1"-0оФа ), состояние второго элемента - значение амплитуды (-фА,-"1,"0"-А =0,72), состояние третьего элемента - значение частоты ("1"-фГ011)гВ соответствии с табл. 1"3 втабл. 4 сведены возможные сочетанияИсходя из принципа работы устройства, можно определить необходимое соотношение частот следования синхроцизированных управляющих импульсов ца выходах источника 9 тактовых сигналов (Фиг. 6), Эти соотношения следуощие;55выем (а) 12 вых (ее) М 8 г 9-.(9) -В где Б - скорость манипуляции в канале связи;состояний элементов многоотнодной линии 1 задержки, параметрон Форми,руемого колебания и соответствующихкомбинаций единиц и нулей, которыеФдолжны быть записаны н элементы 5,-5задержки и блок 4 памяти в моментманипуляции,С помощью кодопреобразователя 2происходит перекодирование содержимо- Ого элементов многоотводной линии 1задержки в соответствующую комбинацию единиц и нулей, записываемую вмомент манипуляции в блок 4 памятии элементы 5,-5 д задержки. После 15заполнения многоотводной линии 1 задержки под действием импульса с третьего выхода источника 9 тактовыхсцгцалон выходы переключателей 3, -Зпзамыкаются с первыми сигнальными 20нходамц, благодаря чему осуществляется запись комбинации единиц и нулейв элементы 5,-5 задержки. При этомн блок 4 памяти с соответствующеговыхода кодоцреобразонателя 2 (для 25данпого случая с седьмого) записывается "1", вследствие чего после изменения состояния элементон 5,-5 за"держки сигналом с выхода блока 4 па"мяти эа счет переключателей 8,"8,о 30происходит 1 изменение структуры цифровой линии задержки (если необходимо Формировать синусоиду с частотойГ ). Если в блок 4 памяти будет записан "О", то переключатели 8-Зд ос-З 5таются в том же положении ц Формируется синусоида с частотой Х , Далеепод действием управляющих импульсовс первого ныхода источника 9 тактовыхсигцалои происходит продвижение ком" 40бицации из единиц и нулей, записанной в цифровую линию задержки, доследующего момента. манипуляции, приэтом ца выходе сумматора 7 будетиметь место сигнал с требуемой амплитудой, фазой и частотой,1, - нижняя частота формируемогоколебания;М и и - соответственно количествоэлементов многоотнодной линии1. задержки и элементов 5-5задержки,Ф о р м у л а и эо б р е т е н и яФормирователь сигналов многократной манипуляции, содержащий многоотводцую линию задержки, а также и элементов задержки, инверсный выход каждого иэ которых соединен через соответствующий аттешоатор с сумматором, источник тактовых сигналов; первый и второй выходы которого соединены соответственно с тактовыми входами и элементов задержки и тактовым входом многоотнодной линии за" держки, информационный вход которой является входом Формирователя сигналов многократной манипуляции, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения нелинейных искажений выходного сигнала, в него введены кодопреобразователь, первый коммутатор, содержащий и переключателей, второй коммутатор, содержащий ш переключателей, и блок памяти, при этом первый, второйи-й выходы кодо- преобразователя соединены с первыми сигнальными входами соответственно первого, второгои-го переключателей первого коммутатора, , а (и+1)-й выход кодопреобразователя соединен с сигнальным входом элемента памяти, второй сигнальный вход первого переключателя первого коммутатора соединен с инверсным выходом и-го элемента задержки, вторые сигнальные входы второго, третьего. и-го переключателей первого коммутатора соединены с неинвертирующими выходами соответственно первого, второгои-го элементов задержки, первый сигнальный вход каждого из ш переключателей, второго коммутатора соединен с информационным входом соответствующего К-го элемента задерж.ки, выход каждого из ш переключателей второго коммутатора соединен с входом соответствующего (К+1)-го элемента задержки, второй сигнальный вход каждого из ш,переключателей второго коммутатора соединен с выходом соответствующего (К+1)-го переключателя пер1231 вого коммутатора, выход каждого из остальных переключателей первого коммутатора соединен с информационным входом последующего по порядковому номеру элемента задержки, тактовые входы всех переключателей первого и второго коммутаторов и блока памяти соединены с третьим выходом источника тактовых сигналов, выход блокаТаблица 1 10 Та блица 2 9 такфаза сигнала, град. Значения Состояниеэлементовзадержки Состояние элементов Фаза сигнала, град Значения У такта выходного сигвыходно го сигта 15 задержки нала;Таблица 3 Амплитуда А =6,28 Амплитуда А 0,72 У так- Состояние ВыхоДной Фаза, та элементов сигнал град,задержки Состояние Выходнойэлементов сигналзадержки 1 О 0010 0,72 270 00001 0,28 2 101001 0,78 3 О 010000 , 0,36 3 010100 0,86 330 101000 0,64 4 101010 1,00 0 10100 1,00 11010 1,36 5 110101 1,14 30 5 111100 6 111110 7 111111 8 011111 622 8памяти соединен с управляющими входами переключателей второго коммутатора, причем К= - +( -), где хяпорядковый номер переключателя второго коммутатора; ш=п- - , где Гьверхняя частота формйруемого сигнала; ьГ - разность между верхней и нижней частотами формируемого сигнала1233622 1 О Продолжение табл.З аплитуда А щб,28 Амплитуда Состояние Выходной фаза, элементов сигнал град. задержки 9 такта Состояниеэлементовзадержки 6 011010 1,22 60 7 101101 1,28 90 1111010111 О 1,64 1,72 8 010110 1,22 120 101111 9 101011 1,14 150 010111 10 010101 1,00 180 001011 11 001010 0,86 210 000301 1,64 1,36 1,00 0,64 12 100101 0,78 240 000010 0,36 Т а б л и ц а 4 Параметры формируемогоколебания Записываемаяв элементах Состояф ние блока 4 пазадержки5 -5 в моЪмент манипуляции комби- нация Часто 3-й элемент 1"й зле-й элемент мент Амплимяти та туда 180 0,72 Г011001 0 0,72 Г 100110 80 10 й 000111 0 1,0 Г О 0 0 180 0,72 0 0 0 0 00 Соатояние элементов много"отводной линии 1 задержки Начальная фаза,град. 0 0,72 13 180 1,0О 1,О А 0,72фВыходносигнап 001011110100 000111 111000123622 Составитель Г. ЗахарченкоТехред О.Гортвай, Корректор С. Черни Редактор А. Ренин Заказ 2662/58 Тираж 624 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретеннй и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская, наб д. 4/5