RU2027313C1 - Device for transmitting frequency-manipulated signals - Google Patents
Device for transmitting frequency-manipulated signals Download PDFInfo
- Publication number
- RU2027313C1 RU2027313C1 SU5033991A RU2027313C1 RU 2027313 C1 RU2027313 C1 RU 2027313C1 SU 5033991 A SU5033991 A SU 5033991A RU 2027313 C1 RU2027313 C1 RU 2027313C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- generator
- switch
- frequency divider
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Transmitters (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в радиосвязи, радиолокации, радиотелеметрии, радиоуправлении для формирования частотно-манипулированных сигналов. The invention relates to radio engineering and can be used in radio communications, radar, radio telemetry, radio control for the formation of frequency-manipulated signals.
Известно устройство для предачи частотно-манипулированных сигналов,содержащее генератор тактовой частоты, делитель частоты, генератор тактовой частоты, делитель частоты, генератор числовой последовательности, двоичный коммутатор. генератор функции Уолша, ключевую схему и источник постоянного напряжения [1]. A device for transmitting frequency-manipulated signals containing a clock generator, a frequency divider, a clock generator, a frequency divider, a numerical sequence generator, a binary switch. Walsh function generator, key circuit and constant voltage source [1].
Однако известное устойство обладает низкой скоростью передачи информации при заданной полосе пропускания канала. However, the known device has a low information transfer rate for a given channel bandwidth.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для передачи частотно-манипулированных сигналов, содержащее генератор числовой последовательности, двоичный коммутатор, генератор функций Уолша, ключ, источник постоянного напряжения, второй делитель частоты, третий делитель частоты, перемножитель и управляемый инвертор, причем выход генератора тактовой частоты соединен с входом первого делителя частоты, первым информационным входом двоичного коммутатора и тактовым входом генератора числовой последовательности, выход которого соединен с управляющим входом двоичного коммутатора, выход первого делителя частоты соединен с вторым информационным входом двоичного коммутатора, выход которого соединен с тактовым входом генератора функций Уолша, входы второго и третьего делителей частоты подключены к выходу двоичного коммутатора, а выходы - соответственно к первому и второму входам перемножителя, выход которого соединен с выходом генератора функций Уолша, выход управляемого инвертора соединен с вторым входом ключа, первый вход которого соединен с выходом источника постоянного напряжения, выход ключа является выходом устройства [2]. The closest in technical essence to the invention is a device for transmitting frequency-manipulated signals, comprising a numerical sequence generator, a binary switch, a Walsh function generator, a key, a constant voltage source, a second frequency divider, a third frequency divider, a multiplier and a controlled inverter, the generator output the clock frequency is connected to the input of the first frequency divider, the first information input of the binary switch and the clock input of the generator the output of which is connected to the control input of the binary switch, the output of the first frequency divider is connected to the second information input of the binary switch, the output of which is connected to the clock input of the Walsh function generator, the inputs of the second and third frequency dividers are connected to the output of the binary switch, and the outputs, respectively, to the first and second inputs of the multiplier, the output of which is connected to the output of the Walsh function generator, the output of the controlled inverter is connected to the second input of the switch, the first input of which is connected connected with the output of a constant voltage source, the key output is the output of the device [2].
Однако известное устройство обладает низкой скоростью передачи информации при заданной полосе пропускания канала. However, the known device has a low information transfer rate for a given channel bandwidth.
Целью изобретения является повышение скорости передачи информации при заданной полосе пропускания канала. The aim of the invention is to increase the transmission rate of information for a given channel bandwidth.
Цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор тактовой частоты, первый делитель частоты, генераторо числовой последовательности, двоичный коммутатор, генератор функций Уолша, ключ, источник постояного напряжения, третий делитель частоты, первый перемножитель и управляемый инвертор, причем выход генератора тактовой частоты соединен с входом первого делителя частоты, первым информационным входом двоичного коммутатора и тактовым входом генератора числовой последовательности, выход которого соединен с управляющим входом двоичного коммутатора, выход первого делителя частоты соединен с вторым информационным входом двоичного коммутатора, выход которого соединен с тактовым входом генератора функций Уолша, входы второго и третьего делителей частоты подключены к выходу двоичного коммутатора, а выходы - соответственно к первому и второму входам первого перемножителя, выход которого соединен с управляющим входом управляемого инвертора, информационный вход которого соединен с выходом генератора функций Уолша, первый вход ключа соединен с выходом источника постоянного напряжения, выход ключа является выходом устройства, введены управляемая линия задержки, переключатель и второй перемножитель, причем выход второго делителя частот соединен с первым входом переключателя и информационным входом управляемой линии задержки, управляющий вход линии задержки подключен к выходу генератора числовой последовательности, выход управляемой линии задержки подключен к второму входу переключателя, выход переключателя соединен с первым входом второго перемножителя, второй вход которого подключен к выходу управляемого инвертора, а выход второго перемножителя соединен с вторым входом ключа. The goal is achieved in that in a device containing a clock, a first frequency divider, a numerical sequence generator, a binary switch, a Walsh function generator, a key, a constant voltage source, a third frequency divider, a first multiplier and a controlled inverter, the output of the clock being connected with the input of the first frequency divider, the first information input of the binary switch and the clock input of a numerical sequence generator, the output of which is connected to the control input binary switch, the output of the first frequency divider is connected to the second information input of the binary switch, the output of which is connected to the clock input of the Walsh function generator, the inputs of the second and third frequency dividers are connected to the output of the binary switch, and the outputs, respectively, to the first and second inputs of the first multiplier, output which is connected to the control input of the controlled inverter, the information input of which is connected to the output of the Walsh function generator, the first key input is connected to the output of the source constant voltage, the key output is the output of the device, a controlled delay line, a switch and a second multiplier are introduced, the output of the second frequency divider connected to the first input of the switch and the information input of the controlled delay line, the control input of the delay line connected to the output of a numerical sequence generator, the output of the controlled line delay connected to the second input of the switch, the output of the switch is connected to the first input of the second multiplier, the second input of which is connected to the output dy managed inverter, and the output of the second multiplier is connected to the second input key.
На фиг.1 педставлена структрурная схема устройства для передачи частотно-манипулированных сигналов; на фиг.2 - временные диаграммы, иллюстрирующие процесс формирования выходного сигнала S1(6,θ) в предлагаемом устройстве; на фиг.3 - вид сигналов на выходе педлагаемого устройства.In Fig.1, a structural diagram of a device for transmitting frequency-manipulated signals is presented; figure 2 is a timing diagram illustrating the process of generating the output signal S 1 (6, θ) in the proposed device; figure 3 is a view of the signals at the output of the proposed device.
Устройство содержит генератор 1 тактовой частоты, первый делитель 2 частоты, генератор 3 числовой последовательности, двоичный коммутатор 4, генератор 5 функций Уолша, ключ 6, источник 7 постоянного напряжения, второй делитель 8 частоты, третий делитель 9 частоты, первый перемножитель 10, управляемый инвертор 11, управляемую линию 12 задержки, переключатель 13, второй перемножитель 14. The device comprises a
Устройство для передачи частотно-манипулированных сигналов работает следующим образом. A device for transmitting frequency-manipulated signals operates as follows.
Генератор 3 числовой последовательности формирует (фиг.2б) информационные символы "1" или "0", подлежащие передаче. На двоичный коммутатор 4, управляемый числовой последовательностью с выхода генератора 3 числовой последовательности, подаются импульсы непосредственно с генератора 1 тактовой частоты (фиг.2 а) или с выхода делителя 2 частоты (фиг.2в), имеющего коэффициент деления, равный двум. Если на управляющий вход двоичного коммутатора 4 поступает "1", то он пропускает на тактовый вход генератора 5 функций Уолша сигнал тактовой частоты, а если на управляющий вход двоичного коммуатора 4 поступает "0", то он пропускает на тактовый вход генератора 5 функций Уолша сигнал с выхода делителя 2 частоты. Таким образом, при передаче информацимонного символа "1" на выходе генератора функций Уолша (фиг.2 д) формируются два периода функции Уолша в течение времени Т, а при передаче информационного символа "0" на выходе генератора 5 функций Уолша формируется один период функции Уолша в течение времени Т (где Т - длительность "1" или "0"). The
Импульсы с выхода двоичного коммутатора 4 (фиг.2 г) поступают также на входы второго и третьего делителей 8 и 9 частоты. Так как коэффициент деления делителя 9 частоты равен 2n-1, то в течение первого полупериода формирования функции Уолша на выходе делителя 9 (фиг.2ж) частоты формируется "1", а в течение второго полупериода - "0". Коэффициент деления делителя 8 частоты равен двум, в результате чего в течение периода формирования функции Уолша на выходе делителя 8 частоты (фиг.2е) формируется последовательность "1" и "0", причем длительность этих "1" и "0" равна длительности элемента функции Уолша. В результате на выходе перемножителя 10 (фиг.2з) формируется "1" только в течение первого полупериода функции Уолша в моменты формирования нечетных элементов фунции Уолша.The pulses from the output of the binary switch 4 (Fig.2 g) are also received at the inputs of the second and
При наличии "0" на упраляющем входе управляемого инвертора 11 в нем осуществляется инверсия элементов функции Уолша, поступающей на его инфоромационный вход, а при наличии "1" на управляющем входе управляемого инвертора 11 инверсия элементов не осуществляется. Таким образом, за время формирования периода функции Уолша на выходе управляемого инветора 11 (фиг.2 и) формируется сигнал S (i,θ) , форма которого отличается от формы сигнала Уолша Wal (i,θ). If there is “0” at the control input of the controlled inverter 11, it inverts the elements of the Walsh function fed to its information input, and if there is “1” at the control input of the controlled inverter 11, the elements are not inverted. Thus, during the formation of the period of the Walsh function, a signal S (i, θ) is generated at the output of the controlled inverter 11 (Fig. 2 and), the shape of which differs from the waveform of the Walsh signal Wal (i, θ).
Сигнал с выхода второго делителя 8 частоты поступает на информационный вход управляемой линии 12 задержки. При поступлении на управляющий вход линии 12 задержки "1" с выхода генератора 3 числовой последовательности в линии 12 задержки осуществляется задержка сигнала на величину Δt, равную длительности элемента функции Уолша при формировании двух периодов функции Уолша в течение времени Т. При поступлении на управляющий вход линии 12 задержки осуществляется задержка сигнала на величину 2Δt, равную длительности элемента функции Уолша при формировании одного периода функции Уолша в течение времени Т. The signal from the output of the
Управление переключателем 13 осуществляется до начала работы устройства для передачи частотно-манипулированных сигналов. Это может быть осуществлено различными способами, в частном случае вручную оператором перед началом работы устройства. The control switch 13 is carried out before the device for transmitting frequency-manipulated signals. This can be done in various ways, in the particular case manually by the operator before starting the device.
Если на выходе управляемого инвертора 11 формируется сигнал S(i,θ) с порядковым номером 0, ...,2n-1-1, то перед началом работы устройства оператор устанавливает переключатель в левое (первое) положение (т.е. осуществляет коммутацию выхода переключателя 13 с его первым входом, иначе говоря соединяет первый вход перемножителя 14 с выходом делителя 8 частоты).If at the output of the controlled inverter 11 a signal S (i, θ) is generated with the serial number 0, ..., 2 n-1 -1, then before starting the operation of the device, the operator sets the switch to the left (first) position (i.e., switching the output of the switch 13 with its first input, in other words, connects the first input of the multiplier 14 with the output of the frequency divider 8).
Если на выходе управляемого инвертора 11 формируется сигнало S(i,θ) с порядковым номером 2n-1,...,2n-1, то перед началом работы устройства оператор устанавливает переключатель в правое (второе) положение (т.е. осуществляет коммутацию выхода переключателя 13 с его вторым входом, иначе говоря соединяет первый вход перемножителя 14 с выходом управляемой линии 12 задержки). На фиг. 1 переключатель 13 установлен так, как описано во втором случае.If at the output of the controlled inverter 11 a signal S (i, θ) is generated with the
Если на выходе управляемого инвертора 11 формируется сигнал S(i,θ) с порядковым номером 0,...2n-1-1 (например, для N = 8 сигнал с одним из порядковых номеров 0, 1, 2, 3), то перед началом работы устройства выход переключателя 13 коммутируется с его первым входом. В результате импульсы с выхода делителя 8 частоты (фиг.2е) поступают на первый вход перемножителя 14, на выходе которого формируют только нечетные элементы сигнала S(i,θ), поступающего на второй вход перемножителя 14.If at the output of the controlled inverter 11 a signal S (i, θ) is generated with a serial number 0, ... 2 n-1 -1 (for example, for N = 8 a signal with one of the
Если на выходе управляемого инвертора 11 формируется сигнал S(i,θ) с порядковым номером 2n-1,...2n-1 (например, для N = 8 сигнал с одним из порядковых номеров 4, 5, 6, 7), то перед началом работы устройства выход переключателя 13 коммутируется с его вторым входом. В результате импульсы с выхода линии 12 задержки (фиг.2и) поступают на первый вход перемножителя 14, на выходе которого формируют только четные импульсы сигнала S(i,θ), поступающего на второй вход перемножителя 14.If the signal S (i, θ) with
В результате на выходе перемножителя 14 формируется сигнал S'(i,θ), поступающий на вход ключевой схемы 6, выход которой является выходом устройства. Источник 7 постоянного напряжения и ключ 6 выполняют функции усилителя сигналов S'(i,θ) до уровня, необходимого для излучения. As a result, at the output of the multiplier 14, a signal S '(i, θ) is generated, which is input to the key circuit 6, the output of which is the output of the device. The constant voltage source 7 and the switch 6 perform the functions of a signal amplifier S '(i, θ) to the level necessary for radiation.
На диаграммах фиг.2 показано временное состояние выходов генератора 1 тактовой частоты (а), генератора 3 числовой последовательности (б), делителя 2 частоты (в), двоичного коммутатора 4 (г), генератора 5 функций Уолша, на котором формируется сигнал Wal (6,θ) (д), делителя 8 частоты (е), делителя 9 частоты (ж), перемножителя 10 (з), выхода управляемого инвертора 11, на котором формируется сигнал S(6,θ) (и), управляемой линии 12 задержки (й), перемножителя 14, на котором формируется выходной сигнал S'(6,θ) (к). The diagrams of figure 2 show the temporary state of the outputs of the clock frequency generator 1 (a), the numerical sequence generator 3 (b), the frequency divider 2 (c), the binary switch 4 (d), the Walsh
На фиг.3 представлена форма сигналов S(i,θ), формируемых прототипом, на фиг.4 представлена форма сигналов S'(i,θ), формируемых предлагаемым устройством в случае, если модулирующий сигнал является одинаковым для всех сигналов обоих устройств. Figure 3 presents the waveform S (i, θ) generated by the prototype, figure 4 shows the waveform S '(i, θ) generated by the proposed device in the event that the modulating signal is the same for all signals of both devices.
Известно, что скорость передачи информации и длительность двоичного символа Т, подлежащего передаче, связаны соотношением
R = 1/Т (1) (cм. Варакин Л.Е. Теория систем сигналов. М.: Советское радио, 1978, с. 54, соотношение 2.12). Длительность двоичного символа Т в предлагаемом устройстве равна периоду функции Уолша (в случае передачи "0") или двум периодам функции Уолша (в случае передачи "1"). Однако при заданной полосе пропускания канала длительность Т определяется шириной спектра модулированного сигнала
Wμэфф ≅ Wканала, (2) где W канала - заданая полоса пропускания канала. Чем меньше эффективная ширина спектра модулированного сигнала, тем за меньшее время Т можно его передать в заданной полосе пропускания канала, следовательно, тем выше скорость передачи информации.It is known that the information transfer rate and the duration of the binary symbol T to be transmitted are related by
R = 1 / T (1) (see Varakin L.E. Theory of signal systems. M: Soviet Radio, 1978, p. 54, ratio 2.12). The duration of the binary symbol T in the proposed device is equal to the period of the Walsh function (in the case of transmission "0") or two periods of the Walsh function (in the case of transmission "1"). However, for a given channel bandwidth, the duration T is determined by the spectrum width of the modulated signal
W μeff ≅ W channel , (2) where W channel is a given channel bandwidth. The smaller the effective width of the spectrum of the modulated signal, the less time T can be transmitted in a given channel bandwidth, therefore, the higher the speed of information transmission.
Система выходных сигналов, формируемая предлагаемым устройством, как и система выходных сигналов, формируемая прототипом, является ортогональной, в чем легко убедиться путем перемножения двух сигналов, входящих в одну систему. При этом, если все спектры сигналов, входящих в систему, имеют одинаковую ширину и занимают одну и ту же полосу частот, то Fcист = F (Fсист - ширина полосы частот, занимаемая системой сигналов; F - ширина спектра одиночного сигнала). При различной ширине спектров Fсист = F макс - максимальной ширине спектра (см.Варакин Л.Е. Теория систем сигналов. - М.: Советсткое радио, 1978, с.11).The system of output signals generated by the proposed device, as well as the system of output signals generated by the prototype, is orthogonal, as can be easily seen by multiplying two signals included in one system. Moreover, if all the spectra of the signals included in the system have the same width and occupy the same frequency band, then F syst = F (F sist is the bandwidth occupied by the signal system; F is the spectral width of a single signal). With different spectral widths F syst = F max is the maximum width of the spectrum (see Varakin L.E. Theory of signal systems. - M.: Soviet Radio, 1978, p. 11).
В устройстве, принятом в качестве прототипа, формируются выходные сигналы S (i, θ). Известно, что чем больше блоков имеет сигнал (блок - последовательность одинаковых элементов), тем больше эффективная ширина спектра сигнала Wμэфф (см. Варакин Л.Е. Теория систем сигналов. - М.: Советское радио, 1978. с.208). Выходные сигналы, формируемые прототиипом, имеют количество блоков
μ = или μ = , и значение наибольшей эффективной ширины спектра выходного сигнала с учетом μ = определяется согласно выражению
Wμ эфф = (3) где Δt - длительность элемента сигнала; μ- число блоков; N - число элементов.In the device adopted as a prototype, output signals S (i, θ) are generated. It is known that the more blocks a signal has (a block is a sequence of identical elements), the greater is the effective signal spectrum width W μeff (see L. Varakin, Theory of signal systems. - M.: Soviet Radio, 1978. p.208). The prototypic output signals have a number of blocks
μ = or μ = , and the value of the largest effective width of the spectrum of the output signal with μ = defined according to the expression
W μ eff = (3) where Δt is the duration of the signal element; μ is the number of blocks; N is the number of elements.
В предлагаемом устройстве все выходные сигналы S'(i,θ) имеют одинаковое количество блоков
μ = (4) и значение наибольшей эффективной ширины спектра выходного сигнала определяет- ся из соотношения (3) с учетом μ = (фиг.4).In the proposed device, all output signals S '(i, θ) have the same number of blocks
μ = (4) and the value of the largest effective width of the spectrum of the output signal is determined from relation (3) with μ = (figure 4).
С учетом соотношений (1), (3), (4) были рассчитаны скорости передачи аналога, прототипа и предлагаемого устройства при фиксированной полосе пропускания канала и различном числе элементов N выходных сигналов, представленные в таблице. Taking into account relations (1), (3), (4), the transmission speeds of the analogue, prototype and the proposed device were calculated for a fixed channel bandwidth and a different number of elements N of the output signals presented in the table.
Расчеты показывают, что использование предлагаемого устройства для передачи частотно-манипулированных сигналов дает возможность увеличить скорость передачи информации при заданной полосе пропускания канала в 1,19 раза для N = 4, в 1,09 раза для N = 8 и т.д. Calculations show that the use of the proposed device for transmitting frequency-manipulated signals makes it possible to increase the information transfer rate for a given channel bandwidth by 1.19 times for N = 4, 1.09 times for N = 8, etc.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5033991 RU2027313C1 (en) | 1992-03-25 | 1992-03-25 | Device for transmitting frequency-manipulated signals |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5033991 RU2027313C1 (en) | 1992-03-25 | 1992-03-25 | Device for transmitting frequency-manipulated signals |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2027313C1 true RU2027313C1 (en) | 1995-01-20 |
Family
ID=21600174
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5033991 RU2027313C1 (en) | 1992-03-25 | 1992-03-25 | Device for transmitting frequency-manipulated signals |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2027313C1 (en) |
-
1992
- 1992-03-25 RU SU5033991 patent/RU2027313C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Тузов Г.И., Сивов В.А. и др. Помехозащищенность радиосистем со сложными сигналами. М.:Радио и связь, 1985, с.69. * |
2. Авторское свидетельство СССР N 1811022, кл. H 04L 27/10, 1991. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4308508A (en) | Phase locked loop frequency modulator | |
EP0185203A2 (en) | Digital minimum shift keyed modulator | |
US3766477A (en) | Spread spectrum, linear fm communications system | |
US4357709A (en) | Apparatus for regenerating signals within a frequency band | |
RU2027313C1 (en) | Device for transmitting frequency-manipulated signals | |
US3337803A (en) | Data transmission system | |
RU2013873C1 (en) | Code modulator | |
RU2822505C1 (en) | Signal generator with linear frequency modulation | |
RU1811022C (en) | Device for transmitting frequency-shift keyed signals | |
US4385377A (en) | Pulse position time division surface wave device transmitter | |
RU2037959C1 (en) | Generator of high-frequency signals having variable amplitude | |
RU2025901C1 (en) | System of transmission of discrete information | |
SU1706050A1 (en) | Device for forming frequency-shift signals | |
SU1758893A1 (en) | Code modulator | |
SU1095440A1 (en) | Phase-shift keyer | |
SU813806A2 (en) | Asynchronous address communication with noise-like signals | |
SU1748270A2 (en) | Device for transmission and detection of multiposition wide- band signals | |
RU1793551C (en) | Device for transmission and receiving multiposition wide-band signals | |
RU1815803C (en) | Digital generator of signals manipulated by minimal shift | |
SU521661A1 (en) | Device for receiving frequency spread signals with angular modulation | |
SU106407A1 (en) | Telegraphic communication method with uniform binary code using phase shift keying | |
RU2110896C1 (en) | Receiver and transmitter of multiple-channel signals | |
SU1282351A1 (en) | Digital signal conditioner with minimum shift keying | |
US4184052A (en) | AM/FM time division surface wave device transmitter | |
SU1467782A1 (en) | Device for transmitting binary signals |