RU2546304C1 - Apparatus of generating quadrature amplitude-shift keyed signals - Google Patents

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.

SUBSTANCE: apparatus for generating quadrature amplitude-shift keyed signals includes a driving generator, three phase changers, eight voltage switches, six voltage dividers and an adder, the inputs of which are connected to the outputs of all voltage dividers.

EFFECT: reconstructing a transmitted combination of four bits if reception of one of the voltage vectors transmitted in pairs is possible only up to a sign.

3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к устройствам формирования сигналов квадратурной амплитудной манипуляции (КАМ), применяемым на линиях многоканальной цифровой связи, а также в области цифрового радиовещания и цифрового телевидения.The invention relates to radio engineering, in particular to devices for generating signals of quadrature amplitude manipulation (QAM), used on multi-channel digital communication lines, as well as in the field of digital broadcasting and digital television.

Известно устройство формирования сигналов двукратной фазовой телеграфии (авт. св. СССР 692109, кл. H04L 27/20, 1979), включающее в себя источник сообщения (ИС), подключенный к первому входу 1-го манипулятора, выход которого подключен к первому входу 1-го балансового модулятора (БМ), выход которого подключен к первому входу сумматора, выход которого является выходом устройства, второй вход которого подключен к выходу 2-го БМ, вход которого подключен к выходу 2-го манипулятора, первый вход которого подключен к выходу блока задержки, вход которого подключен к выходу 2-го ИС, а второй вход 2-го манипулятора подключен к выходу фазовращателя (ФВ), вход которого объединен с входом 1-го манипулятора.A device for generating signals of double phase telegraphy (ed. St. USSR 692109, class H04L 27/20, 1979), including a message source (IP) connected to the first input of the 1st manipulator, the output of which is connected to the first input 1 -th balance modulator (BM), the output of which is connected to the first input of the adder, the output of which is the output of the device, the second input of which is connected to the output of the 2nd BM, the input of which is connected to the output of the 2nd manipulator, the first input of which is connected to the output of the unit the delay whose input is connected to the output of the 2nd IC, and the second input of the 2nd manipulator is connected to the output of the phase shifter (PV), the input of which is combined with the input of the 1st manipulator.

Недостатком данного устройства является высокий уровень внеполосных излучений при передаче формируемых радиосигналов, что обусловлено наличием разрывов первой производной формируемых сигналов на границах символов, а также относительно низкая помехоустойчивость, что является следствием ее относительно высокого пикфактора (ПФ).The disadvantage of this device is the high level of out-of-band emissions during transmission of generated radio signals, due to the presence of gaps in the first derivative of generated signals at the symbol boundaries, as well as the relatively low noise immunity, which is a consequence of its relatively high peak factor (PF).

Известно устройство для управления передачей данных по радиоканалу (Патент РФ №2205518, МПК⁷ H04L 27/20, 2001 г.), содержащее ИС, подключенный к первому входу 1-го синхронизатора, выход которого подключен к первому входу 1-го фазового манипулятора (ФМ), выход которого подключен к первому входу 1-го БМ, выход которого подключен к первому входу сумматора, выход которого является выходом устройства, второй вход которого подключен к выходу 2-го ФМ, вход которого подключен ко входу 2-го ФВ, вход которого объединен и подключен ко входу 2-го делителя напряжения (ДН) и входу 1-го ФМ, выход 2-го ДН подключен ко входу 1-го ДН и 1-го БМ, выход 2-го ФВ подключен ко второму входу 2-го ФМ, выход второго ИС подключен ко второму входу 2-го синхронизатора.A device is known for controlling data transmission over a radio channel (RF Patent No. 2205518, IPC ⁷ H04L 27/20, 2001) containing an IC connected to the first input of the 1st synchronizer, the output of which is connected to the first input of the 1st phase manipulator ( FM), the output of which is connected to the first input of the 1st BM, the output of which is connected to the first input of the adder, the output of which is the output of the device, the second input of which is connected to the output of the 2nd FM, the input of which is connected to the input of the 2nd PV, input which is combined and connected to the input of the 2nd voltage divider (D ) and the input of the 1st FM, the output of the 2nd DN is connected to the input of the 1st DN and the 1st BM, the output of the 2nd PV is connected to the second input of the 2nd FM, the output of the second IC is connected to the second input of the 2nd synchronizer.

Недостатком данного устройства является относительно низкая помехоустойчивость, что является следствием ее относительно высокого ПФ.The disadvantage of this device is the relatively low noise immunity, which is a consequence of its relatively high PF.

Наиболее близким по технической сущности и выполняемым функциям к заявляемому устройству является устройство формирования сигналов квадратурной амплитудной модуляции (Патент РФ №2365050, МПК H04L 27/06, 2008 г.). Устройство-прототип содержит общий задающий генератор (ЗГ), 1-й, 2-й, 3-й ФВ, 1-й, 2-й, 3-й, 4-й коммутатор напряжения (КН), сумматор, 1-й, 2-й управляемый ДН, вычислитель отношений, ДН на два. Входы 1-го, 2-го ФВ и первый вход 1-го КН и выход общего ЗГ соединены. Выход 1-го ФВ подключен ко входу 3-го ФВ и к первому входу 2-го КН. Выход 3-го ФВ соединен со вторым входом 2-го КН. Первый выход 2-го КН соединен с первым входом 4-го КН. Второй выход 2-го КН соединен с первым входом 2-го управляемого ДН. Выход 2-го управляемого ДН подключен ко второму входу 4-го КН. Выход 4-го КН соединен со вторым входом сумматора. Выход 2-го ФВ соединен со вторым входом 1-го КН. Первый выход 1-го КН соединен с первым входом 3-го КН. Второй выход 1-го КН подключен к первому входу 1-го управляемого ДН. Выход 1-го управляемого ДН подключен с первым входом 3-го КН. Выход 3-го КН соединен с первым входом сумматора. Вход ДН на два соединен с демодулятором приемника. Выход ДН на два подключен ко входу вычислителя отношения. Выход вычислителя отношения соединен со вторыми входами управляемых ДН. Выход информационного канала 1-го информационного бита (ИБ) соединен с третьим входом 1-го КН. Выход информационного канала 2-го ИБ соединен с третьим входом 3-го КН. Выход информационного канала 3-го ИБ подключен к третьему входу 2-го КН. Выход информационного канала 4-го ИБ соединен с третьим входом 4-го КН. Выход сумматора является выходом устройства.The closest in technical essence and the functions performed to the claimed device is a device for generating quadrature amplitude modulation signals (RF Patent No. 2365050, IPC H04L 27/06, 2008). The prototype device contains a common master oscillator (ZG), 1st, 2nd, 3rd PV, 1st, 2nd, 3rd, 4th voltage switch (KN), adder, 1st , 2nd controlled NAM, calculator of relations, NAM for two. The inputs of the 1st, 2nd PV and the first input of the 1st KN and the output of the general ЗГ are connected. The output of the 1st PV is connected to the input of the 3rd PV and to the first input of the 2nd KN. The output of the 3rd PV is connected to the second input of the 2nd KN. The first output of the 2nd KN is connected to the first input of the 4th KN. The second output of the 2nd KN is connected to the first input of the 2nd controlled DN. The output of the 2nd controlled DN is connected to the second input of the 4th KN. The output of the 4th KN is connected to the second input of the adder. The output of the 2nd PV is connected to the second input of the 1st KN. The first output of the 1st KN is connected to the first input of the 3rd KN. The second output of the 1st KN is connected to the first input of the 1st controlled DN. The output of the 1st controlled DN is connected to the first input of the 3rd KN. The output of the 3rd KN is connected to the first input of the adder. The DV input is two connected to the receiver demodulator. The output of the detector is connected to two at the input of the ratio calculator. The output of the ratio calculator is connected to the second inputs of the controlled DNs. The output of the information channel of the 1st information bit (IS) is connected to the third input of the 1st KN. The output of the information channel of the 2nd IS is connected to the third input of the 3rd KN. The output of the information channel of the 3rd IS is connected to the third input of the 2nd KN. The output of the information channel of the 4th IS is connected to the third input of the 4th KN. The output of the adder is the output of the device.

Однако наиболее близкому по своей сущности устройству-прототипу присущ недостаток. При его реализации в результате манипуляции формируются четыре вектора напряжения (ВН): два для синфазной составляющей (СС) и два для квадратурной составляющей (КС), которые манипулируют в зависимости от значений каждых четырех ИБ. В радиоканал значения ВН СС и КС передают попарно (пара величин ВН СС и КС, сумма которых определяет точку сигнального созвездия (ТСС)). Вместе с тем, каждый из манипулированных ВН участвует в формировании четырех ТСС сигнала КАМ-16 (число 16 указывает на количество формируемых ТСС). Следовательно, если в результате сбоя в аппаратуре или низкой величины отношения сигнал/шум (ОСШ) в канале не будет правильно принято значение одного из попарно переданных ВН, то по оставшемуся правильно принятому значению ВН невозможно будет рассчитать суммарный ВН СС и КС, определяющий ТСС, и, как следствие, восстановить переданную комбинацию из четырех ИБ.However, the closest in nature the prototype device has a disadvantage. During its implementation, as a result of manipulation, four voltage vectors (HV) are formed: two for the in-phase component (SS) and two for the quadrature component (CS), which are manipulated depending on the values of each four information sources. The VN SS and KS values are transmitted in pairs to the radio channel (a pair of VN SS and KS values, the sum of which determines the signal constellation point (TSS)). At the same time, each of the manipulated HV is involved in the formation of four KSS-16 TSS signals (the number 16 indicates the number of generated TSS). Therefore, if, as a result of a hardware failure or a low signal-to-noise ratio (SNR) in the channel, the value of one of the pairwise transmitted HVs is not correctly received, then it will not be possible to calculate the total HV SS and CS determining the TSS from the remaining correctly received HV value, and, as a result, restore the transmitted combination of four information security.

Целью заявляемого технического решения является разработка устройства формирования сигнала КАМ-16, обеспечивающего восстановление переданной комбинации из четырех ИБ, в случае если прием одного из попарно переданных ВН в результате сбоя в аппаратуре или низкой величины ОСШ в канале будет возможен только с точностью до знака (установление факта того, что переданное значение ВН имело положительное или отрицательное значение).The purpose of the claimed technical solution is to develop a KAM-16 signal conditioning device that provides restoration of the transmitted combination of four information security devices if one of the pairwise transmitted HVs is received as a result of a hardware failure or a low SNR in the channel will be possible only up to the sign (establishment the fact that the transmitted VL value had a positive or negative value).

В заявляемом устройстве поставленная цель достигается тем, что в устройство формирования сигналов КАМ, содержащее ЗГ, выход которого подключен к входам 1-го, 2-го ФВ и к первому входу 1-го КН, второй вход которого подключен к выходу 2-го ФВ, выход 1-го КН подключен к второму входу 3-го КН, второй вход 2-го КН подключен к выходу 3-го ФВ, а первый вход 2-го КН подключен к выходу 1-го ФВ и входу 3-го ФВ, выход 2-го КН подключен к второму входу 4-го КН. Причем третий вход 1-го и 2-го КН, а также первый вход 3-го и 4-го КН являются информационными входами, а выход сумматора является выходом устройства. Дополнительно введены 5-й, 6-й, 7-й и 8-й КН, 1-й, 2-й, 3-й, 4-й, 5-й, 6-й ДН. Причем второй вход 5-го КН соединен со вторым выходом 3-го КН, а первый выход 5-го КН соединен с входом 3-го ДН. Второй вход 7-го КН соединен с первым выходом 3-го КН, а первый и второй выходы 7-го КН соответственно соединены с входом 1-го ДН и входом 2-го ДН. Второй вход 6-го КН соединен с вторым выходом 4-го КН, а первый и второй выходы 6-го КН соответственно соединены с входом 5-го ДН и входом 6-го ДН. Второй вход 8-го КН соединен с первым выходом 4-го КН, а первый выход 8-го КН являются входом 4-го ДН. Причем выходы 1-го, 2-го, 3-го ДН и второй выход 5-го КН соединены с первым входом сумматора, а выходы 4-го, 5-го, 6-го ДН и второго выхода 8-го КН соединены со вторым входом сумматора.In the inventive device, the goal is achieved by the fact that in the device for generating KAM signals containing a ZG, the output of which is connected to the inputs of the 1st, 2nd PV and to the first input of the 1st KN, the second input of which is connected to the output of the 2nd PV , the output of the 1st KV is connected to the second input of the 3rd KV, the second input of the 2nd KV is connected to the output of the 3rd PV, and the first input of the 2nd KV is connected to the output of the 1st PV and the input of the 3rd PV, the output of the 2nd KN is connected to the second input of the 4th KN. Moreover, the third input of the 1st and 2nd KN, as well as the first input of the 3rd and 4th KN are information inputs, and the output of the adder is the output of the device. Additionally introduced the 5th, 6th, 7th and 8th CN, 1st, 2nd, 3rd, 4th, 5th, 6th DN. Moreover, the second input of the 5th KN is connected to the second output of the 3rd KN, and the first output of the 5th KN is connected to the input of the 3rd DN. The second input of the 7th KN is connected to the first output of the 3rd KN, and the first and second outputs of the 7th KN are respectively connected to the input of the 1st DN and the input of the 2nd DN. The second input of the 6th KN is connected to the second output of the 4th KN, and the first and second outputs of the 6th KN are respectively connected to the input of the 5th DN and the input of the 6th DN. The second input of the 8th KN is connected to the first output of the 4th KN, and the first output of the 8th KN is the input of the 4th DN. Moreover, the outputs of the 1st, 2nd, 3rd DN and the second output of the 5th KN are connected to the first input of the adder, and the outputs of the 4th, 5th, 6th DN and the second output of the 8th KN are connected to the second input of the adder.

При этом на третий (информационный) вход 1-го КН подают второй ИБ, на третий (информационный) вход 2-го КН подают первый ИБ, на первый (информационный) входы 3-го КН и 4-го КН подают третий ИБ, а на первый (информационный) входы 5-го и 7-го КН, а также 6-го и 8-го КН, подают четвертый ИБ. А 1-й ФВ изменяет фазу сигнала на 90°, а 2-й и 3-й ФВ изменяют фазу сигнала на 180°. А коэффициенты деления составляют: 3/8 для 1-го и 5-го ДН; 5/8 для 2-го и 4-го ДН; 7/8 для 3-го и 6-го ДН.At the same time, the second IS is fed to the third (information) input of the 1st KN, the first IS is fed to the third (information) input of the 2nd KN, the third IS is fed to the first (information) inputs of the 3rd KN and 4th KN, and at the first (information) inputs of the 5th and 7th KN, as well as the 6th and 8th KN, the fourth IS is supplied. And the 1st PV changes the phase of the signal by 90 °, and the 2nd and 3rd PV changes the phase of the signal by 180 °. And the division factors are: 3/8 for the 1st and 5th day; 5/8 for the 2nd and 4th day; 7/8 for the 3rd and 6th day.

Благодаря новой совокупности существенных признаков в заявляемом устройстве за счет формирования четырех новых уровней напряжения СС и КС сигнала КАМ-16, реализованного на основе 1-го, 2-го, 3-го, 4-го, 5-го, 6-го ДН, а также предложенного правила выбора одного из четырех сформированных уровней напряжения СС и КС, реализованного на основе 3-го, 5-го, 7-го, 4-го, 6-го и 8-го КН, каждый из манипулированных ВН участвует в формировании только двух ТСС сигнала КАМ-16. В результате предоставляется возможность восстановить комбинацию из четырех переданных ИБ на приемном конце, в случае если значение одного из пары переданных манипулированных ВН СС и КС будет восстановлено только с точностью до знака.Thanks to the new set of essential features in the inventive device due to the formation of four new voltage levels SS and KS signal KAM-16, implemented on the basis of the 1st, 2nd, 3rd, 4th, 5th, 6th day , as well as the proposed rule for choosing one of the four generated voltage levels of SS and KS, implemented on the basis of the 3rd, 5th, 7th, 4th, 6th and 8th KN, each of the manipulated VN is involved in the formation of only two TSS signal KAM-16. As a result, it is possible to restore the combination of four transmitted information security at the receiving end, if the value of one of the pair of transmitted manipulated VN SS and KS will be restored only up to the sign.

Заявляемые технические решения поясняются чертежами, на которых:The claimed technical solutions are illustrated by drawings, in which:

на фиг.1 показана схема устройства формирования сигналов КАМ-16;figure 1 shows a diagram of a device for generating signals KAM-16;

на фиг.2 показана последовательность ИБ, разделенная на блоки по четыре ИБ;figure 2 shows the sequence of information security, divided into blocks of four information security;

на фиг.3 показана диаграмма ТСС, сформированная при применении заявляемого устройства.figure 3 shows a diagram of the TCC formed by the application of the inventive device.

Устройство формирования сигналов КАМ, представленное на фиг.1, содержит: 1 - ЗГ; 2 - первый ФВ на 90°; 3 - второй ФВ на 180°; 4 - третий ФВ на 180°; 5 - первый КН; 6 - второй КН; 7 - третий КН; 8 - четвертый КН; 9 - седьмой КН; 10 - пятый КН; 11 - восьмой КН; 12 - шестой КН; 13 - первый ДН с коэффициентом деления 3/8; 14 - второй ДН с коэффициентом деления 5/8; 15 - третий КН с коэффициентом деления 7/8; 16 - четвертый ДН с коэффициентом деления 5/8; 17 - пятый ДН с коэффициентом деления 3/8; 18 - шестой ДН с коэффициентом деления 7/8; 19 - сумматор.The device for the formation of KAM signals, presented in figure 1, contains: 1 - ZG; 2 - the first PV at 90 °; 3 - second PV at 180 °; 4 - the third PV at 180 °; 5 - the first KN; 6 - the second KN; 7 - the third KN; 8 - fourth KN; 9 - seventh KN; 10 - fifth KN; 11 - eighth KN; 12 - sixth KN; 13 - the first daylight with a division ratio of 3/8; 14 - second DN with a division ratio of 5/8; 15 - the third KN with a division ratio of 7/8; 16 - the fourth day with a division ratio of 5/8; 17 - fifth DN with a division ratio of 3/8; 18 - the sixth day with a division ratio of 7/8; 19 - adder.

Выход ЗГ 1.1 является входом 1-го ФВ, 2-го ФВ, первым входом 1-го КН. Выход 2-го ФВ 5.2 является вторым входом 1-го КН. Выход 1-го КН 5.3 является вторым входом 3-го КН. Первый выход 3-го КН 7.2 является вторым входом 7-го КН. Второй выход 3-го КН 7.3 является вторым входом 5-го КН. Первый выход 7-го КН 9.2 является входом 1-го ДН. Второй выход 7-го КН 9.3 является входом 2-го ДН. Первый выход 5-го КН 10.2 является входом 3-го ДН. Второй выход 5-го КН 10.3, выход 1-го, 2-го, 3-го ДН являются первым входом 19.1 сумматора. Выход 1-го ФВ 2.1 является входом 3-го ФВ и первым входом 2-го КН. Выход 3-го ФВ 6.2 является вторым входом 2-го КН. Выход 2-го КН 6.3 является вторым входом 4-го КН. Первый выход 4-го КН 8.2 является вторым входом 8-го КН. Второй выход 4-го КН 8.3 является вторым входом 6-го КН. Первый выход 8-го КН 11.2 является входом 4-го ДН. Второй выход 8-го КН 11.3 является вторым входом 19.2 сумматора. Первый выход 6-го КН 12.2 является входом 5-го ДН. Второй выход 6-го КН 12.3 является входом 6-го ДН. Выходы 4-го, 5-го, 6-го ДН являются вторым входом 19.2 сумматора. Третий (информационный) вход 1-го КН 5.1 является входом второго ИБ r₂. Первый (информационный) вход 3-го КН 7.1 является входом третьего ИБ r₃. Первый (информационный) вход 5-го КН 10.1 и первый (информационный) вход 7-го КН 9.1 являются входом четвертого ИБ r₄. Третий (информационный) вход 2-го КН 6.1 является входом первого ИБ r₁. Первый (информационный) вход 4-го КН 8.1 является входом третьего ИБ r₃. Первый (информационный) вход 6-го КН 12.1 и первый (информационный) вход 8-го КН 11.1 являются входом четвертого ИБ r₄. Выход сумматора 19.3 является выходом устройства формирования сигнала КАМ-16.The output of ZG 1.1 is the input of the 1st PV, 2nd PV, the first input of the 1st KN. The output of the 2nd PV 5.2 is the second input of the 1st KN. The output of the 1st KN 5.3 is the second input of the 3rd KN. The first output of the 3rd KN 7.2 is the second input of the 7th KN. The second output of the 3rd KN 7.3 is the second input of the 5th KN. The first output of the 7th KH 9.2 is the input of the 1st NAM. The second output of the 7th KH 9.3 is the input of the 2nd NAM. The first output of the 5th KN 10.2 is the input of the 3rd DN. The second output of the 5th KN 10.3, the output of the 1st, 2nd, 3rd DN are the first input 19.1 of the adder. The output of the 1st PV 2.1 is the input of the 3rd PV and the first input of the 2nd KN. The output of the 3rd PV 6.2 is the second input of the 2nd KN. The output of the 2nd KN 6.3 is the second input of the 4th KN. The first output of the 4th KN 8.2 is the second input of the 8th KN. The second output of the 4th KN 8.3 is the second input of the 6th KN. The first output of the 8th КН 11.2 is the input of the 4th ДН. The second output of the 8th KH 11.3 is the second input 19.2 of the adder. The first output of the 6th KN 12.2 is the input of the 5th DN. The second output of the 6th KN 12.3 is the input of the 6th DN. The outputs of the 4th, 5th, 6th day are the second input 19.2 adder. The third (information) input of the 1st KN 5.1 is the input of the second information security r ₂ . The first (informational) input of the 3rd KH 7.1 is the input of the third IS r ₃ . The first (information) input of the 5th KN 10.1 and the first (information) input of the 7th KN 9.1 are the input of the fourth IS r ₄ . The third (informational) input of the 2nd KN 6.1 is the input of the first information security r ₁ . The first (informational) input of the 4th KN 8.1 is the input of the third IS r ₃ . The first (informational) input of the 6th KN 12.1 and the first (informational) input of the 8th KN 11.1 are the input of the fourth IS r ₄ . The output of the adder 19.3 is the output of the KAM-16 signal conditioning apparatus.

В заявленном устройстве назначение структурных элементов следующее.In the claimed device, the purpose of the structural elements is as follows.

Общий ЗГ 1 предназначен для генерации напряжения синусоидальной формы. В качестве общего ЗГ 1 может быть использована схема мостового генератора синусоидальных сигналов (генератор Вина), (см. Достал И. Операционные усилители. - М., Мир, 1982. - С.200-201, рис.6.27).General 3G is designed to generate a sinusoidal voltage. As a general ЗГ 1, a circuit of a bridge sinusoidal signal generator (Wine generator) can be used (see. I got it. Operational amplifiers. - M., Mir, 1982. - P.200-201, Fig. 6.27).

Первый ФВ 2 предназначен для сдвига фазы синусоидального сигнала на 90°. Реализация первого ФВ 2 известна (см. Достал И. Операционные усилители. - М., Мир, 1982. - С.196, рис.6.20).The first PV 2 is designed to phase shift the sinusoidal signal by 90 °. The implementation of the first PV 2 is known (see. I got I. Operational amplifiers. - M., Mir, 1982. - P.196, Fig. 6.20).

Второй ФВ 3 и третий ФВ 4 предназначены для сдвига фазы синусоидального сигнала на 180°. В качестве 2-го ФВ 3 и 3-го ФВ 4 может быть использована схема инвертора напряжения (см. Достал И. Операционные усилители. - М., Мир, 1982. - С.182-184, рис.6.6).The second PV 3 and the third PV 4 are intended for phase shift of the sinusoidal signal by 180 °. As the 2nd PV 3 and the 3rd PV 4, a voltage inverter circuit can be used (see. I got I. Operational amplifiers. - M., Mir, 1982. - S.182-184, Fig.6.6).

Первый КН 5 и второй КН 6 выполняют функцию коммутации напряжения (прямого или инвертированного посредством ФВ). Первый КН 5 подключает на вход 3-го КН 7 (прямого напряжения с выхода задающего генератора или инвертированного посредством 2-го ФВ 3) в зависимости от информационного значения r₂ (ноль или единица), подаваемого на вход 5.1. Второй КН 6 подключает на вход 4-го КН 8 (прямого напряжения с выхода 1-го ФВ или инвертированного посредством 3-го ФВ 4) в зависимости от информационного значения r₁ (ноль или единица), подаваемого на вход 6.1. В качестве 1-го КН 5 и 2-го КН 6 может быть использована схема аналогового мультиплексора (см. Патент РФ 2439819, опубликованный 10.01.2012, Бюл. №1. см. Схемотехника №5. - М.: Скимен, май 2001. - С.29-30, рис.5. Указанные на рис.5 входы «U_вх2» и «U_вх3», а также «А1 (СЗР)», не задействуются, выход мультиплексора распараллеливается на два выхода).The first KH 5 and the second KH 6 perform the function of switching voltage (direct or inverted by means of PV). The first KH 5 connects to the input of the 3rd KH 7 (direct voltage from the output of the master oscillator or inverted by means of the 2nd PV 3) depending on the information value r ₂ (zero or one) supplied to the input 5.1. The second KN 6 connects to the input of the 4th KH 8 (direct voltage from the output of the 1st PV or inverted by the 3rd PV 4) depending on the information value r ₁ (zero or one) supplied to the input 6.1. As the 1st KN 5 and the 2nd KN 6, the analog multiplexer circuit can be used (see RF Patent 2439819, published January 10, 2012, Bull. No. 1. see Circuitry No. 5. - M .: Skimen, May 2001 - S.29-30, Fig. 5. The inputs “U _{input 2} ” and “U _{input 3} ” and “A1 (SZR)” indicated in Fig. 5 are not activated, the multiplexer output is parallelized to two outputs).

Третий КН 7, пятый КН 10, седьмой КН 9, четвертый КН 8, шестой КН 12, восьмой КН 11 выполняют функцию коммутации напряжения на один из двух выходов, в зависимости от значения ИБ (ноль или единица) на информационном входе. В качестве 3-го КН 7, 5-го КН 10, 7-го КН 9 и 4-го КН 8, 6-го КН 12, 8-го КН 11 может быть использована схема аналогового мультиплексора, аналогично используемого при реализации 1-го КН 5 и 2-го КН 6. Только в этом случае выход будет являться входом, а входы - выходами.The third KN 7, the fifth KN 10, the seventh KN 9, the fourth KN 8, the sixth KN 12, the eighth KN 11 perform the function of switching voltage to one of two outputs, depending on the value of the information security (zero or one) at the information input. As the 3rd KN of the 7th, 5th KN 10, the 7th KN 9 and the 4th KN 8, the 6th KN 12, the 8th KN 11, the analog multiplexer circuit can be used, similarly used in the implementation of the 1- KN 5th and 2nd KN 6. Only in this case will the output be the input, and the inputs the outputs.

Первый ДН 13, второй ДН 14, третий ДН 15, пятый ДН 16, четвертый ДН 17, шестой ДН 18 выполняют функцию деления напряжения ВН СС и КС соответственно на 3/8, 5/8, 7/8. В качестве делителя напряжения может быть использована схема перекрытого Т-образного амплитудного корректора (см. Белецкий А.Ф. Теория линейных электрических цепей. - М.: Радио и связь, 1986. - С.524-525, рис.22.6).The first DN 13, the second DN 14, the third DN 15, the fifth DN 16, the fourth DN 17, the sixth DN 18 perform the function of dividing the voltage of the VN SS and KS by 3/8, 5/8, 7/8, respectively. As a voltage divider, a circuit of a blocked T-shaped amplitude corrector can be used (see Beletsky AF Theory of linear electric circuits. - M .: Radio and communications, 1986. - S.524-525, Fig. 22.6).

Сумматор 19 предназначен для аддитивного объединения аналоговых сигналов, поступающих на его первый 21.3 и второй 21.2 входы. В качестве сумматора 21 может быть использована схема суммирующего усилителя (см. Достал И. Операционные усилители. - М.: Мир, 1982. - С.184-185, рис.6.7).The adder 19 is intended for the additive combination of analog signals supplied to its first 21.3 and second 21.2 inputs. As an adder 21, a summing amplifier circuit can be used (see. I got it. Operational amplifiers. - M .: Mir, 1982. - S.184-185, Fig.6.7).

Заявляемое устройство работает следующим образом.The inventive device operates as follows.

Исходную информационную последовательность ИБ разбивают на блоки по четыре ИБ в каждом (см. фиг.2). Мелким шрифтом в каждом блоке над ИБ указана их нумерация (см. фиг.2). Затем последовательно ИБ блоками подают на информационные входы в заявляемое устройство.The initial information sequence of information security is divided into blocks of four information security in each (see figure 2). In small print in each block above the IB their numbering is indicated (see figure 2). Then, sequentially, the blocks are fed by information blocks to the information inputs of the inventive device.

Общий ЗГ 1 генерирует синусоидальный сигнал (исходное значение напряжения СС) на выходе 1.1. Затем синусоидальный сигнал подают на вход 1-го ФВ 2, который изменяет фазу сигнала на 90°, таким образом формируя на его выходе 2.1 исходное значение напряжения КС. Далее СС и КС подают на первые входы 1-го КН 5 и 2-го КН 6, а также на входы 2-го ФВ 3 и 3-го ФВ 4. Второй ФВ 3 и 3-й ФВ 4 изменяют фазы соответственно СС и КС на 180°. С выхода 5.2 2-го ФВ 3 и выхода 6.2 3-го ФВ 4, сдвинутые по фазе на 180°, ВН СС и КС подают на вторые входы 1-го КН 5 и 2-го КН 6, на первые входы которых поступают не сдвинутые по фазе на 180° ВН СС и КС. В зависимости от значений первого r₁ и второго r₂ ИБ, поступающих на информационные входы 2-го КН 6 и 1-го КН 5, последние подключают на свои выходы 6.3 и 5.3 аналоговый сигнал, поступающий с их первого или второго входа, т.е. манипулируют сигнал в зависимости от значений первого r₁ и второго r₂ ИБ. Данная манипуляция СС и КС с помощью 1-го КН 5 и 2-го КН 6 производится следующим образом. Если на информационный вход поступает r₂=0 (r₁=0), то на выходы 1-го КН 5 (2-го 6 КН) подключают не сдвинутые по фазе на 180° ВН СС (КС). В противном случае, т.е. при поступлении r₂=1 (r₁=1), на выходы 1-го КН 5 (2-го КН 6) подключают сдвинутые по фазе на 180° ВН СС (КС).The general 3G generates a sinusoidal signal (the initial value of the voltage SS) at the output 1.1. Then the sinusoidal signal is fed to the input of the 1st PV 2, which changes the phase of the signal by 90 °, thus forming at its output 2.1 the initial value of the CS voltage. Next, the SS and KS are fed to the first inputs of the 1st KN 5 and 2nd KN 6, as well as to the inputs of the 2nd PV 3 and 3rd PV 4. The second PV 3 and 3rd PV 4 change the phases of the SS and COP at 180 °. From output 5.2 of the 2nd PV 3 and output 6.2 of the 3rd PV 4, 180 ° shifted in phase, the HV SS and KS are fed to the second inputs of the 1st KN 5 and the 2nd KN 6, the first inputs of which are not phase shifted by 180 ° VN SS and KS. Depending on the values of the first r ₁ and second r ₂ information sources arriving at the information inputs of the 2nd KN 6 and the 1st KN 5, the latter connect to their outputs 6.3 and 5.3 an analog signal from their first or second input, i.e. e. manipulate the signal depending on the values of the first r ₁ and second r ₂ IB. This manipulation of SS and KS using the 1st KN 5 and the 2nd KN 6 is as follows. If r ₂ = 0 (r ₁ = 0) is fed to the information input, then the outputs of the 1st KH 5 (2nd 6 KN) are connected to the VN SS (KS) that are not phase-shifted by 180 °. Otherwise, i.e. upon receipt of r ₂ = 1 (r ₁ = 1), the outputs of the 1st KH 5 (2nd KH 6) are connected to the phase-shifted HF SS (CC).

С выхода 5.3 1-го КН 5 сигнал СС подают на вход 3-го КН 7.From the output 5.3 of the 1st KH 5, the SS signal is fed to the input of the 3rd KH 7.

Если на вход 7.1 поступает значение ИБ, равное нулю, т.е. r₃=0, то сигнал с первого выхода 7.2 3-го КН 7 подают на второй вход 7-го КН 9.If input 7.1 receives an IB value equal to zero, i.e. r ₃ = 0, then the signal from the first output 7.2 of the 3rd KH 7 is fed to the second input of the 7th KH 9.

Если на вход 9.1 поступает значение ИБ, равное нулю, т.е. r₄=0, то сигнал с первого выхода 9.2 7-го КН 9 подают на вход первого ДН 13.If input 9.1 receives an IB value of zero, i.e. r ₄ = 0, then the signal from the first output 9.2 of the 7th KH 9 is fed to the input of the first DN 13.

Если на вход 9.1 поступает значение ИБ, равное единице, т.е. r₄=1, то сигнал со второго выхода 9.3 7-го КН 9 подают на вход второго ДН 14.If input 9.1 receives an IB value equal to one, i.e. r ₄ = 1, then the signal from the second output 9.3 of the 7th KN 9 is fed to the input of the second DN 14.

Если на вход 7.1 поступает значение ИБ, равное единице, т.е. r₂=1, то сигнал со второго выхода 7.3 3-го КН 7 подают на второй вход 5-го КН 10.If input 7.1 receives an IB value equal to one, i.e. r ₂ = 1, then the signal from the second output 7.3 of the 3rd KH 7 is fed to the second input of the 5th KH 10.

Если на вход 10.1 поступает значение ИБ, равное нулю, т.е. r₄=0, то сигнал с первого выхода 10.2 5-го КН 10 подают на вход третьего ДН 15.If input 10.1 receives an IB value of zero, i.e. r ₄ = 0, then the signal from the first output 10.2 of the 5th KN 10 is fed to the input of the third DN 15.

Если на вход 10.1 поступает значение ИБ, равное единице, т.е. r₄=1, то сигнал со второго выхода 10.3 5-го КН 10 подают на вход 19.1 сумматора.If input 10.1 receives an IB value equal to one, i.e. r ₄ = 1, then the signal from the second output 10.3 of the 5th KN 10 is fed to the input 19.1 of the adder.

С выходов 1-го, 2-го, 3-го ДН манипулированный сигнал (ВН СС) подают на вход 19.1 сумматора 19.From the outputs of the 1st, 2nd, 3rd DN, the manipulated signal (VN SS) is fed to the input 19.1 of the adder 19.

С выхода 6.3 2-го КН 6 сигнал КС подают на вход 4-го КН 8.From the output 6.3 of the 2nd KH 6, the KS signal is fed to the input of the 4th KH 8.

Если на вход 8.1 поступает значение ИБ, равное нулю, т.е. r₃=0, то сигнал с первого выхода 8.2 4-го КН 8 подают на второй вход 8-го КН 11.If input 8.1 receives an IB value equal to zero, i.e. r ₃ = 0, then the signal from the first output 8.2 of the 4th KH 8 is fed to the second input of the 8th KH 11.

Если на вход 11.1 поступает значение ИБ, равное нулю, т.е. r₄=0, то сигнал с первого выхода 11.2 8-го КН 11 подают на вход четвертого ДН 16.If input 11.1 receives a value of IB equal to zero, i.e. r ₄ = 0, then the signal from the first output 11.2 of the 8th KH 11 is fed to the input of the fourth DN 16.

Если на вход 11.1 поступает значение ИБ, равное единице, т.е. r₄=1, то сигнал со второго выхода 11.3 8-го КН 11 подают на вход 19.2 сумматора.If input 11.1 receives an IB value equal to one, i.e. r ₄ = 1, then the signal from the second output 11.3 of the 8th KH 11 is fed to the input 19.2 of the adder.

Если на вход 8.1 поступает значение ИБ, равное единице, т.е. r₃=1, то сигнал со второго выхода 8.3 4-го КН 8 подают на второй вход 6-го КН 12.If input 8.1 receives an IB value equal to one, i.e. r ₃ = 1, then the signal from the second output 8.3 of the 4th KH 8 is fed to the second input of the 6th KH 12.

Если на вход 12.1 поступает значение ИБ, равное нулю, т.е. r₄=0, то сигнал с первого выхода 12.2 6-го КН 12 подают на вход пятого ДН 17.If input 12.1 receives an IB value of zero, i.e. r ₄ = 0, then the signal from the first output 12.2 of the 6th KH 12 is fed to the input of the fifth DN 17.

Если на вход 12.1 поступает значение ИБ, равное единице, т.е. r₄=1, то сигнал со второго выхода 12.3 6-го КН 12 подают на вход шестого УН 18.If input 12.1 receives the value of IB equal to one, i.e. r ₄ = 1, then the signal from the second output 12.3 of the 6th KH 12 is fed to the input of the sixth UN 18.

С выходов 4-го, 5-го, 6-го ДН и 2-го УН манипулированный сигнал (ВН КС) подают на вход 19.2 сумматора 19.From the outputs of the 4th, 5th, 6th DN and 2nd AN the manipulated signal (VN CS) is fed to the input 19.2 of the adder 19.

На выходе 19.3 сумматора 19, который является выходом заявляемого устройства, формируется результирующий ВН, который определяет ТСС, соответствующую блоку из четырех информационных битов. Векторы напряжений СС $${\overrightarrow{u}}_1^I$$

, $$-{\overrightarrow{u}}_1^I$$

, $${\overrightarrow{u}}_2^I$$

, $$-{\overrightarrow{u}}_2^I$$

, $${\overrightarrow{u}}_3^I$$

, $$-{\overrightarrow{u}}_3^I$$

, $${\overrightarrow{u}}_4^I$$

, $$-{\overrightarrow{u}}_4^I$$

соответственно формируются на выходе 10.3 КН 5, выходах ДН 15, ДН 14, ДН 13. Векторы напряжений КС $${\overrightarrow{u}}_1^Q$$

, $$-{\overrightarrow{u}}_1^Q$$

, $${\overrightarrow{u}}_2^Q$$

, $$-{\overrightarrow{u}}_2^Q$$

, $${\overrightarrow{u}}_3^Q$$

, $$-{\overrightarrow{u}}_3^Q$$

, $${\overrightarrow{u}}_4^Q$$

, $$-{\overrightarrow{u}}_4^Q$$

соответственно формируются на выходе 11.3 КН 8, выходах, ДН 18, ДН 16, ДН 17.At the output 19.3 of the adder 19, which is the output of the inventive device, the resulting HV is formed, which determines the TSS corresponding to a block of four information bits. SS stress vectors $${\overrightarrow{u}}_{\mathrm{one}}^I$$

, $$-{\overrightarrow{u}}_{\mathrm{one}}^I$$

, $${\overrightarrow{u}}_2^I$$

, $$-{\overrightarrow{u}}_2^I$$

, $${\overrightarrow{u}}_3^I$$

, $$-{\overrightarrow{u}}_3^I$$

, $${\overrightarrow{u}}_{\mathrm{four}}^I$$

, $$-{\overrightarrow{u}}_{\mathrm{four}}^I$$

accordingly, they are formed at the output of 10.3 KN 5, the outputs of DN 15, DN 14, DN 13. The stress vectors of the CS $${\overrightarrow{u}}_{\mathrm{one}}^Q$$

, $$-{\overrightarrow{u}}_{\mathrm{one}}^Q$$

, $${\overrightarrow{u}}_2^Q$$

, $$-{\overrightarrow{u}}_2^Q$$

, $${\overrightarrow{u}}_3^Q$$

, $$-{\overrightarrow{u}}_3^Q$$

, $${\overrightarrow{u}}_{\mathrm{four}}^Q$$

, $$-{\overrightarrow{u}}_{\mathrm{four}}^Q$$

respectively, are formed at the output of 11.3 KN 8, outputs, DN 18, DN 16, DN 17.

На фиг.3 показаны ТСС F₁-F₁₆, соответствующие всем возможным комбинациям блоков из четырех ИБ, представленных на фиг.2.Figure 3 shows the TCC F ₁ -F ₁₆ corresponding to all possible combinations of blocks of four information security presented in figure 2.

Таким образом, каждый ВСС участвует в формировании только двух ТСС: $${\overrightarrow{u}}_1^I$$

для F₆ и F₁₄; $$-{\overrightarrow{u}}_1^I$$

для F₃ и F₁₁; $${\overrightarrow{u}}_2^I$$

для F₈ и F₁₃; $$-{\overrightarrow{u}}_2^I$$

для F₄ и F₉; $${\overrightarrow{u}}_3^I$$

для F₅ и F₁₆; $$-{\overrightarrow{u}}_3^I$$

для F₁ и F₁₂; $${\overrightarrow{u}}_4^I$$

для F₇ и F₁₅; $$-{\overrightarrow{u}}_4^I$$

для F₂ и F₁₀; $${\overrightarrow{u}}_1^Q$$

для F₁ и F₅; $$-{\overrightarrow{u}}_1^Q$$

для F₁₂ и F₁₆; $${\overrightarrow{u}}_2^Q$$

для F₃ и F₆; $${\overrightarrow{u}}_2^Q$$

для F₁₁ и F₁₄; $${\overrightarrow{u}}_3^Q$$

для F₂ и F₇; $$-{\overrightarrow{u}}_3^Q$$

для F₁₀ и F₁₅; $${\overrightarrow{u}}_4^Q$$

для F₄ и F₈; $$-{\overrightarrow{u}}_4^Q$$

для F₉ и F₁₃, что указывает на достижение цели заявляемого устройства.Thus, each BCC is involved in the formation of only two TSS: $${\overrightarrow{u}}_{\mathrm{one}}^I$$

for F ₆ and F ₁₄ ; $$-{\overrightarrow{u}}_{\mathrm{one}}^I$$

for F ₃ and F ₁₁ ; $${\overrightarrow{u}}_2^I$$

for F ₈ and F ₁₃ ; $$-{\overrightarrow{u}}_2^I$$

for F ₄ and F ₉ ; $${\overrightarrow{u}}_3^I$$

for F ₅ and F ₁₆ ; $$-{\overrightarrow{u}}_3^I$$

for F ₁ and F ₁₂ ; $${\overrightarrow{u}}_{\mathrm{four}}^I$$

for F ₇ and F ₁₅ ; $$-{\overrightarrow{u}}_{\mathrm{four}}^I$$

for F ₂ and F ₁₀ ; $${\overrightarrow{u}}_{\mathrm{one}}^Q$$

for F ₁ and F ₅ ; $$-{\overrightarrow{u}}_{\mathrm{one}}^Q$$

for F ₁₂ and F ₁₆ ; $${\overrightarrow{u}}_2^Q$$

for F ₃ and F ₆ ; $${\overrightarrow{u}}_2^Q$$

for F ₁₁ and F ₁₄ ; $${\overrightarrow{u}}_3^Q$$

for F ₂ and F ₇ ; $$-{\overrightarrow{u}}_3^Q$$

for F ₁₀ and F ₁₅ ; $${\overrightarrow{u}}_{\mathrm{four}}^Q$$

for F ₄ and F ₈ ; $$-{\overrightarrow{u}}_{\mathrm{four}}^Q$$

for F ₉ and F ₁₃ , which indicates the achievement of the goal of the claimed device.

Claims (3)

1. Устройство формирования сигналов квадратурной амплитудной манипуляции, содержащее задающий генератор, выход которого подключен к входам первого, второго фазовращателей (ФВ) и к первому входу первого коммутатора напряжения (КН), второй вход которого подключен к выходу второго ФВ, выход первого КН подключен к второму входу третьего КН, второй вход второго КН подключен к выходу третьего ФВ, а первый вход второго КН подключен к выходу первого ФВ и входу третьего ФВ, выход второго КН подключен к второму входу четвертого КН, причем третий вход первого и второго КН, а также первый вход третьего и четвертого КН, являются информационными входами, а выход сумматора является выходом устройства, отличающееся тем, что дополнительно введены пятый, шестой, седьмой и восьмой КН, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой делители напряжения (ДН), причем второй вход пятого КН соединен со вторым выходом третьего КН, а первый выход пятого КН соединен с входом третьего ДН, второй вход седьмого КН соединен с первым выходом третьего КН, а первый и второй выходы седьмого КН соответственно соединены с входом первого ДН и входом второго ДН, второй вход шестого КН соединен с вторым выходом четвертого КН, а первый и второй выходы шестого КН соответственно соединены с входом пятого ДН и входом шестого ДН, второй вход восьмого КН соединен с первым выходом четвертого КН, а первый выход восьмого КН является входом четвертого ДН, причем выходы первого второго, третьего ДН и второго выхода пятого КН соединены с первым входом сумматора, а выходы четвертого, пятого, шестого ДН и второго выхода восьмого КН соединены со вторым входом сумматора, при этом на третий (информационный) вход первого КН подают второй информационный бит, на третий (информационный) вход второго КН подают первый информационный бит, на первый (информационный) входы третьего КН и четвертого КН подают третий информационный бит, а на первый (информационный) входы пятого и седьмого КН, а также шестого и восьмого КН, подают четвертый информационный бит. 1. The device for generating signals of quadrature amplitude manipulation, containing a master oscillator, the output of which is connected to the inputs of the first, second phase shifters (PV) and to the first input of the first voltage switch (KV), the second input of which is connected to the output of the second PV, the output of the first KV is connected to the second input of the third KV, the second input of the second KV is connected to the output of the third PV, and the first input of the second KV is connected to the output of the first PV and the input of the third PV, the output of the second KV is connected to the second input of the fourth KV, and the third input the first and second KN, as well as the first input of the third and fourth KN, are information inputs, and the output of the adder is the output of the device, characterized in that the fifth, sixth, seventh and eighth KN, the first, second, third, fourth, fifth and the sixth voltage divider (BF), the second input of the fifth KV connected to the second output of the third KV, and the first output of the fifth KV connected to the input of the third VF, the second input of the seventh KV connected to the first output of the third KV, and the first and second outputs of the seventh KV inens with the input of the first DN and the input of the second DN, the second input of the sixth KN is connected to the second output of the fourth KN, and the first and second outputs of the sixth KN are respectively connected to the input of the fifth DN and the input of the sixth DN, the second input of the eighth KV is connected to the first output of the fourth KN and the first output of the eighth KN is the input of the fourth DN, and the outputs of the first second, third DN and the second output of the fifth KN are connected to the first input of the adder, and the outputs of the fourth, fifth, sixth DN and the second output of the eighth KN are connected to the second input of the adder at the same time, the second information bit is fed to the third (information) input of the first KN, the first information bit is fed to the third (information) input of the second KN, the third information bit is fed to the first (information) inputs of the third KN and fourth KN, and the first (information ) the inputs of the fifth and seventh KN, as well as the sixth and eighth KN, provide the fourth information bit. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первый ФВ изменяет фазу сигнала на 90°, а второй и третий ФВ изменяют фазу сигнала на 180°.2. The device according to claim 1, characterized in that the first PV changes the phase of the signal by 90 °, and the second and third PV changes the phase of the signal by 180 °. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что коэффициенты деления составляют: 3/8 для первого и пятого ДН; 5/8 для второго и четвертого ДН; 7/8 для третьего и шестого ДН. 3. The device according to claim 1, characterized in that the division factors are: 3/8 for the first and fifth DN; 5/8 for the second and fourth DN; 7/8 for the third and sixth day.

Images