SU1758893A1 - Кодовый модул тор - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : модул тор содержит синтезатор функций Уолша 1, состо щий из задающего генератора 2, блока формировани  функций Уолша 3 и делител  частоты 4, генератор числовой последовательности 5, цифровой коммутатор 6. источник посто нного напр жени  7, ключевой блок 8, делитель частоты 9, и ключи 10. 5 ил.. 1 табл.

Description

,/

ч ел

00 00

ю со

Изобретение относитс  к радиотехнике и может быть использовано дл  кодовой модул ции сигналов в различных радиотехнических устройствах.

Известно устройство дл  амплитудной модул ции, содержащее источник модулирующих сигналов, дифференциальный усилитель, амплитудный модул тор, амплитудный детектор, регулируемый аттенюатор и формирователь корректирующих сигналов .

Однако известное устройство осуществл ет модул цию гармонической несущей и не может осуществл ть модул цию дискретной несущей.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  кодовый модул тор , содержащий синтезатор функций Уолша, генератор числовой последовательности , цифровой коммутатор, источник посто нного напр жени  и ключевой блок, причем первый тактовый выход синтезатора функций Уолша соединен с тактовым входом генератора число вой последовательности , выход которого подключен к управл ющему входу цифрового коммутатора, выход которого соединен с первым входом ключевого блока, вюрой вход которого подключен к выходу источника посто нного напр жени , при этом синтезатор функций Уолша содержит блок формировани  функций Уолша,- делитель частоты и задающий генератор, выход которого соединен с тактовым входом блока формировани  функций Уолша и с тактовым входом делител  частоты, выход которого  вл етс  первым тактовым выходом синтезатора, вторым тактовым выходом которого  вл етс  выход задающего генератора, выходы блока формировани  функций Уолша  вл ютс  информационными выходами синтезатора и соединены с соответствующими информационными входами цифрового коммутатора , выход ключевого блока  вл етс  выходом кодового модул тора.

Однако выходные сигналы, формируемые кодовым модул тором, имеют большую эффективную ширину спектра, что приводит к низкой эффективности использовани  полосы частот, т е. к ухудшению эксплуатационных характеристик кодового модул тора .

Целью изобретени   вл етс  уменьшение ширины спектра выходных сигналов.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известный кодовый модул тор, содержащий синтезатор функций Уолша, первый тактовый выход которого соединен с тактовым входом генератора числовой последовательности , выход которого подключен к

управл ющему входу цифрового коммутато- ра, выход которого соединён с первым входом ключевого блока, второй вход которого подключен к выходу источника посто нного

напр жени , при этом синтезатор функций Уолша содержит блок формировани  функций Уолша, делитель частоты и задающий генератор, выход которого соединен с тактовым входом блока формировани  функ0 ций Уолшэ и с тактовым входом делител  частоты, выход которого  вл етс  первым тактовым выходом синтезатора, вторым тактовым выходом которого  вл етс  выход за- дающего генератора, выходы блока

5 формировани  функций Уолша  вл ютс  информационными выходами синтезатора введены ключи и дополнительный делитель частоты, выход которого соединен с управл ющими входами ключей, информацион0 ные входы которых подключены к соответствующим информационным выходам синтезатора функций Уолша, второй тактовый выход которого соединен с входом дополнительного делител  частоты, причем

5 выходы ключей соединены с соответствующими информационными входами цифрового коммутатора.

На фиг.1 представлена структурна  схема кодового модул тора; на фиг.2 - струк0 турна  схема ключа; на фиг.З - временные диаграммы, иллюстрирующие процесс формировани  выходного сигнала L(6, в) в предлагаемом кодовом модул торе; на фиг.4 - вид сигналов на выходе прототипа; на фиг.5

5 - вид сигналов на выходе предлагаемого кодового модул тора.

Кодовый модул тор содержит синтезатор 1 функций Уолша, состо щий из задающего генератора 2, блока 3 формировани 

0 функций Уолша и делител  4 частоты, генератор 5 числовой последовательности, цифровой коммутатор 6. источник 7 посто нного напр жени , ключевой блок 8, дополнительный делитель 9 частоты, ключи

5 10.

Каждый ключ Юсостоит из элемента НЕ 11, первого умножител  12, второго умножител  13 и сумматора 14

Кодовый модул тор работает следую0 щим образом.

С началом поступлени  импульсов с выхода задающего генератора 2 на вход делител  4 частоты, имеющего коэффициент депени  2П, на выходе генератора 5 число5 вой последовательности формируетс  модулирующа  числова  последовательность g(t). Поскольку коэффициент делени  делител  4 частоты равен 2П, каждому символу числовой последовательности соответству- ет один период функций Уолша, формируемых на выходах блока 3 формировани  функций Уолша, на тактовый вход которого поступает последовательность импульсов с выхода задающего генератора 2.

Импульсы с выхода задающего генера- тора 2 поступают также на вход дополнительного делител  9 частоты, имеющего коэффициент делени  . Таким образом, в течении первого полупериода формировани  функций Уолша на выходе дополнитель- ного делител  9 частоты формируетс  О, поступающий на управл ющие входы ключей 10. В течении второго полупериодэ формировани  функций Уолша на выходе дополнительного делител  9 частоты фор- мируетс  1, поступающа  на управл ющие входы ключей 10.

Ключи 10 функционируют следующим образом.

При поступлении на управл ющий вход ключа 10 О на его выходе формируетс  сигнал, поступающий на его первый информационный вход, а при поступлении на управл ющий вход ключа 10 1 на его выходе формируетс  сигнал, поступающий на его второй информационный вход.

Таким образом, при поступлении на управл ющий вход Z (см. фиг.2) ключа 10 О, на вход элемента НЕ 11 и первый вход второго перемножител  13 поступает О. В ре- зультате сигнал, поступающий на первый информационный вход xi ключа 10, через первый перемножитель 12 и сумматор 14 поступает на выходу ключа 10. Сигнал, поступающий на второй информационный вход Х2, не поступает на выход у, так как на первый вход второго перемножител  13 поступает О с входа z ключа 10.

При поступлении на управл ющий вход z ключа 10 1, на вход элемента НЕ 11 и первый вход второго перемножител  13 поступает 1. В результате сигнал, поступающий на второй информационный вход Х2 ключа 10, через второй перемножитель 13 и сумматор 14 поступает на выходу ключа 10. Сигнал, поступающий на первый информационный вход xi ключа 10, не поступает на выход у, так как на первый вход первого перемножител  12 поступает О с выхода элемента НЕ 11.

Таким образом в течение времени формировани  одного символа модулирующей последовательности g(t) на выходе генератора . 5 числовой последовательности, на выходах ключей 10 формируютс  функции

L (0, в L (1,6)L(2n-1. 0) длительностью в

один период.

Алфавит генератора 5 числовой последовательности состоит из 2П символов.

Цифровой коммутатор 6 осуществл ет формирование на выходе той функции L(i. в), пор дковый номер которой соответст вует символу алфавита, поступающему управл ющий вход коммутатора б с выхода генератора 5 числовой последователь ю- гти.

Источник 7 посто нного напр жени  и ключевой блок 8 выполн ют функции усилител  сигналов L (i. в) до уровн , необходимого дл  излучени .

На фиг.З приведены временные диа1- раммы, иллюстрирующие процесс формировани  выходного сигнала L (6, 0} в предлагаемом кодовом модул торе.

На диаграммах показано временное состо ние:

а выхода задающего генератора 2;

б седьмого выхода блока 3 формировани  функций Уолша, на котором формируетс  функци  Wa (6, 0):

в)второго выхода блока 2 формировани  функций Уолша, на котором формируетс  функци  Wai (1, );

г)выхода дополнительного делител  9 частоты;

д)выхода седьмого ключа 10, на котором формируетс  функци  L (6, 9).

На фиг.4 приведены функции Уолша, формируемые прототипом. На Фиг.5 приведены ортогональные функции L(i, 0), формируемые предлагаемым кодовым модул тором.

В ортогональности сигналов, формируемых предлагаемым кодовым модул тором, можно убедитьс  путем перемножени  любых формируемых функций.

Дл  безыскаженной передачи сигналов, формируемых модул тором, необходимо обеспечить полосу частот дл  передачи самого широкополосного сигнала.

В кодовом модул торе, прин том в качестве прототипа, формируютс  выходные сигналы, описываемые функци ми Уолша (см. фиг.4).

Известно, что чем больше блоков имеет сигнал (блок - последовательность одинаковых элементов), тем больше эффективна  ширина спектра сигнала Л/„ЭФФ

Выходные сигналы, описываемые функци ми Уолша, имеют количество блоков /г 1,2,3М(фиг.4),

Следовательно, выходные сигналы, формируемые прототипом, имеют различную эффективную ширину спектра, при этом наибольшую эффективную ширину спектра имеет выходной сигнал, у которого число блоков fi 2 N (т.е. меандр)

А

At

ifl-Ь f 2N

(1)

где At - длительность элемента.

Выходные сигналы, формируемые предлагаемым устройством, имеют количество NN+2

блоков fi

-- или fi

- и значение

наибольшей эффективной ширины спектра

N 4-2 выходного сигнала с учетом /и - --- опре2

дел етс  согласно выражению

ИИФ-ШУ

(2)

где At - длительность элемента сигнала;

f.i - число блоков;

N - число элементов

Согласно общим положени м теории информации каждый m-ичный символ (где m - 2П) переносит п (092 m двоичных единиц , т.е. m-ичный символ эквивалентен кодовой последовательности из п двоичных символов. Длительность m-ичного символа может быть определена из соотношени 

logam R

(3)

где R - скорость передачи информации.

Из соотношени  (3) следует, что скорость передачи информации определ етс  как

R- lQ92m к,

I m

(4)

Таким образом, при заданном объеме алфавита m 2 и заданной скорости передачи R длительность Тт кодовой последовательности прототипа равна длительности Тт кодовой последовательности предлагаемого кодового модул тора.

В таблице приведены данные расчетов максимальной эффективной ширины спектра дл  выходных сигналов, формируемых прототипом и предлагаемым кодовым модул тором дл  случа 

Tm Tj 1,(5)

т.е. при одинаковой скорости передачи информации и заданном объеме алфавита выходные сигналы, формируемые предлагаемым кодовым модул тором, имеют меньший спектр, чем формируемые в известном устройстве,

Как следует из таблицы, выходные сигналы , формируемые предлагаемым кодовым модул тором, имеют ширину спектра меньшую, чем сигналы, формируемые прототипом , при одинаковой скорости передачи информации и объеме алфавита m 8 на 27%, объеме алфавита m 32 - на 28%, объеме алфавита m 64 - на 29% и т.д.

Использование изобретени  позвол ет создавать кодовые модул торы, обеспечивающие уменьшение ширины спектра

выходных сигналов, что повышает эффективность использовани  полосы частот.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Кодовый модул тор, содержащий синтезатор функций Уолша, первый тактовый выход которого соединен с тактовым входом генератора числовой последовательности , выход кбторого подключен к управл ющему входу цифрового коммутатора , выход которого соединен с первым входом ключевого блока, второй вход которого подключен к выходу источника посто нного напр жени , при этом синтезатор функций Уолша содержит блок формировани  функций Уолша, делитель частоты и задающий генератор, выход которого соединен с тактовым входом блока формировани  функций Уолша, и с тактовым входом делител  частоты, выход которого  вл етс  первым

   тактовым выходом синтезатора, вторым тактовым выходом которого  вл етс  выход задающего генератора, выходы блока формировани  функций Уолша  вл ютс  информационными выходами синтезатора , отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  ширины спектра выходных сигналов , введены ключи и дополнительный делитель частоты, выход которого соединен с управл ющими входами ключей, информа5 ционные входы которых подключены к соответствующим информационным выходам синтезатора функций Уолша, второй тактовый выход которого соединен с входом дополнительного делител  частоты, причем

   0 выходы ключей соединены с соответствующими информационными входами цифрового коммутатора

   Фиг. Ј

   a)

   .

   ФигЗ

   WJ(6,e)

   Wai (e)

   L (6,ej