Многоканальное цифровое приемопередающее устройство
Многоканальное цифровое приемопередающее устройство относится к технике передачи сигналов в многоканальных системах передачи информации и может использоваться в вычислительных системах. Целью полезной модели является повышение информативности за счет обеспечения передачи дополнительного информационного потока. Устройство содержит на передающей стороне линию передачи сигналов синхронизации, генератор сигналов Уолша, генератор синхросигналов, линию передачи информации, сумматор, информационные каналы, состоящие каждый из перемножителей, ключей, элементов И-НЕ, элементов НЕ, элементов ИЛИ, элемента И. На приемной стороне устройство содержит генератор сигналов Уолша, формирователь импульсов, информационные каналы, состоящие каждый из элементов И, двух перемножителей, двух интеграторов, четырех компараторов, двух элементов ИЛИ-НЕ, трех элементов ИЛИ. Система позволяет за счет организации передачи дополнительного информационного потока повысить информативность передачи. 1 ил.
Полезная модель относится к технике передачи сигналов в многоканальных системах передачи информации и может быть использована в телеметрических и вычислительных системах.
Прототипом полезной модели является Передача информации ортогональными функциями. Хартум Х.Ф. - М.: Связь, 1975, с. 65-66.
Устройство передачи и приема цифровой информации, содержащая на передающей стороне N перемножителей, первые входы нечетных перемножителей являются первыми информационными входами системы, генератор сигналов Уолша, выходы которого соединены со вторыми входами одноименных четных перемножителей, сумматор, выход которого подключен к линии передачи информации, генератор синхросигналов, выход которого подключен к синхровходу генератора сигналов Уолша, и к линии передачи сигналов синхронизации, на приемной стороне N перемножителей, первые входы которых соединены с линией передачи информации, генератор сигналов Уолша, выходы которого соединены с вторыми входами одноименных перемножителей, выходы которых подключены к информационным входам одноименных интеграторов, синхровход генератора сигналов Уолша подключен к линии передачи сигналов синхронизации, синхровыход генератора сигналов Уолша подключен к входу формирователя импульсов, выход которого подключен к управляющим входам интеграторов.
Недостатком прототипа является низкая пропускная способность устройства передачи информации, т.е. ее информативность.
Цель полезной модели - повышение информативности за счет обеспечения передачи дополнительного информационного потока.
Поставленная цель достигается тем, что цифровое приемопередающее устройство содержащее на передающей стороне N перемножителей, первые входы нечетных перемножителей являются первыми информационными входами системы, генератор сигналов Уолша, выходы которого соединены со вторыми входами одноименных четных перемножителей, сумматор, выход которого подключен к линии передачи информации, генератор синхросигналов, выход которого подключен к синхровходу генератора сигналов Уолша, и к линии передачи сигналов синхронизации, на приемной стороне N перемножителей, первые входы которых соединены с линией передачи информации, генератор сигналов Уолша, выходы которого соединены с вторыми входами одноименных перемножителей, выходы которых подключены к информационным входам одноименных интеграторов, синхровход генератора сигналов Уолша подключен к линии передачи сигналов синхронизации, синхровыход генератора сигналов Уолша управляющим входам интеграторов, в устройстве на передающей стороне из N перемножителей каждого нечетного с последующим четным сформировано N/2 информационных каналов, в каждый из которых введены элементы И, ИЛИ, НЕ, - первый и второй ключи, первый вход элемента ИЛИ подключен вход элемента ИЛИ подключен к первому входу нечетного перемножителя, выход которого подключен к информационному входу первого ключа выход элемента ИЛИ подключен к первому входу элемента И, выход которого подключен к второму входу четного перемножителя, выход которого подключен к информационному входу второго ключа, второй вход элемента И объединен с входом элемента НЕ, с первым входом первого элемента И-НЕ и является вторым информационным входом каждого канала устройства, выход первого элемента И-НЕ подключен к второму входу элемента ИЛИ и к управляющему входу первого ключа, выход элемента НЕ подключен к первому входу второго элемента И-НЕ, выход которого подключен к управляющему входу второго ключа, вторые входы первого и второго элементов И-НЕ объединены и являются третьим информационным входом каждого канала устройства, выходы первого и второго ключей всех информационных каналов подключены к соответствующим входам сумматора, на приемной стороне из N одноименных перемножителей и интеграторов, каждого нечетного с последующим четным, сформировано N/2 информационных каналов, в каждый из которых введены первый - четвертый компараторы, первый-третий элементы ИЛИ, первый и второй элементы ИЛИ-НЕ, элемента И, выход нечетного интегратора подключен к первым входам первого и второго компараторов, выходы которого подключены к одноименным входам первого элемента ИЛИ-НЕ, первый вход элемента ИЛИ-НЕ объединен с первым входом элемента ИЛИ, выход четного интегратора подключен к первым входам третьего и четвертого компараторов, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входу второго элемента ИЛИ-НЕ, первый вход которого объединен с первыми входами элемента И и второго элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ-НЕ подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ-НЕ подключен к вторым входам и второго третьего элементов ИЛИ и элемента И, выход последнего подключен ко второму входу первого элемента ИЛИ, к вторым входам каждого компаратора подключены соответствующие клеммы источника опорного напряжения, выходы элементов ИЛИ являются одноименными выходами каждого канала устройства.
На фиг. представлена структурная схема цифрового приемопередающего устройства.
Устройство содержит на передающей стороне линию 1 передачи сигналов синхронизации, генератор сигналов Уолша 2, генератор 3 синхросигналов линию 4 передачи информации, сумматор 5, информационные клеммы 6.1-6i(i=1, N/2), где N=2n , n - порядок используемой устройством функций Уолша, каждый информационный канал содержит нечетный 7 и четный 8 перемножители, первый 9 и второй 10 ключи, первый 11 и второй 12 элементы И-НЕ, элемент НЕ 13,элемент ИЛИ 14, элемент И 15, входы 16-18 соответственно первый, второй и третьей групп, на приемной стороне генератор сигналов Уолша 19, формирователь 20 импульсов, информационные каналы 21.1-21.i, каждый из которых содержит элемент И 22, соответствующие нечетный 23 и четный 24 перемножители, соответствующие нечетный 25 и четный 26 интеграторы, первый 27, второй 28, третий 29 и четвертый 30 компараторы, первый 31 и второй 32 элементы ИМЛ-НЕ, первый 33, второй 34 и третий 35 элементы ИЛИ, выходы 36-38 соответственно первый, второй и третьей групп. Устройство работает следующим образом.
На передающей стороне генератор сигналов Уолша 2 вырабатывает N=2n (n - порядок системы сигналов Уолша) сигналов Уолша с периодом T, при этом синхронизация осуществляется генератлом 3 синхросигналов. Указанные сигналы Уолша подаются на первые входы перемножителей 7 и 8 каждой i-го информационного канала 6 таким образом, что на вход перемножителя 7 поступает сигнал Уолша Wal (2i, t) а на вход перемножителя 8 Уолша Wal (2i, t)
На входы 16-18 соответственно первой - третьей групп всех информационных каналов поступает в моменты времени 0, T, 2T, 
двойная информация, подлежащая передаче. В каждом i-м информационном канале в зависимости от j-го (j=1-8) состояния входов 16-18 изменяется состояние перемножителей 7 и 8 и входов управления ключевых элементов 9 и 10, что определяется табл. 1.
Перемножители 7 и 8 инвертируют сигналы Уолша, если на соответствующих водах присутствует 0, и не инвертирует, если единица, т.е. осуществляют операцию знакового перемножителя. Ключевые элементы 9 и 10 подключат выходы перемножителей 7 и 8 к входам сумматора 5, если на их входах управления присутствует единица. В результате каждого j-му состоянию каждого i-го информационного канала соответствует наличие сигналов 1ji Wal (2i-1, t) и Rji Wal (2i, t) на выходах ключевых элементов 9 и 10 соответственно. Значение коэффициентов 1ji и Rji определяется табл. 1.
Пусть например, для i-й группы каналов j=3, тогда в соответствии с табл. 2
1зi=-1, а Rpi=+1 и на выходах элементов 9 и 10 присутствуют сигналы - Wal (2i-1, t) U+Wal (2i, t)
При j=7, 1zi=0, Rzi=-1 на выходах ключевых элементов будут сигналы 0 и - Wal (2i, t) соответственно, Сумматор 5 суммирует сигналы, поступающие от всех N/2 групп информационных каналов, и таким образом получается групповой сигнал V(t), который попадает в линию 4 передачи информации. Групповой сигнал определяется как
где 1ji и Rji изменяются в моменты времени 0, T, 2T, и их значение зависят от состояния информационных входов 16-18 каждого i-го канала.
Сигналы синхронизации от генератора 3 синхросигналов по линии 1 синхронизации поступают на вход синхронизации генератора сигналов Уолша 19 и на приемной стороне системы, а групповой сигнал V(t) по линии 4 передачи информации поступает на входы перемножителей 23 и 24 i-x информационных каналов 21 на приемной стороне. Генератор сигналов Уолша 19 генерирует N=2n сигналов Уолша, которые подаются на вторые входы перемножителей 23 и 24, причем на перемножители 23 поступает сигнал Wal (2i-1, t), а на перемножители 24 - Wal (2i, t), которые перемножаются с групповым сигналом, и результирующие сигналы интегрируются интеграторами 25 и 26 на интегралах 0-T, T-2T, 2T-3T, ив моменты времени T, «T, 2T, на выходах интеграторов имеем коэффициенты 1ji и Rji, определяемые равенствами
,
Значение коэффициентов 1ji и Rji поступают на входы компараторов 27-30 соответственно, где сравниваются с +Uпор для компораторов 27 и 29 и с -Uпор для компараторов 28 и 30. Величины пороговых напряжений выбирают из условий +1>+Uпор>0 и -1<-Uпор<0, например, +Uпор=+0,5 и -Uпор=-0,5.
Состояние выходов компараторов 27-30 и выходов 36-38 информационных каналов - определяется табл.2.
Например, если в i-м канале 6 на передающей стороне имеем j-e состояние входов 16-18 и j=3, то передается код 010 и ему соответствуют 1зi=-1 и Rзi=+1 и, согласно табл. 2 этому состоянию выходов интеграторов 25 и 26 соответствует состояние выходов 36-38 010. Таким образом, передана комбинация 010 и принята комбинация 010.
В известных системах с помощью V сигналов Уолша передается N бит информации за время 0-T, в то время как у предлагаемом устройстве за тот же промежуток времени и в той же полосе частот передается с помощью N сигналов Уолша N (2×3=1,5 N бит информации), т.е. в 1,5 раза больше. Таким образом, применение предлагаемой системы позволяет повысить пропускную способность систем передачи информации в 1,5 раза, что повышает информативность передачи системы.
| Таблица 1 | ||||||||||||||||||
| j | Состояние входов | Входы перемножителей | Входы управляющих ключей | Значение коэффициентов | ||||||||||||||
| 18 | 17 | 16 | 7 | 8 | 9 | 10 | Rji | 1ji | ||||||||||
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | -1 | -1 | |||||||||
| 2 | 0 | 0 | 1 | i | 0 | 1 | 1 | -1 | +1 | |||||||||
| 3 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | +1 | -1 | |||||||||
| 4 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | +1 | +1 | |||||||||
| 5 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | -1 | |||||||||
| 6 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | +1 | |||||||||
| 7 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | -1 | 0 | |||||||||
| 8 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | +1 | 0 | |||||||||
| Таблица 2 | ||||||||||||||||||
| j | Значение коэффициентов |  | Состояние выходов Компараторов | Состояние выходов i-ой группы каналов | ||||||||||||||
| Rji | | 27 | 28 | 29 | 30 | 36 | 37 | 38 | ||||||||||
| 1 | -1 | -1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | |||||||||
| 2 | -1 | +1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | |||||||||
| 3 | +1 | -1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | |||||||||
| 4 | +1 | +1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | |||||||||
| 5 | 0 | -1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | |||||||||
| 6 | 0 | +1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | |||||||||
| 7 | -1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | |||||||||
| 8 | +1 | 0 | I | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | |||||||||
Многоканальное цифровое приемопередающее устройство, содержащее на передающей стороне N перемножителей, первые входы нечетных перемножителей являются первыми информационными входами системы, генератор сигналов Уолша, выходы которого соединены со вторыми входами одноименных четных перемножителей, сумматор, выход которого подключен к линии передачи информации, генератор синхросигналов, выход которого подключен к синхровходу генератора сигналов Уолша и к линии передачи сигналов синхронизации на приемной стороне N перемножителей, первые входы которых соединены с линией передачи информации, генератор сигналов Уолша, выходы которого соединены с вторыми входами одноименных перемножителей, выходы которых подключены к информационным входам одноименных интеграторов, синхровход генератора сигналов Уолша подключен к линии передачи сигналов синхронизации, синхровыход генератора сигналов Уолша подключен к входу формирователя импульсов, выход которого подключен к управляющим входам интеграторов, отличающееся тем, в устройстве на передающей стороне из N перемножителей каждого нечетного с последующим четным сформировано N/2 информационных каналов, в каждый из которых введены элементы И, ИЛИ, НЕ, -первый и второй ключи, первый вход элемента ИЛИ подключен к первому входу нечетного перемножителя, выход которого подключен к информационному входу первого ключа, выход элемента ИЛИ подключен к первому входу элемента И, выход которого подключен к второму входу четного перемножителя, выход которого подключен к информационному входу второго ключа, второй вход элемента И объединен с входом элемента НЕ, с первым входом первого элемента И-НЕ и является вторым информационным входом каждого канала устройства, выход первого элемента И-НЕ подключен к второму входу элемента ИЛИ и к управляющему входу первого ключа, выход элемента НЕ подключен к первому входу второго элемента И-НЕ, выход которого подключен к управляющему входу второго ключа, вторые входы первого и второго элементов И-НЕ объединены и являются третьим информационным входом каждого канала устройства, выходы первого и второго ключей всех информационных каналов подключены к соответствующим входам сумматора, на приемной стороне из N одноименных перемножителей и интеграторов, каждого нечетного с последующим четным, сформировано N/2 информационных каналов, в каждый из которых введены первый - четвертый компараторы, первый - третий элементы ИЛИ, первый и второй элементы ИЛИ-НЕ, элемента И, выход нечетного интегратора подключен к первым входам первого и второго компараторов, выходы которого подключены к одноименным входам первого элемента ИЛИ-НЕ, первый вход элемента ИЛИ-НЕ объединен с первым входом элемента ИЛИ, выход четного интегратора подключен к первым входам третьего и четвертого компараторов, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входу второго элемента ИЛИ-НЕ, первый вход которого объединен с первыми входами элемента И и второго элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ-НЕ подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ-НЕ подключен к вторым входам и второго и третьего элементов ИЛИ и элемента И, выход последнего подключен ко второму входу первого элемента ИЛИ, к вторым входам каждого компаратора подключены соответствующие клеммы источника опорного напряжения, выходы элементов ИЛИ являются одноименными выходами каждого канала устройства.
