Кодовый модулятор

 

Сущность изобретения: модулятор содержит синтезатор функций Уолша 1, состоящий из задающего генератора 2, блока формирования функций Уолша 3 и делителя частоты 4, генератор числовой последовательности 5, цифровой коммутатор 6. источник постоянного напряжения 7, ключевой блок 8, делитель частоты 9, и ключи 10. 5 ил.. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Н 04! 27/04

ГОСУцАРСТВЕННЫЙ. КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (21) 4819628/09 (22) 06.03.90 (46) 30.08.92. Бюл. N. 32 (72) С.А.Турко (56) Тузов Г.и. и др. Помехозащищенность радиосистем со сложными сигналами. М.:

Радио и связь. 1985, с.69.

„„ ЦÄÄ 1758893 А1 (54) КОДОВЫЙ МОДУЛЯТОР (57) Сущность изобретения; модулятор содержит синтезатор функций Уолша 1, состоящий из задающего генератора 2, блока формйрования функций Уолша 3 и делителя частоты .4, генератор числовой последовательности 5, цифровой коммутатор 6, источник постоянного напряжения 7, ключевой блок 8, делитель частоты 9, и ключи 10. 5 ил., 1 табл.

1758893

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для кодовой модуляции сигналов в различных радиотехнических устройствах.

Известно устройство для амплитудной модуляции, содер>кащее источник модулирующих сигналов, дифференциальный усилитель, амплитудный модулятор, амплитудный детектор, регулируемый аттенюатор и формирователь корректирующих сигналов;

Однако известное устройсгBo осуществляет модуляцию гармонической несущей и не может осуществлять модуляциюдискретной несущей.

Наиболее близким пп технической сущности к изобретению является кодовый мо дулятор, содержащий синтезатор функций

Уолша, генератор числовой:последователь. ности, цифровой коммутатор, источник постоянного напряжения и ключевой блок, причем первый тактовый выход синтезатора функций Уолша соединен с тактовым входом генератора числовой последовательности, выход которого подключен к управляющему входу цифрового коммутатора, выход которого соединен с первым входом ключевого блока, второй вход которого подключен к выходу источника постоянного напряжения, при этом синтезатор функций

Уолша содержит блок формирования функций Уолша,-делитель частоты и задающий генератор, выход которого соединен с тактовым входом блока формирования функций Уолша и с тактовым входом делителя частоты, выход которого является первым тактовым выходом синтезатора, вторым тактовым выходом которого является выход задающего генератора, выходы блока формирования функций Уолша являются информационными выходами синтезатора и соединены с соответствующими информационными входами цифрового коммутато, ра, выход ключевого блока является выходом кодового модулятора, Однако выходные сигналы, формируемые кодовым модулятором, имеют большую эффективную ширину спектра, что приводит к низкой эффективности использования полосы частот, т.е. к ухудшению эксплуатационных характеристик кодового модулятора.

Целью изобретения является уменьшение ширины спектра выходных сигналов.

Поставленная цель достигается тем, что в известный кодовый модулятор, содержащий синтезатор функций Уолша, первый тактовый выход которого соединен с тактовым входом генератора числовой последовательности, выход которого подключен к управляющему входу цифрового коммутато ра, выход которого соединен с первым входом ключевого блока, второй вход которого подключен к выходу. источника постоянного

5 напряжения, при этом синтезатор функций

Уолша содержит блок формирования функций Уолша, делитель частоты и задающий генератор, выход которого соединен с тактовым входом блока формирования функ10 ций Уолша и с тактовым входом делителя частоты, выход которого является первым тактовым выходом синтезатора, вторым тактовым выходом которого является выход зэ" дающего генератора, выходы блока формирования функций Уолша являются информационными выходами синтезатора введены ключи и дополнительный делитель частоты, выход которого соединен с управляющими входами ключей, информацион20 ные входы которых подключены к соответствующим информационным выходам синтезатора функций Уолша, второй тактовый выход ко1орого соединен с входом дополнительного делителя частоты, причем

25 выходы ключей соединены с соответствующими информационными входами цифрового коммутатора.

На фигЛ представлена структурная схема кодового модулятора; на фиг.2 — струк30 турная схема ключа; на фиг.3 -- временные диаграммы, иллюстрирующие процесс формирования выходного сигнала Цб, О) в предлагаемом кодовом модуляторе; на фиг.4— вид сигналов на выходе прототипа, на фиг.5

35 — вид сигналов на выходе предлагаемого .кодового модулятора.

Кодовый модулятор содержит синтеза. тор 1 функций Уолша, состоящий из задающего генератора 2, блока 3 формирования

40 функций Уолша и делителя 4 частоты, генератор 5 числовой последовательности, цифровой коммутатор 6. источник 7 постоянного напряжения, ключевой блок 8, дополнительный делитель 9. частоты, ключи

45 10.

Каждый ключ 10састоит из элемента НЕ

11, первого умножителя 12, второго умножителя 13 и сумматора 14, Кодовый модулятор работает. следую50 щим образом, С началом поступления импульсов с выхода задающего генератора 2 на вход делителя 4 частоты, имеющего коэффициент и деления 2, на выходе генератора 5 число55 вой последовательности формируется модулирующая числовая последовательность

9(t). Поскольку коэффициент деления делителя 4 частоты равен 2", каждому символу числовой последовательности соответствует один период функций Yonwa, формируе1750893 мых на выходах блока 3 формирования функций Уолша, на тактовый вход которого поступает последовательность импульсов с выхода задающего генератора 2.

Импульсы с выхода задающего генератора 2 поступают также на вход дополнительного делителя 9 частоты, имеющего коэффициент деления 2" . Таким образом, в течении первого полупериода формирования функций Уолша на выходедополнительного делителя 9 частоты формируется "0", поступающий на управляющие входы ключей 10. В течении второго полупериода формирования функций Уолша на выходе дополнительного делителя 9 частоты формируется "1", поступающая на управляющие входы ключей 10.

Ключи 10 функционируют следующим образом.

При поступлении на управляющий вход ключа 10 "О" на его выходе формируется сигнал, поступающий на его первый информационный вход, а при поступлении на управляющий вход ключа 10 "1" на его выходе формируется сигнал, поступающий на его второй информационный вход.

Таким образом, при поступлении на управляющий вход Z (см. фиг,2) ключа 10 "0", на вход элемента НЕ 11 и первый вход второго перемножителя 13 поступает "О". В результате сигнал, поступающий на первый информационный вход х1 ключа 10, через первый перемножитель 12 и сумматор 14 поступает на выход у ключа 10. Сигнал, поступающий на второй информационный вход х, не поступает на выход у, так как на первый вход второго перемножителя 13 поступает "0" с входа z ключа 10.

При поступлении на управляющий вход

z ключа 10 "1", на вход элемента НЕ 11 и первый вход второго перемножителя 13 поступает "1", В результате сигнал, поступающий на второй информационный вход xz ключа 10, через второй перемножитель 13 и сумматор 14 поступает на выход у ключа 10.

Сигнал, поступающий на первый информационный вход х1 ключа 10, не поступает на выход у. так как на первый вход первого перемножителя 12 поступает "О" с выхода элемента НЕ 11.

Таким образом в течение времени формирования одного символа модулирующей последовательности g(t) на выходе генератора 5 числовой последовательности, на выходах ключей 10 формируются функции ((О, д), 1 (1,g),...,1 (2"-1. 0) длительностью н один период.

Алфавит генератора 5 числовой последовательности состоит из 2" символов.

Цифровой коммутатор 6 осуществляет формирование на выходе той функции L(i, д), порядковый номер которой соответствует символу алфавита, поступающел1у на

5 управляющий вход коммутатора 6 с выхода генератора 5 числовой последователь ости, Источник 7 постоянного напряжения и ключевой блок 8 выполняют функции усили10 теля сигналов L (i. д) до уровня. необходимого для излучения.

На фиг.3 приведены временные диаграммы, иллюстрирующие процесс формирования выходного сигнала L (6, д ) н

15 предлагаемом кодовом модуляторе.

На диаграммах показано временное состояние; а) выхода задающего генератора 2; б. седьл1ого выхода блока 3 формирова20 ния функций Уолша, на котором формируется функция М/а! (б, д); н) второго выхода блока 2 формирования функций Уолша, на котором формируется функция Mal (1, д);

25 г) выхода дополнительного делителя 9 частоты; д) выхода седьмого ключа 10, на котором формируется функция 1 (6, 6 .

На фиг,4 приведены функции Уолша, 30 формируемые прототипом. На фиг.5 приведены ортогональные функции L(i, О), формируемые предлагаемым кодовым модулятором.

B ортогональности сигналов, формируемых предлагаемым кодовым модулятором, можно убедиться путем перемножения любых формируемых функций.

Для безыскаженной передачи сигналов, формируемых модулятором, необходимо

40 обеспечить полосу частот для передачи самого широкополосного сигнала.

В кодовом модуляторе, принятом в качестве прототипа, формируются выходные сигналы, описываемые функциями Уолша

45 (см. фиг.4).

Известно, что чем больше блоков ил1еет сигнал (блок — последовательность одинаковых элементов), тем больше эффективная ширина спектра сигнала И„э ф.

Выходные сигналы. описываемые функциями Уолша, имеют количество блоков,и =

=1, 2, З„,N (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 р = 2" = N (т.е. меа ндр) 1758893 ч » эфф = — 1

At 2N

25 т, 1092гп

m R з (3) 30

log2m . т,„

35 тактовым выходом синтезатора, вторым тактовым выходом которого является выход за(4) где At — длительность элемента.

Выходные сигналы, формируемые предлагаемым устройством, имеют количество

N N+2 блоков р = — или,и =

2 2 и значение наибольшей эффективной ширины спектра

M+2 выходного сигнала с учетом p =- опре2 деляется согласно выражению

2 2ц — 1

Р Л И (2) где A t — длительность элемента сигнала, p — число блоков;

N — число элементов, Согласно общим положениям теории информации каждый m-ичный символ (где

m =- 2") переносит n = tog2 m двоичных единиц, т.е. m-ичный символ эквивалентен кодовой последовательности из и двоичных символов. Длительность m-ичного символа может быть определена из соотношения где R — скорость передачи информации.

Из соотношения (3) следует, что скорость передачи информации определяется как таким образом, при заданном объеме алфавита m = 2" и заданной скорости передачи R длительность тп кодовой последовательности прототипа равна длительности Tm кодовой последовательности предлагаемого кодового модулятора..

В таблице приведены данные расчетов максимальной эффективной ширины спектра Р эфф для выходных сигналов, формируемых прототипом и предлагаемым кодовым модулятором для случая т =т

I (5) т.е, при одинаковой скорости передачи информации и заданном обьеме алфавита выходные сигналы, формируемые предлага40

50 емым кодовым модулятбром, имеют меньший спектр, чем формируемые в известном устройстве, Как следует из таблицы, выходные сигналы, формируемые предлагаемым кодовым модулятором, имеют ширину спектра меньшую, чем сигналы, формируемые прототипом, при одинаковой скорости передачи информации и объеме алфавита m = 8— на 27%, объеме алфавита m = 32 — íà 28%, объеме алфавита m = 64 — íà 29% и т,д.

Использование изобретения позволяет создавать кодовые модуляторы, обеспечивающие уменьшение ширины спектра выходных сигналов, что повышает эффективность использования полосы частот.

Формула изобретения

Кодовый модулятор, содержащий синтезатор функций Уолша, первый тактовый выход которого соединен с тактовым входом генератора числовой последовательно-. сти, выход которого подключен к управляющему входу цифрового коммутатора, выход которого соединен с первым входом ключевого блока, второй вход которого подключен к выходу источника постоянного напряжения, при этом синтезатор функций

Уолша содерх<ит блок формирования функций Уолша, делитель частоты и задающий генератор, выход которого соединен с тактовым входом блока формирования функций Уолша, и с тактовым входом делителя частоты, выход которого является первым дающего генератора, выходы блока формирования функций Уолша являются информационными выходами синтезатора,отличающийся тем,что,с целью уменьшения ширины спектра выходных сигналов, введены ключи и дополнительный делитель частоты, выход которого соединен с управляющими входами ключей; информационные входы которых подключены к соответствующим информационным выходам синтезатора функций Уолша, второй тактовый выход которого соединен с входом дополнительного делителя частоты, причем выходы ключей соединены с соответствующими информационными входами цифрового коммутатора, 1758893

Фиг. 2

1758893

Юь(, (о, а) ФЫ (с,e)

ЮаХ <г,e)

%Х (ь,e)

ЯЙСЯ д,в)

%Q (,в)

4/2 (610)

ВЯ Л,e) «р,= 6

: ФИГе4

L (о,О) (,e) (2,е)

)„(З,в) р-5 (4 19) p=$

@=5

@=5

ÔèÓе5

Соетаюитмь С, Турко

Редактор Н, Шюндиап Теяред M,Mîðt-.oíòì Корректор М. Демчик

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ М13 Тираж Подниюное

ВНИИПИ Государственного комитета но изобретениям и открытиям г ри ГКНТ СССР

113035, Москве. Ж-35, Рвушсквя нвб., 4/б