Устройство для передачи цифровой информации

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ цифровой ИНФОРМАЦИИ, содержащее регистр, генераторы частот по числу выходов регистра и радиопередатчик, о.тлич а.юще ее я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости передачи информации, в него введены ключи, блоки сравнения, блоки памяти и усилители по числу выходов регистра и задатчик коэффициента усиления, каждый выход регистра подключен к первым входам соответствующего ключа и блока сравнения, -выход каждого блока сравнения подключен к второму входу соответствующего ключа и к соответствующему входу задатчика коэффициента усиления, выход каждого ключа через соответствующие генераторы частот подключены к первым входам соответствующих усилителей, к вторым входам которых подключены выходы задатчика коэффициента усилеi ния , выходы усилителей соединены с О) входом радиопередатчика, выход каждого ключа через соответствующий блок памяти подключен к второму входу соответствующего блока сравнения.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11)

151) 4 С 08 С 19/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTO| CHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ1ТЖ (21) 3297938/18-24 (22) 02.06.81 (46) 23.03.87. Вюл. М- 11 (7!) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) Эмил Габриел Бенатов (ВС) и Н.В.Кирианаки (SU) (53) 621.398(088.8) (56) Лучук А.И. Устройства передачи дискретной информации. Киев. Техника, 1978, с.260.

Патент США ;-,419081,, кл. Н 03 К 13/22, 325-383, 1980. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ

ЦИФРОВОЙ ИНФОРИАЦИИ, содержащее регистр, генераторы частот по числу выходов регистра и радиопередатчик, о.т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости передачи информации, в него введены ключи, блоки сравнения, блоки памяти и усилители по числу выходов регистра и задатчик коэффициента усиления, каждый выход регистра подключен к первым входам соответствующего ключа и блока сравнения, выход каждого блока сравнения подключен к второму входу соответствующего ключа и к соответствующему входу задатчика коэффициента усиления, выход каждого ключа через соответствующие генераторы частот подключены к первым входам соответствующих усилителей, к вторым входам которых подключены выходы задатчика коэффициента усиления, выходы усилителей соединены с Е входом радиопередатчика, выход каждого ключа через соответствующий блок памяти подключен к второму входу соответствующего блока сравнения.

1 ° .а

978178

Изобретение относится к автоматике и телемеханике и может быть применено в устройствах передачи цифровой информации.

Известны устройства передачи цифровой информации с частотным разделением разрядов передаваемого кодового слова, содержащие входной регистр для хранения значений разрядов слов, генераторы поднесущих частот по числу разрядов регистра, которые своими входами связаны с одноименными выходами регистра, и радиопередатчик, на вход которого поступает суммарный сигнал генераторов разрядных поднесущих частот, а на выход — составной радио- сигнал, ячейки регистра управления работой генераторов разрядных поднесущих частот, причем каждый i-ый генератор формирует сигнал частоты f при передаче значения»»1»» и -fî при передаче значения "0" i-ого разряда кодового слова цифровой информации.

На приемной стороне после демодуля25 ции в радиоприемнике составной сигнал поступает на входы разрядных фильтровформирователей, которые выделяют соответствующие поднесущие частоты, и по их значению определяют значения передаваемых разрядов кодовых слов, которые потом запоминаются ячейками выходного регистра памяти.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому. устройству для передачи цифровой информации яв- 35

Ь ляется цифровая кодирующая система, содержащая на передающей стороне блоки вычитания и элементы памяти, в которой выходной цифровой кодированный сигнал определяется как разность между текущими и предыдущим значениями выходного сигнала.

Однако известные устройства обла-. дают недостаточной помехоустойчи-. востью, обусловленной тем, что энер- 45 гетический уровень поднесущих частот разрядов практически неизменен и определяется числом разрядов кода и амплитудной характеристикой радиопередатчика.

Цель изобретения — повышение поме-. хоустойчивости передачи цифровой информации.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для передачи цифровой информации, содержащее регистр, генераторы частот по числу выходов регистра и радиопередатчик, введены ключи, блоки сравнения, блоки памяти и усилители по числу выходов регистра, и задатчик коэффициента усиления, каждый выход регистра подключен к первым входам соответствующего ключа и блока сравнения, выход каждого блока сравнения подключен к второму входу соответствующего ключа и к соответствующему входу задатчика коэффициента усиления, выход каждого ключа через соответствующие генераторы частот подключены к первым входам соответствующих усилителей, к вторым входам которых подключены выходы задатчика коэффициента усиления, выходы усилителей соединены с входом радиопередатчика, выход каждого ключа через соответствующий блок памяти подключен к второму входу соответствующего блока сравнения.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства; на фиг.2 — схема задатчика коэффициента усиления; на фиг.3 — закон изменения коэффициента усиления, реализуемый в усилителях с регулируемым коэффициентом усиления.

Устройство для .передачи цифровой информации содержит N-разрядный регистр 1, имеющий N выходов по числу разрядов передаваемого кодового слова, ключи 2,-2Н блоки 3»-38 сравнения, блоки 4,-4„ памяти, задатчик 5 коэффициента усиления, имеющий N входов, генераторы 6„-6 » частот, усилители 7„ -7t», коэффициентом усиления которых регулируется и радиопередатчик 8.

Устройство работает следующим образом.

Значения разрядов передаваемого кодового слова поступают из регистра 1 одновременно на первые входы ключей 2 и блоков 3. В первоначальный момент передачи все ключи 2 пропускают сигналы передаваемых кодовых разрядов на входы своих генераторов которые в соответствии со значением веса i-ого разряда кодового слова формируют импульсы одинаковой длительности и амплитуды, но двух разных частот Е» или f»„ отвечающие соответственно значению "0" или н 11

I i-oro разряда. Одновременно с этим с выходов ключей 2 значения передаваемых разрядов записываются в блоки 4. После очередной записи и запоминания значений разрядов нового

97817

3 кодового слова íà j-том цикле передачи на входы блоков 3 поступают одновременно новые значения разрядов из регистра и их предыдущие значения из блоков 4. При совпадении этих значений, например для i-oro разряда, соответствующий блок 3 запрещает ключу 2 передачу неизменившегося значения i-ого разряда, так как

fO () (если U;! ф11;!! !) !

О, если U; =U;(,! к. = к =- — (2) о N.

50 где К вЂ” коэффициент усиления усилио телей 7 при передаче всех разрядов кодового слова, условно принятый за единицу.

N — число разрядов кодового слова;

N — число разрядов кодового слова, передаваемых íà j-ом цикле. где U ... .— выходное напряжение бло!

2 ка 3! на 1-ом цикле передачи;

U -Б; !1!) — напряжения, отвечающие

° ) 1 1-! значениям i-ro разряда на

j-ом и Hà (j-1)-ом циклах передачи соответственно. 20

Поэтому очередное значение i-oro разряда не передается, а блоки 4 сохраняют его предыдущее значение. Если значение i-ого разряда изменилось на очередном j-ом цикле передачи,, блок 3 после сравнения согласно (1) включает ключ 2„ и таким образом разрешает передачу нового значения, генератор 6„ включается выходным сигналом ключа 2!, а в блоке 4 записывает-З0 ся это .новое значение разряда. Далее эадатчик 5 на основе значений сигналов, поступающих на его входы с выходов блока 3, формирует и задает на, управляющие входы усилителей 7 соот" 35 ветствующие значения их коэффициентов усиления, которые могут изменяться на каждом очередном j-ом цикле передачи в зависимости от того, сколько разрядов кодового слова .изменилось, 40 и передается в данный момент. Дпя всех непередаваемых разрядов g-ou цикле передачи коэффициент усиления .их усилителей К =О. Для усилителей !

7 передаваемых разрядов коэффициент

Ф усиления К определяется по формуле

Задатчик 5 коэффициента усиления может быть выполнен на различных элементах. На схеме (фиг.2) эадатчик 5 выполнен на базе инвертирующего сум" мирующего операционного усилителя.

Задатчик 5, содержащий N входных резисторов 9, операционный усилитель 10 с элементами обеспечения его работы и М аналоговых ключей ll работает следующим образом.

Выходные напряжения U ... .блоков

ЭIj

3 сравнения (фиг.1) одновременно поступают на соответствующий вход операционного усилителя IO (через резисторы 9 ) и на соответствующие управляющие входы-ключей 11. Выходное управляющее напряжение операционного усилителя 10 íà j-ом цикле пере.ачи в данном случае определяется (3) при условии равенства сопротивлений всех резисторов 9, и R т. е.

RA Ri =const, i = (l-:N) (4)

Выход операционного усилителя Ip подключен одновременно к аналоговым входам ключей ll. Если на данном

J-ом цикле передачи блок 3; не выдает на управляющий вход ключа II; разрешающий сигнал, т.е. U> . =0 (i-ый

1! разряд не передается, потому что не изменился), сформированное напряжение U!!> не подается на управляющий вход соответствующего усилителя

7; (фиг.1 ) и он включается (К =О).

Если наоборот i-ый разряд кода передается на 1-ом цикле передачи, то выходной сигнал соответствующего блока 3; (U>," =1) включает соответствующий ключ ll, и напряжение Ull посту5 пает на управляющий вход усилителя

7; . Таким образом, на каждом,! -ом цикле передачи усилителя 7 непередаваемых (неизменившихся) разрядов кода не включаются, на управляющие входы усилителей 7 передаваемых (из- менившихся) разрядов подается U

I!

В определяющее К . Значения напряже-! ния UII при условии равенства логических уровней выходного напряжения всех блоков 3.(согласно (!) разрешающий потенциал UII" условно принят !! равным единице) совпадают со значе-, ниями !1, но с обратным (отрицательным) знаком.

978178

P = 0,5ю

J о 2К (7) (N -N) Е

1 о! 2И Е

j ь и Еро

Е = К Е о N.

1 (5) f0!

Примерные значения Передаваемые i-ые N К

i разрядов частоты -U й

2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6

1 0 0 1 0 1

10 Ео

Я 20 90 4 90 6!

21 91 40 fr> 40

I 2

2 1 1 1 0 l 0

l 2Е„

1,5 Е

2,0 Е

3,0 Е„

6,0 Е

3 0 1 0 0 0 1

4 l 0 0 1 0 1

5 1 l 1 1 0 1

6 1 0 1 1 0 1

40 90 90 61

l,5 Н 20

2 91

41

2,0

3,0

2О

6,0

В результате изменения коэффициента усиления происходит перераспре". деление энергии радиопередатчика Е „, только между передаваемыми на j-ом цикле разрядами кода, которое характеризуется выражением

@рп где Š— — энергия радиопередато g чика 8, приходящаяся на долю одного разряда при передаче значений всех разрядов кодового слова;

Е) — энергия, приходящаяся на долю одного передаваемого разряда при передаче только изменившихся значений разрядов кодового слова.

В таблице приведен пример изменения Е1 при N=6 для всех возможных.

И итоге на j-oM цикле передачи для каждого. передаваемого разряда в N/N раз улучшается отношение сиг1

Ф нал/шум и помехоустойчивость увеличивается. Вероятность искажения двоичного символа P для классичес0 кого способа передачи с равномерным распределением энергии определяется так

Ео

Р = 0,5 (6) о 3 уЕ где Е - плотность мощности наложег35 ного сигнала белого шума.

В предлагаемом устройстве вероятность искажения P двоичного симво

J ла на -ом цикле передачи определяет40 ся

Сравнение (6) и (7) с учетом (5) показывает, что т ° е. в предлагаемом устройстве вероятность искажения двоичного символа на j-ом цикле передачи в И

{И-!1 > Е

1 — — - -,- - раз меньше, чем в клас2N Е, сическом случае.

В приемном устройстве, не входящем в состав предлагаемого, после радиоприемника фильтры-формирователи из полученного сигнала выделяют и формируют импульсы переданных разрядов очередного кодового слова, после чего их значения фиксируются и хранятся в выходном регистре памяти. В случае, если соответствующий разряд не изменился, а поэтому и не передавался на данном цикле передачи, соответствующий фильтр-формирователь на приемной стороне не сработает, однако в выходном регистре памяти сохраняо ется предыдущее значение разряда, соответствующее его непереданному . значению, поэтому количество информации сохраняется.

Предлагаемое устройство особо эффективно при передаче медленно изменяющейся цифровой информации, когда значения разрядов изменяются сравнительно редко и их не нужно передавать все время, а достаточно помнить до момента их изменения °

978178

Фиг. 2

-Оу б 5 9 Я 2 1

ФигЗ

Корректор И Иуска

Подписное

Производственно-полиграФическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Редактор О.Филиппова Техред М.Ходанич

Заказ 910/3 Тираж 544

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

3