Устройство для двухкратного уплотнения каналов связи

 

Изобретение относится к радиотехнике и вычислительной технике и может использоваться в системах передачи дискретной информации различного назначения Устройство обеспечивает двухкратное повышение удельной скорости передачи путем преобразования двоичных сигналов в разиополярный 4-позиционный сигнал с различной длительностью импульсов со строгим чередованием полярностей импульсов по их длительности, что обеспечивает достижение поставленной цели и позволяет в полосе частот канал связи, соответствующей полосе частот исходного двоичного сигнала, передавать информацию о двух двоичных сигналах с такой же номинальной полосой частот. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (т!)5 Н 04 1 25/40

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ (21) 4904043/09 (22) 22.01.91 (46) 15.11.92. Бюл. ЬЬ 42 (71) Институт технической кибернетики АН

БССР (72) Г.Я.Панченко и Н.А.Довнар (56) Авторское свидетельство СССР

Ль 1592954, кл. Н 04 1 25/40, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДВУХКРАТНОГО

УПЛОТН Е Н ИЯ КАНАЛО В СВЯ3 И (57) Изобретение относится к радиотехнике и вычислительной технике и может использоваться в системах передачи дискретной

Изобретение относится к радиотехнике и вычислительной технике и может использоваться в системах передачи дискретной информации различного назначения.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства Jl) тем устранения флюктуации удельной скорости передачи в результате изменения алгоритмов кодирования-декодирования.

На фиг, 1 и 2 представлены соответственно структурные электрические схемы передающей и приемной стороны устройства для двукратного уплотнения каналов связи; на фиг. 3 и 4 — соответственно временные диаграммы их работы.

Устройство для двухкратного уплотнения каналов связи содержит на передающей стороне первый и второй элементы запрета 1,2, генератор 3 импульсов, первый элемент задержки 4, параллельный регистр

„„ Ы„„ 1775871 А1 информации различного назначения, Устройство обеспечивает двухкратное повышение удельной скорости передачи путем преобразования двоичных сигналов в разнополярный 4-позиционный сигнал с различной длительностью импульсов со строгим чередованием полярностей импульсов по их длительности, что обеспечивает достижение поставленной цели и позволяет в полосе частот канал связи, соответствующей полосе частот исходного двоичного сигнала, передавать информацию о двух двоичных сигналах с такой же номинальной полосой частот. 4 ил.

5, первый элемент НЕ 6, второй элемент задержки 7, сумматор 8 по модулю "2", двоичный счетчик 9, десятый элемент И 10, третий элемент запрета 11, второй элемент НЕ

12, первый триггер 13, первый и второй элементы И 14, 15, третий элемент задержки 16, третий элемент И 17, второй триггер 18, 0-триггер 19, четверты й, пяты й, шестой, седьмой; восьмой и девятый элементы И 20, 21, 22, 23, 24, 25, четвертый и пятый элементы задержки 26, 27, первый и второй элементы ИЛИ 28, 29, преобразователь 30 уровня, сумматор 31, а на приемной стороне — первый и второй детекторы 32, 33 импульсов, выделитель 34 тактовой частоты, преобразователь 35 уровня, первый элемент НЕ 36. третий элемент ИЛИ 37, второй элемент Н Е

38, первый и второй элементы задержки 39, 40, первый, второй и третий эл менты И 41, 42, 43, первый и второй элементы ИЛИ 44, 45.

1775871

Устройство работает следующим образом, На передающей стороне устройства (фиг. 1), поясняемой с помощью временных диаграмм (фиг, 3), после включения электропитания устройства сигнал "начального сброса", выработанный внешним устройством, устанавливает двоичный счетчик S в исходное состояние, в результате чего на

его выходе формируется нулевой потенциап, который открывает элемент запрета 11, а через элементы НЕ 12 закрывает элементы запрета 1 и 2, что предотвращает подачу входных сигналов на информационные входы параллельного регистра 5.

При этом с выхода генератора импульсов 3 через последовательно соединенные элементы задержки 4 и элемент НЕ 6 последовательность тактовых импульсов с длительностью Т/2 в тактовом интервале Т, следующих с номинальной тактовой частотой F=1/Ò (фиг. 3, вр), через последовательно соединенные открытый элемент запрета

11, элемент ИЛИ 28 и сумматор 31 поступает через канал связи на вход приемной части устройства, что обеспечивает запуск и синхронизацию выделителя тактовой частоты 34.

Одновременно последовательность тактовых импульсов поступает с выхода элемента HE 6 (фиг. 3, в ) на вход двоичного счетчика 9, который после окончания установленного счета импульсов переполняется и единичным потенциалом со своего выхода закрывает элемент запрета 11, прекращая подачу сигналов тактовой частоты в канал связи, а через элемент НЕ 12 открывает элементы запрета 1 и 2, разрешающие передачу и преобразование информационных сигналов, При этом исходные двоичные последовательности с длительностью импульсов

Т/2 в тактовом интервале Т, следующих с номинальной тактовой частотой F=1/T, поступают соответственно через открытые элементы запрета 1 и 2 от двух независимых источников дискретной информации (фиг. 3, а, б), синхронизируемых с помощью генератора импульсов 3, на входь: параллельного регистра 5 и записываются в него с помощью последовательности тактовых импульсов, поступающих на тактовый вход параллельного регистра с выхода генератора 3 (фиг. 3, в) через элемент задержки 4 на величину Т/4 (фиг. 3, в1), в результате чего на его выходах формируются параллельные комбинации из 2-х двоичных символов с длительностью Т (фиг. 3, г, д).

С единичных выходов параллельного регистра 5 (фиг. 3, г, д) сигналы поступают ко входам сумматора 8 по модулю "2", который при появлении на его входах комбинаций "10" и "01" срабатывает и единичный потенциал с его выхода поступает на пер5 вый вход элемента И 10, на второй вход которого с выхода элемента задержки 4 (фиг. 3, в ) подается последовательность тактовых импульсов с длительностью Т/2, в результате чего на выходе элемента И 10

10 формируются импульсы с длительностью

Т/2 (фиг. 3, и), которые управляют по счетному входу переключением триггера 13, на, единичном и инверсном выходах которого формируются сигналы (фиг. 3. к, к ), управ15 ляющие изменением полярностей импульсов пе реда ваемо го сигнала.

Одновременно сигналы с первого и второго единичных выходов параллельного регистра 5 (фиг. 3, r, д) поступают соот20 ветственно к первым входам элементов И

14, 15 и к первому и второму входам элемента И 17, при этом ко вторым входам элементов И 14 и 15 сигналы подаются соответственно со второго и первого инвер25 сных выходов параллельного регистра.

К третьему входу элемента И 14 поступает последовательность тактовых импульсов с выхода генератора 3 (фиг. 3, в) через последовательно соединенные элемент за30 держки 4(фиг. 3, в ) и элемент НЕ 6(фиг. 3, в ), а к третьему входу элемента И 15— непосредственно через элемент задержки 4 (фиг. 3, в ), причем к третьему входу элемента И 17 последовательность тактовых им35 пульсов поступает через последовательно соединенные элемент задержки 4 (фиг. 3, в1) и элемент задержки 7 на величину Т/4 (фиг. 3, вз), в результате чего на выходах элементов И 14 и И 15 формируются соот40 ветственно при входных комбинациях "10" и "01" импульсы с длительностью Т/2 во второй и в первой половинах тактового интервала Т(фиг. 3, е, ж), а на выходе элемента

И 17 импульсы с длительностью Т/2 форми45 руются при входных комбинациях "11" со сдвигом на величину Т/4 по отношению к началу тактового интервала Т (фиг, 3, з).

Сигналы с выхода элемента И 14 (фиг. 3, е) поступают соответственно к первым вхо50 дам элементов И 20 и 21, а с выхода элемента И 15 (фиг. 3, ж) — к первым входам элементов И 22 и 23, при этом на вторые входы элементов И 20 и 22 подается управляющий сигнал с единичного выхода тригге55 ра 13(фиг. 3, к), а на вторые входы элементов

И 21 и 23- с инверсного (фиг. 3, к ), в результате чего при входных комбинациях "10" и

"01" формируются соответственно на выходе элементов И 20 и 21 импульсы с длительностью Т/2 во второй половине тактового

1775871 интервала Т, а на выходе элементов И 22 и

23 — в первой.

При входных комбинациях "11" сигнал с выхода элемента И 17 (фиг. 3, з) поступает на D-вход D-триггера 19 непосредственно, а на счетный вход триггера 18 — через weмент задержки 16 на величину Т/4 (фиг. 3, з ), в результате чего на выходе D-триггера

19, синхровход которого подключен к выходу элемента HE 6 (фиг. 3, в2), формируются импульсы с длительностью T (фиг. 3, зг), которые поступают с его выхода к первым входам элементов И 24 и 25, на вторые входы которых подаются соответственно управляющие сигналы с единичного (фиг. 3, з ) и инверсного (фиг. 3, з ) выходов триггера 18, что обеспечивает формирование на выходе элементов И 24 и 25 импульсов с длительностью Т.

Импульсы с длительностью Т/2 и Т, сформированные с помощью элементов И

20-25, поступают с выхода элементов И 20, 22 и 24 ко входам элемента ИЛИ 28, а с выхода элементов И 21, 23 и 25 — ко входам элемента ИЛИ 29, причем для согласования временных диаграмм в соответствии с п редложенным алгоритмом преобразования импульсы с выхода элементов И 22 и 23 поступают соответственно ко входам элементов ИЛИ 28 и 29 через элементы задержки 26 и 27 на величину Т (фиг. 3, ж1, ж ), в результате чего на выходах элементов ИЛИ

28 и 29 формируются два равнозначных потока нечетных (фиг. 3, л) и четных (фиг. 3, м) единичных символов с длительностью импульсов Т/2 и Т.

С выхода элемента ИЛИ 28 сигналы (фиг. 3, л) поступают к первому информационному входу сумматора 31, а с выхода элемента ИЛИ 29 сигналы подаются через преобразователь уровня 30, обеспечивающий преобразование поло>кительHыx импульсов (фиг. 3, м) в отрицательные (фиг. 3, м ), — ко второму информационному входу сумматора, на выходе которого формируется разнополярный 4-х позиционный сигнал с длительностью импульсов Т/2 и Т со строгим чередованием полярностей импульсов по их длительности (фиг. 3, н), следующих с номинальной тактовой частотой F=1/Т, в спектре которого отсутствует постоянная составляющая и компоненты второй гармоники тактовой частоты, что повышает его помехоустойчивость и позволяет повысить в 2 раза удельную скорость передачи по сравнению с удельной скоростью передачи вхоцного двоичного сигнала, причем при входных комбинациях "00" на выходе сумматора формируются нулевые символы с длительностью Т.

30

40 нополярный сигнал с выхода которого (фиг, 45 4, о) через элемент HF 38 (фиг. 4, oz) пода50

Для обеспечения одинаковой помехозащищенности импульсов. передаваемых с длительностью Т/2 и Т, введена карректировка выходных импульсов, в соответствии с которой амплитуда поло>кптельных и отрицательных импульсов с длительностью Т уменьшается соотвегственнр на величину -AU (с учетом искажений, вносимых линией связи при заданной скорости передачи), что достигается в результате воздействия единичного сигнала, поступающего с выхода D-триггера 19 (фиг. 3. з2) на управляющий вход сумматора 31.

На приемной стороне устройства (фиг.

2), поясняемой с помощью временных диаграмм (фиг. 4), входной 4-х позиционный сигнал с длительностью импульсов Г/2 и Т(фиг.

4, н)) поступает на вход выделителя тактовой частоты (ВТЧ) 34, который посла прекращения подачи с передающей стороны синхросигнала тактовой частоты с длительностью импульсов Т/2 (меандра), передние фронты импульсов в котором совпадают с началом тактового интервала Т, переходит в режим синхронизации входной последовательностью импульсов.

При этом разнополярный 4-х позиционный сигнал поступает одновременно íà sxoды детекторов импульсов 32 и 33, включенных соответственно в прямом и обратном направлениях, с помощью которых разделяется соответственно на последовательности положительных (фиг, 4, л) и отрицательных (фиг. 4, м ) импульсов.

Затем последовательность поло>кительных импульсов с выхода детектора 32 (фиг.

4, л) непосредственно, а последовательность отрицательных импульсов с выхода детектора 33 —. через преобразователь уровня 35, обеспечивающий преобразование отрицательных импульсов (фиг. 4, м ) в положительные (фиг. 4, M), поступает ко входам элемента ИЛИ 37, сформированный одется к первому входу элемента И 41, второй вход которого соединен с первым входом элемента И 43 и подключен к выходу элемента ИЛИ 37 (фиг. 4, о) через элемент задержки 39 на величину Т/2 (фиг. 4, о ), при этом первый вход элемента И 42 подключен к выходу элемента

ИЛИ 37 через последовательно соединенные элемент HE 38 (фиг. 4, о ) и элемент задер>кки 40 на величину Т/2 (фиг.

4, оз), а вторые входы элементов И 42 и

43 подключены к выходу элемента ИЛИ

37 непосредственно, причем на третьи входы элементов И 41-43 поступает с выхода ВТЧ 34 (фиг. 4, n) через элемент НЕ 36

1775871

20

55 (фиг. 4, п1) последовательность тактовых импульсов с длительностью Т/2, следующих с номинальной тактовой частотой F, в результате чего осуществляется разделение входного 4-х позиционного сигнала (фиг. 4, í t) по уровню, длительности и временному положению импульсов внутри тактового интервала Т в соответствии с предложенным алгоритмом декодирования и формирование во второй половине тактового интервала Т на выходе элементов И 41 — 43 (фиг. 4, р1 — рз) импульсов с длительностью Т/2, отображающих соответственно комбинации из

2-х двоичных символов "10", "01" и "11".

Сигналы с выхода элементов И 41 и 42 (фиг. 4, р1, m) поступают соответственно к первым входам элементов ИЛИ 44 и 45, vo вторым входам которых подается сигнал с выхода элемента И 43 (фиг. 4, рз), в результате чего на выходе элементов ИЛИ 44 и 45 формируются соответствующие двоичные символы, из которых восстанавливаются соответственно исходные двоичные последо вательности с длительностью импульсов

Т/2 в тактовом интервале Т, следующих с номинальной тактовой частотой Р(фиг. 4, а1, 61), которые поступают соответственно с их выходов к приемникам дискретной информации, синхровходы которых подключены к выходу элемента НЕ 36 (фиг. 4„п1).

Формула изобретения

Устройство для двухкратного уплотнения каналов связи, содержащее на передающей стороне первый элемент запрета и первый элемент НЕ, генератор импульсов, выход которого соединен с входом первого элемента задержки, параллельный регистр, первый единичный выход которого подключен к первым входам первого и третьего элементов И, а второй единичный выход соединен с первым входом сумматора по модулю 2 и с первым и вторым входами второго и третьего элементов И, первый и второй инверсные выходы параллельного регистра подключены соответственно к вторым входам второго и первого элементов И, выход первого элемента И соединен с первыми входами четвертого и пятого элементов И, а выход второг элемента И подключен к первым входам шестого и седьмого элементов И, выходы четвертого и восьмого элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ, а выходы пятого и девятого элементов И подключены соответственно к первому и второму входам второго элеменТа ИЛИ, выход первого элемента

ИЛИ соединен с первым информационным входом сумматора, второй информационный вход которого подключен через преобразователь уровня к выходу второго элемента ИЛИ, выход сумматора является выходом устройства, выход сумматора по модулю 2 подключен к первому входу десятого элемента И, выход которого соединен со счетным входом первого триггера, единичный выход которого подключен к вторым входам четвертого и шестого элементов И, а инверсный выход соединен с вторыми входами пятого и седьмого элементов И, а на приемной стороне — первый элемент задержки, первый-второй детекторы импульсов и выделитель тактовой частоты, входы которых объединены и являются входом устройства, а выход выделителя тактовой частоты подключен к входу первого элемента НЕ, выходы первого и второго элементов И соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, вторые входы которых подключены к выходу третьего элемента И, выход первого детектора подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен через преобразователь уровня с выходом второго детектора, а выход третьего элемента ИЛИ через последовательно соединенные второй элемент НЕ и второй элемент задержки подключен к первому входу второго элемента И, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возмо>кностей устройства путем устранения флюктуации удельной скорости передачи в результате изменения алгоритмов кодирования-декодирования, на передающей стороне введены второй элемент запрета, выход которого соединен с вторым входом параллельного регистра, первый вход которого подключен к выходу первого элемента запрета, прямые входы первого и второго элементов запрета являются входами устройства, второй элемент задержки, вход которого подключен к выходу первого элемента задержки, а выход соединен с третьим входом третьего элемента И, 0триггер, 0-вход которого подключен к выходу третьего элемента И, а выход соединен с управляющим входом сумматора и с первыми входами восьмого и девятого элементов

И, вторые входы которых подключены соответственно к единичному и инверсному выходам второго триггера, счетный вход которого соединен через третий элемент задержки с выходом третьего элемента И, выход первого элемента задержки подключен к второму входу десятого элемента И, к третьему входу второго элемента И, к входу первого элемента НЕ и к тактовому входу параллельного регистра, первый единичный выход которого соединен с вторым входом сумматора по модулю 2, а выход первого

1775871

5 г

RQ элемента НЕ подключен к третьему входу первого элемента И, к синхровходу D-триггера, к прямому входу третьего элемента зап рета и к входу двоичного счетчика, выход которого соединен с инверсным входом третьего элемента запрета и с входом второго элемента НЕ, выход которого подключен к инверсным входам первого и второго элементов запрета, выходы шестого и седьмого элементов И соединены соответственно через четвертый и пятый элементы задержки с третьими входами первого и второго элементов ИЛИ, а выход третьего элемента запрета подключен к четвертому входу первого элемента ИЛИ, а на приемной стороне выход второго элемента НЕ соединен с первым входом первого элемента И, выход третьего

5 элемента VIJlM подключен соответственно к второму и первому входам второго и третьего элементов И. а через первый элемент задержки соединен с вторыми входами первого и третьего элементов И, выход первого

10 элемента НЕ подключен к третьим входам первого-третьего элементов И, а выходы первого и второго элементов ИЛИ являются выходами устройства.

1775871

О

ТР

1775871

Т(Д г

l! {!!

1 1 - ! ) I g f I !!

Составитель Г. Панченко

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Л.Филь

Редактор

Заказ 4042 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина. 101!!, 34 !! ! J

l ц I

t