Устройство для импульсной модуляции сигнала
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ (ц777807
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 31.07.78 (21) 2655155/18-21 с присоединением заявки № (51) М. Кл.
Н ОЗК 7/02
ГосУдаРственный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.-11,80. Бюллетень № 41 (53) УДК 621.376.5 (088.8) ло делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 07,11.80 (72) Авторы изобретения А. А. Гольдберг, И. В. Островский и С. Е. Сас (71) Заявители Львовский ордена Ленина политехнический институт, Львовский ордена Ленина государственный университет им. Ив. Франко и Харьковский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. А. М. Горького (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИИ
СИГНАЛА
Изобретение относится к связи и предназначено для импульсной модуляции сигналов, оно может также найти применение в области измерительной техники при преобразованиях «аналог вЂ к» и «код †аналог», причем главным образом в тех случаях, когда необходимая частота формирования отсчетов настолько велика, что динамическая ошибка не может считаться пренебрежимо малой. 10
Известно устройство, содержащее формирователь последовательности сдвинутых импульсов, перемножитель, один вход которого соединен с источником сигнала, другой — с выходом формирователя последо- 15 вательности сдвинутых импульсов, а выход перемножителя подключен на вход интегратора, выход которого соединен с формирователем кодовых импульсов.
Его недостатком является большая по- 20 грешность за счет замены точечных значений сигнала средневзвешенными.
Целью настоящего изобретения является повышение точности модуляции за счет уменьшения ошибки, связанной с заменой точечных значений средневзвешенными.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее формирователь последовательности сдвинутых импульсов, перемножитель, первый вход которого соединен с шиной сигнала, а второй — с выходом формирователя последовательности сдвинутых импульсов, выход перемножителя соединен со входом интегратора, введены и — 1 перемножителей и и — 1 интеграторов, коммутатор, формирователь импульсов, пропорциональных входному напряжению, секционированная линия задержки, и масштабирующих звеньев и сумматор, причем первые входы введенных перемножителей соединены с шиной сигнала, а вторые входы соединены с соответствующими выходами формирователя сдвинутых импульсов, выходы введенных перемножителей соединены с входами интеграторов, выходы которых через коммутатор подключены к входу формирователя импульсов, пропорциональных входному напряжению, выход которого подключен к входу секционированной линии задержки, выходы секций линии задержки через масштабирующие устройства соединены со входами сумматора, выход которого соединен с выходной шиной.
На фиг. 1 приведена схема устройства, на фиг. 2 — эпюры выходных импульсов формирователя сдвинутых импульсов.
Устройство содержит формирователь 1 сдвинутых импульсов, умножители 2> ... 2, интеграторы 31...3„, коммутатор 4, форми777807 рователь 5 импульсов, пропор (иональных входному напряжению, линию задержки 6, масштабирующие устройства 7 ...7 -, сумматор 8.
Формирователь сдвинутых импульсов 1 вырабатывает последовательность импульсов, эпюры которых представлены на фиг.2.
Импульсы, изображенные на эпюре 1 фиг.
2, поступают на умножитель 2ь импульсы, представленные на эпюре 2, на умножитель
22 и т. д. Некоторый импульс, поступаюший на умножитель 2ь можно представить функцией времени Ip (t) . Тогда импульс, поступаюший на умножитель 22, представится функцией ср (t — Л), импульс, поступающий на 2, представится функцией
q? (1 — пЛ). После импульса (1 — пЛ) вновь формируется импульс на первом выходе 1, который можно представить q ft — (а+1)Л) и т. д.
Вся система импульсов в целом представляет собой бесконечную последовательность одинаковых импульсов, сдвинутых на равные промежутки Л относительно друг друга.
Таким образом, на выходе умножителя
21 формируется сигнал q?(t)S(t), на выходе
2 формируется сигнал Ip(t — Л) 5(1) и т. д.
Выходные сигналы умножителей поступают на входы йнтеграторов, на выходах которых формируются сигналы:
+т
Y, = I S (/) р (t) dt — на выходе 3> — т ь+т
Y, = J S (t) у (t — Ь) dt — на выходе Зр ь — т, м+т,. „
У„= J S(t) р (t — пЬ)dt — на выходе 3„ п — r
2Т ййтервал, на котором qI (t) отлична от йу,?й.
Коммутатор 4 последовательно подклю чает выходы интеграторов йа вход формирователя 5. На выходе формирователя фор мируется бесконечйая последовательность ймпульсов CI, С„... C, представляющих значения Уь Y2, ... Y>.
Последовательность значений YI, Y>,... Y„ одйозна Йо представляет сигйал S(t), если сдвиг Л удовлетворяет условию Л(2 ?o где 0 — ширина спектра сигнала S(t), а склоны cp (t) круче, чем 13,7 дБ на интервале Л. Представим S (t) в виде приближенного конечного ряда В. А. Котельникова
М sin 2mF (t — Kti)
2кР (t — КЬ)
К= — N
Подставив SN в выражение Ур, получим р -т si n2 F(t — Kt )
)2т Р (t — КЬ)
Ьр — r К= — N
Так как равна нулю вне интервалов интегрирования, то ее можно распространить на всю ось t. Кроме того, в силу очевидной сходиййсти интеграла от модуля подинтегрального выра?кения, сложение и интегрирование можно поменять местами: — OO
Ур» fWt) s (Ф)М к= — ч — OO
sin 2тР (t — КЛ) 2кР (t — КЛ) Совершив замену t — йЛ=т, получим
+ sin 2тР (-. + (р — К) Л) Рк I Т (.) 2„Р
Дс
Y — N = „ як/(КЛ) 20 у у: g а„„, к (7д)
К= N
) р — яр,f (КЬ).
К= — N
Решая эту систему относительно t(М), получим
30 М у(Кл)==- у в„у„
К= — N где В„.р — элементы матрицы, к матрице <рир (I.
В частности, обратной
f(o)= » в„),. р= — N
C, С (N 1... С-, О, С,С,...Cp
С приходом Нового кода CN+ содержимое успевает продвинуться на один шаг влево.
Вместо линии задержки может быть использован сдвиговый регистр. Таким образом, на выходе линии задержки 6 после каждого такта выделяются сигналы Y, У (K и, Y1r ... YN. Сигналы поступают на масштабирующие звенья 7, в которых производится умножение на постоянные коэффициенты. На выходе масштабирующих звеньев формируются сигналы
) NBo, cv, Y < „Boz В, А. Котельникова на случай неточечных отсчет ов», — «Конт рол ь н о-измерительная техника», вып. 20, Львов, «Выща школа», 1976. Последовательность Сь C2, ... С поступает на вход линии задержки 6. В каждый момент в сдвиговом регистре записано 2N последовательных значений 777807 нипутьсы Фиг. 1 Значения коэффициентов В ; определяются следующим образом. Строится матрица А, коэффициенты которой (в п 2х/(-+- (р — К) Д) 5 .) ) 2л (с -- (р — К) Ь) где р, k= — N — -1-Х Строится матрица В=А — . Коэффициенты матрицы В с нулевым первым индексом бе- 10 рутся в качестве масштабирующих множителей В, ¹ В, (N+i)> ... и т. д. Из уравнения (1) следует, что на выходе сумматора будет сформирован сигнал S (О). Сформированный сигнал поступает на 15 фильтр низких частот, на выходе которого в соответствии с теоремой В. А. Котельникова формируется текущее значение S(/) с задержкой на NA. Введение дополнительных блокбв позво- 20 лило уменьшить погрешность представления сигнала, связанную с заменой точечных значений сигнала средневзвешенными. Формула изобретения 25 Устройство для импульсной модуляции сигнала, содержащее формирователь последовательности сдвинутых импульсов, перемножитель, первый вход которого соеди- gp нен с шиной сигнала, а второй — с выходом формирователя последовательности сдвинутых импульсов, выход перемножителя соединен со входом интегратора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности модуляции, в него введены и — 1 перемножителей и и — 1 интеграторов, коммутатор, формирователь импульсов, пропорциональных входному напряжению, секционированная линия задержки, п масштабирующих звеньев и сумматор, причем первые входы введенных перемножителей соединены с шиной сигнала, а вторые входы соединены с соответствующими выходами формирователя сдвинутых импульсов, выходы введенных перемножителей соединены с входами интеграторов, выходы которых через коммутатор подключены к входу формирователя импульсов, пропорциональных входному напряжению, выход которого подключен к входу секционированной линии задержки, выходы секций линии задержки через масштабирующие устройства соединены со входами сумматора, выход которого соединен с выходной шиной. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Бахтиаров Г. Д. и др. Аналого-цифровые преобразователи, Зарубежная радиоэлектроника Ме 1, 1975, стр. 52 — 91 (прототип) . 777807 Фиг 1 Составитель Т. Краснова Техред В. Серякова Редактор Б. Федотов Корректор О. Данишева Заказ 224/13 Изд. № 561 Тираж 995 Подписное НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, OK-35, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2
