Селектор-преобразователь импульсных сигналов

 

ОПИСАН»ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ( 966879 (61) Дополнительное к авт. свид-ву—

/ (22) Заявлено 200381 (21) 3262025/18-21

И1) М. Кп.

Н 03 К 5/156 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 15.1082, Бюллетень ¹ 38

t$3) УДК621. 374. (088. 8) Дата опубликования описания 15. 10 . 82. Ропькйй

» (72) Авторы изобретения

A.È. Баландин, Е.П. Ларичев, Е.H. Океанов и И.

f» if. (71) Заявитель (54) СЕЛЕКТОР-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСНЫХ

СИГНАЛОВ

Изобретение относится к импульс- ной технике и может быть использо" вано для анализа и синтеза различных сигналов по текущей частоте, а также в средствах приема и передачи информации.

Известны устройства позволяющие ,,изменять диапазон измерения интервалов времени, и содержащие селектор импульсов, подключенный к счетчику импульсов через блок выбора исходного состояния f1 1.

Недостаток таких устройств состоит в отсутствии возможности изме" рения текущего значения интервала времени.

Наиболее близким к изобретению является селектор-преобразователь импульсных сигналов, содержащий блоК укорочения импульсов, выход которого подключен непосредственно к входу синхронизатора и через элемент НЕ к входу дифференцирующего элемента и первому входу вентиля, выход которого и выход синхронизатора соединены с соответствующими входами распределителя, выходы которого соединены с первой группой входов блока элементов И, вторая группа входов которого подключена к выходу дифференцирующего элемента, и оконечный регистратор, три коммутатора, источ" .ник опорного сигнала, блок приема, переключатель и последовательно соединенные усилитель.,ограничитель и делитель частоты, включенные между входом блока укорочения импульсов и первым выходом первого комму" татора, второй выход которого соеди" нен с входом источника опорного сигналафильтр, включенный между первым выходом второго коммутатора и входом оконечного регистратора, модулятор, передающий блок и преобразователь многоканального импульсного сигнала в одноканальный частотномодулированный сигнал, состоящий из генератора и последовательно включенных блока фораировання огибающей, многоканального модулятора и сумматора, выход которого соединен с первым входом второго коммутатора, первым входом первого коммутатора и первым входом генератора, второй

25 вход которого соединен с выходом синхронизатора, три остальных входа подключены к выходам бло а формирования огибающей, три выхода генератора соединены с входами многоканального

З0 модулятора, а четвертый выход гене966879 тора подключен к второму входу венти ля, причем вход блока приема соединен с входной Шиной, его первый выход подключен к второму аду первого коммутатора, второй выход блока приема и выход источника опорного сиг- 5 нала соединены с входами переключателя, выход которого подключен к вхо" ду третьего коммутатора, а передающий блок через модулятор соединен с вторым выходом второго коммутато- 1Q

Известный селектор-преобразователь осуществляет формирование частотномодулированного выходного сигнала с помощью набора параллельно работающих генераторов, модулированных поочередно по амплитуде. Такой режим преобразования многоканального сигнала s одноканальный сопровождается неизбежным разрывом фазы колебаний различных генераторов в наборе, что вызывает неоправданное расширение спектра выходного сигнала. Следствием этого является высокий уровень ннутрисистемных помех, особенно неблагоприятный при использовании селектора-преобразователя для целей связи, Цель изобретения — уменьшение помех в спектре выходного сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что в селектор-преобразователь импульсных сигналов, содержащий блок укорочения импульсов, выход которого подключен непосредственно к входу 35 синхронизатора и через элемент НЕ к входу дифференцирующего элемента и первому входу вентиля, выход которо"

ro и выход синхронизатора соединены с соответствующими входами распреде- 4Q лителя, выходы которого соединены с первой группой входов блока элементов И, вторая группа входов которого подключена к ныходу дифференцирующего элемента, три коммутатора, 45 источник опорного сигнала, блок приема, переключатель, последовательно соединенные усилитель-ограничитель и делитель частоты включенные между вхОдом блока укорочения импульсов и первым ныходом первого коммутатора, второй выход которого соединен с входом источника опорного сигнала,, оконечный регистратор, фильтр,включенный между первым выходом второго коммутатора и входом оконечного регистратора, модулятор, передающий блок и преобразователь многоканального импульсного сигнала в одноканальный частотно-модулированный сигнал, включающий генератор и блок формиро- 60 вания огибающей, причем выходная шина преобразователя соединена с первым входом второго коммутатора, второй вход которого соединен с выходом третьего коммутатора, первым входом 65 первого коммутатора, а вход блока приема соединен с входной шиной, его первый выход подключен к второму входу первого коммутатора, второй выход блока приема и выход источника опорного сигнала соединены с входами переключателя, выход которого подключен к входу третьего коммутатора, а передающий блок через модулятор соединен с вторым выходом второго коммутатора, в него введены дополнительный блок деления частоты, который состоит из генераторного делителя,интервального делителя и тактового делителя частоты, сигнальные входы которых подключены к генератору, блока переключения частот, выход которого соединен с управляющими входачн генерагорного, тактового и интервального делителей частоты, а вход — с выходом третьего коммутатора, элемента запрета, поцклоченного входами к соответствую@як выходам тактового и. интервального делителей, цепь из последовательно соединенных второго распределителя, програьщной матрицы с ячейками, элемента ИЛИ . и счетного триггера, вклоченная между выходом элемента запрета и выходной шиной преобразонателя, и блок формирования коротких импульсов, вы" ход которого подключен к установочным входам интервального и тактового делителей и дополнительному входу нторого распределителя, а вход соединен с вторым выходом счетного триггера, причем управляющие входя ячеек программной матрицы подключены к соотнетсгвующим выходам блока формирования огибающей, входы которого соединены с соответствующими выходами блока элементов И, выход генераторного делителя частоты подключен к второму входу вентиля, а установочный вход — к выходу синхронизатора.

На чертеже изображена функциональ" ная схема селектора-преобразователя.

Селектор-преобразователь содержит блок 1 укорочения импульсов, выход которого подключен непосредственно к входу синхронизатора 2 и через элемент НЕ 3 к входу дифференцирующего элемента 4 и первому входу вентиля 5, выход которого и выход синхронизатора 2 соединены с соотнетствующими входами распределителя

6, выходы которого соединены с первой группой входов блока 7 элементов И, вторая группа входов которого подключена к выходу дифференцирующего элемента 4, первый 8, второй 9, третий 10 коммутаторы источник 11 опор-! ного сигнала, блок 12 приема, переключатель 1Э, последовательно соеди- ненные усилитель-ограничитель 14 и делитель 15 частоты, включенные между входом блока 1 укорочения импуль966 879 сов и первым входом первого коммутатора 8, второй вход которого соединен со входом источника ll опорного сигнала, фильтр 16, включенный между первым выходом второго коммутатора

9 и входом оконечного регистратора

17, модулятор 18, передающий блок 19 и преобразователь 20 многоканального импульсного сигнала в одноканальный частотно-модулированный сигнал, состоящий из генератора 21 и блока 22 формирования огибающей, выходная шина преобразователя 20 соединена с первым входом второго коммутатора 9, второй вход которого соединен с входной, шиной,его первый выход подключен к второму входу первого коммутатора S„ торой выход блока 12 приема и выход сточника 11 опорного сигнала соедииены с входами переключателя 13, выход которого подключен к входу, третьего коммутатора 10, а передающий блок 19 через модулятор

18 соединен с вторым выходом второго коммутатора 9, блок 23 деления, который, например, состоит из генераторного 24, интервального 25 и тактового 26 делителей, сигнальные входы которых Подключены к генератору 21, блока 27 переключения часroi выход которого подключен к уп» равляющим входам генераторного 24, интервального 25 и тактового 26 делителей частоты, а вход соединен с выходом третьего коммутатора 10,входящий в блок 23 деления,- элемент 28 запрета соединен своими входами с соответствующими выходами интервального 25 и тактового 26 делителей частоты, цепь из последовательно соединенных второго распределителя 29, программной матрицы 30 с ячейками

31, элемента ИЛИ 32 и счетного триггера 33, включенная между выходом элемента 28 запрета и выходной шиной преобразователя 20, второй выход счетного триггера 33 подключен к входу блока 34 формирования коротких импульсов, выход которого подключен к установочным входам интервального

25 и тактового 26 делителей частоты и дополнительному входу второго распределителя 29, причем управляющие входы И ячеек 31 программной матрицы 30 подключены к соответствующим входам блока 22 формирования огибающей, входы которого подключены к соответствующим выходам блока 7 элементов И, а генератор 21 соединен с сигнальными входами интервального 25 тактового 26 и генераторного 24 делителей частоты, выход последнего подключен к второму входу вентиля 5, а установочный вход соединен .с выходной шиной синхронизатора 2, Селектор-преобразователь импульсов работает следующим образом.

В зависимости от того, где образовался сигнал — в местном источнике 11 сигнала или в блоке 12, переключатель 13 переводит с помощью коммутатора 10 селектор импульсов

1 либо в ражим приема, либо в режим передачи.

8 режиме передачи под воздействием коммутатора 10 коммутатор 8 подключает источник 11 опорного

10 сигнала к входу усилителя-ограничителя 14, где сигнал преобразуется в последоьательность прямоугольных импульсов различной длительности и частоты следования, которая поступает на вход делителя 15 частоты.

Коэффициент деления последнего выбирается в зависимости от специфики .анализа сигналов к желаемого резуль" тата. В частном случае анализа сигналов по реальной текущей частоте и без необходимой маскировки сигнала, коэффициент деления выбирается равным двум для- выделения каждого текущего периода в виде импульса, 25 B частном случае анализа,с"нгналов по реальной текущей длительности импульсов коэффициент деления выбирается равным единице. В других частных случаях, например в случае гру

Я0 бого (укрупненного) анализа по изменению текущей частоты, коэффициент деления может быть равным трем, четырем и т.д. Таким образом, на выходе делителя 15 формируется после35 довательность импульсов, поступающая на вход блока 1 укорочения импульсов, на выходе которого образуется сигнал, по длительности равный разности длительности входного импульса и минимальной заданной длительности Г„„„„,определяющий верхний частотный предел заданной полосы прозрачности. Указанный сигнал разности инвертируется элементом НЕ 3 и отпирает вентиль 5. Одновременно с началом упомянутого сигнала разносги синхронизатор 2 устанавливает в исходное состояние распределитель 6 и генераторный делитель 24 частоты, 5

50 с выхода которого на вход вентиля поступают импульсы, обеспечивающие работу. распределителя 6, в резуль- тате чего на каждом из Н выходов аспределителя 6 последовательно появляются импульсы, длительнос ра ть. которых равна периоду работы генвраторного делителя 24 частоты. Эти импульсы поступая на входы блока 7 элементов И, выполняют функцию перемещающегося интервала контроля, которым и измеряется по длительности упомянутый сигнал разности. С окончанием последнего короткий импульс с выхода дифференцирующего э лемента 4 поступает на входы блока

7 элементов И и на одном из H ег о

966879

Одновременно короткий импульс воздействует на установочные входы распределителя 29, интервального делителя 25 частоты и тактового делителя 26 частоты, приведя их н исходное состояние. С этого момента.

"игнал с выхода интервального делигеля 25 н виде импульса заданной ,с длительности воздействует на один из входов элемента 28 запрета, запрещая н течение интервала времени

Т поступление тактовых импульсов с выхода делителя 26 на вход распределителя 29. По окончании этого запрета импульсы с периодом Т - поступают на вход распределителя 29 и на

его выходах поочередно .появляются импульсы до совпадения с той из. ячеек программной матрицы 30, на

60 входов регистрируется результат измерения н ниде короткого импульса, который повторяется столько раз, сколько нходных импульсов длительностью г, удовлетворяют результату„ определяемому соотношением 5

„+ nT

Таким образом, результатом измерительного процесса является поочередное появление на том . .или ином )О из И выходов блока 7 неперекрывающих" ся последовательностей коротких импульсов, тем более продолжительных, чем медленнее изменяется текущая частота вхоцного сигнала.Совокупность этих последовательностей на всех И выходах образует И -канальный импульсный сигнал, который поступает на вход блока 22 поканального- формирования огибающей.

Последний, будучи выполненным на основе накопителей с пороговыми уст- ройстнами или на основе однавибраторов, либо иных средств, образует на своих ныходах прямоугольные импульсы, длительность которых ранна продол,жительности упомянутых последонатель ностей коротких импульсон н каждом из И каналов измерения. Все делители 24, 25, 26 блока 23 деления частоты управляются блоком 27 переключе-ЗО ния частот под воздействием сигнала от коммутатора 10, в соответствии с чем их коэффициенты деления имеют одно (но не одинаковое) значение в режиме передачи и другое — в режиме приема.

С появлением импульсов на выходах блока 22 поканального формирования огибающей независимо от начального состояния делителей 25 и 26 и 4О распределители 29 в одной из ячеек

3l программной матрицы 30 появляется сигнал, который через элемент ИЛИ

32 переключает счетный .триггер 33, тем самым обозначив начальную фазу 45 входного сигнала. управляющий вход которой в этот же

Момент времени поступает импульс одного из каналов измерения. В этот момент выходной сигнал именно этой ячейки вновь через элемент ИЛИ 32 переключает счетный триггер 33 s .. новое состояние, а блок формирования коротких импульсов приводит в исходное состояние делителя 25 и 26 и распределитель 29, после чего нсе повторяется. Период работы счетного триггера 33 в этом случае остается неизменным до тех пор, пока сигнал блока 22 поканального формирования огибающей присутствует на том его выходе, который связан с управляющим входом именно данной ячейки программной матрицы 30. Следовательно, частота f сигнала на выходе счетного триггера 33 определяется выражением

2(e + пто)

Следовательно, на ныходе счетного триггера образуется одноканальный сигнал с изменяющейся частотой, в котором полностью исключен разрыв фазы в момент перехода с одной частоты на другую, поскольку сам счетный триггер 33 является фазирующим элементом.

Поскольку B режиме передачи коммутатор 9 подключает выход триггера

33 к модулятору 18, полученный одноканальный сигнал поступает через коммутатор 9 на модулятор .18 и далее на блок 19.

В режиме приема коммутатор 8 под воздействием коммутатора 10, управляемого .переключателем 13, йодключает блок 12 к входу усилителя-ограничителя 14 и далее входной сигнал обрабатывается так же, как и в .режиме передачи, эа тем исключением,,что под воздействием коммутатора 10 в блоке 23 деления устанавливаются другие коэффициенты деления. Кроме того, сигнал с выхода триггера 33 поступает через коммутатор 9 на фильтр 16 и далее на оконечный регистратор 17 (это может быть блок памяти, блок записи на какой-нибудь носитель, ЭВМ, усилитель с громкоговорителем и т.д.) поскольку в режиме приема коммутатор 9 подключает выход триггера 33 к входу фильтра 16 под воздействием коммутатора 10, Таким образом, введение в селектор-преобразователь импульсов дополнительного блока деления, второго расраспределителя, программной матрицы, элемента ИЛИ, счетного триггера и формирователя коротких импульсов позволяет исключить разрыв фазы выход" ного сигнала, что ведет к сокращению спектра выходного сигнала до величины, определяемой индексом модуляции.

966879

Формула изобретения

Селектор-преобразователь импульсных сигналов, содержащий блок укорочения импульсов, выход которого подключен непосредственно к входу син- 5 хронизатора и через элемент НЕ к входу дифференцирующего элемента и первому входу вентиля, выход которого и выход синхронизатора соединены с соответствующими входами распределителя, выходы которого соединены с первой групПой входов блока элементов И, вторая группа входов которого подключена к выходу дифференцирующего элемента, три коммутатора, источ-)5 ник опорного сигнала, блок приема, переключатель, последовательно соединенные усилитель-ограничитель и делитель частоты, включенные между первым выходом первого коммутатора и . входом блока укорочения, причем второй выход первого коммутатора соединен с входом источника опорного сигнала, оконечный регистратор, фильтр, включенный между первым выходом второго коммутатора и входом оконечного регистратора, модулятор, передающий блок и преобразователь много» канального импульсного сигнала в од" ноканальный частотно-модулированный сигнал, включающий генератор и блок формирования огибающей причем выходная шина преобразователя соединена с первым входом второго коммутатора, второй вход которого соединен с выходом третьего коммутатора, первым входом первого коммутатора, а вход блока приема подключен. к входной шине, его первый выход соединен с вторым входом первого коммутатора, второй выход блока приема и выход 40 источника опорного сигнала соединены с входами переключателя, выход которого подключен к входу третьего коммутатора, а передающий .блок через модулятор соединен с вторым выходом второго коммутатора, о т л и— ч а ю шийся тем, что,, с целью уменьшения помех в спектре выходного сигнала; в него введены блок деления частоты, который состоит из генераторного делителя, интервального делителя и тактового делителя частоты, сигнальные входы которых подключены .* . генератору, блока переключения частот, выход которого соединен с управляющими входами генераторного, тактового и интервального делителей частоты,. а вход — с выходом третьего коммутатора, элемента запрета, подключенного входами к соответствующим выходам тактового и интервального делителей, цепь из последовательно соединенных второго распределителя, программной матрицы с и ячейками, элемента ИЛИ и счетного триггера, включенная между выходом элемента запрета и выходной шиной преобразователя, и блок формирования коротких импульсов, выход которого соединен с установочными входами интервального и тактового делителей и дополнительным входом второго распределителя, а вход соединен с вторым выходом счетного триггера, причем управляющие входы

И ячеек программной матрицы подключены к соответствующим выходам блока формирования огибающей, входы которого соединены с соответствуюми выходами блока элементов И,выщи ход генераторного делителя частот

ы подключен к второму входу вентиля, а установочный вход - к выходу синхронизатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

9 545076, кл. Н 03. К . 5/18, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

9 849469, кл. Н 03 К 5/156, 1979.

966879

Составитель Л. Колосков

Редактор Л.Алексеенко Техред A,Áàáèíåö Корректор М.Демчик

Закаэ 7900/76 Тираж 959 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4