МОДУЛЯТОР СИГНАЛА

Полезная модель относится к области радиотехники и может быть использована в системах передачи информации.
1
0
Известна система передачи дискретной информации сигналами, модулированными минимальным сдвигом частоты без разрыва фазы, описанная в книге Скляр Б. Цифровая связь, пер. с англ., - М., Издательский дом «Вильяме», 2003, стр.581. Формирование таких сигналов производится при помощи модулятора, содержащего управляемый по частоте автогенератор, на управляющий вход которого подается двухуровневое модулирующее напряжение, а его размах и частота тактирования выбраны из условия получения за время передачи символа «1» на частоте f сдвига фазы сигнала + π/2 и за время передачи символа «0» на частоте f сдвига фазы сигнала - π/2.
0
1
Однако такой модулятор не стабилизирует значения частот сигнала f и fi.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является модулятор сигнала в виде синтезатора частот, описанный в книге Рыжкова А.В. и Попова В.Н. Синтезаторы частот в технике радиосвязи. - М.: Радио и связь, 1991. Он состоит из источника информации и опорного генератора, соединенных своими выходами с сигнальным и опорным входами синтезатора частоты, имеющего противофазные выходы. Частота выходных колебаний синтезатора частоты стабилизируется по колебаниям опорного генератора, а формирование модулированных сигналов производится изменениями кодов частоты.
Однако в этом модуляторе каждое изменение кода частоты приводит к переходному процессу большой длительности, поэтому невозможна передача информации с высокой скоростью.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является повышение скорости передачи цифровой информации сигналами с модуляцией минимальными сдвигами частоты при высоких требованиях к стабильности несущей частоты без изменения кодов в синтезаторе частоты.
Это достигается тем, что известный модулятор сигнала, содержащий источник информации, первый синтезатор частот с противофазными выходами и опорный генератор, выход которого подключен к сигнальному входу первого синтезатора, снабжен вторым идентичным первому синтезатором частот с противофазными выходами и входом соединенным с выходом опорного генератора, схемой управления, состоящей из первого и второго логических элементов, первого и второго асинхронных триггеров, первого, второго и третьего аналоговых переключателей, причем выход опорного генератора соединен с первыми входами первого и второго логических элементов, выход источника информации подключен ко вторым входам первого и второго логических элементов и к управляющему входу третьего аналогового переключателя, противофазные выходы первого и второго синтезаторов частоты соединены с сигнальными входами первого и второго аналоговых переключателей, выход первого логического элемента подключен к счетному входу первого асинхронного триггера, выход которого соединен с управляющим входом первого аналогового переключателя, выход второго логического элемента подключен к счетному входу второго асинхронного триггера, выход которого подключен к управляющему входу второго аналогового переключателя, выходы первого и второго аналоговых переключателей соединены с сигнальными входами третьего аналогового переключателя, а выход последнего является выходом модулятора.
Существо полезной модели пояснено чертежом, на котором представлена структурная схема модулятора сигнала.
Модулятор содержит источник информации 1, идентичные первый 2 и второй 3 синтезаторы частот с противофазными выходами, опорный генератор 4 и схему управления 5, выполненную из первого 6 и второго 7 логических элементов, первого 8 и второго 9 асинхронных триггеров, первого 10, второго 11 и третьего 12 аналоговых переключателей, причем выход опорного генератора 4 соединен с входами первого 2 и второго 6 синтезаторов частот, а также с первыми входами первого 6 и второго 7 логических элементов, выход
источника информации 1 подключен ко вторым входам первого 6 и второго 7 логических элементов, а также к управляющему входу третьего аналогового переключателя 12, противофазные выходы синтезаторов частот 2 и 3 соединены с сигнальными входами соответственно первого 10 и второго 11 аналоговых переключателей, выход первого логического элемента 6 подключен к счетному входу первого асинхронного триггера 8, выход которого соединен с входом управления первого аналогового переключателя 10, выход второго логического элемента 7 соединен с счетным входом второго асинхронного триггера 9, выход которого подключен к входу управления второго аналогового переключателя 11, выходы первого и второго аналоговых переключателей 10 и 11 соединены с сигнальными входами третьего аналогового переключателя 12, выход которого является выходом модулятора.
Модулятор сигнала работает следующим образом.
1
0
т
В первом синтезаторе 2 устанавливается код частоты f, во втором синтезаторе 3 устанавливается код частоты f, причем разность этих частот равна половине частоты опорного генератора 4 f, а фазы сигналов синтезаторов 2 и 3 в исходном состоянии устанавливаются нулевыми.
1
На интервалах времени, когда сигнал от источника информации 1 имеет значение логической «I», первый 10 и третий 12 аналоговые переключатели подключают прямой выходной сигнал первого синтезатора 2 с частотой f к выходу модулятора, а наличие этого же информационного сигнала на втором входе логического элемента 6 запрещает прохождение тактовых импульсов на первый асинхронный триггер 8, так что состояние первого аналогового переключателя 10 не изменяется. Одновременно сигнал логической «1» от источника информации 1 на втором входе второго логического элемента 7 разрешает прохождение тактовых импульсов на второй асинхронный триггер 9, который меняет свое состояние от каждого импульса тактирования. В любой из возможных моментов смены на выходе источника информации 1 логической «1» на логический «0» текущая фаза колебания подключенного ранее выхода первого синтезатора 2 совпадает с фазой колебания на выходе второго
1
0
аналогового переключателя 11, так что переключение частоты f на частоту f происходит при мгновенных значениях сигналов, принимающих нулевое, максимальное или минимальное значения без разрыва фазы.
0
0
1
На интервалах времени, когда сигнал от источника информации 1 имеет значение логического «0», второй 11 и третий 12 аналоговые переключатели подключают инверсный выходной сигнал второго синтезатора 3 с частотой f к выходу модулятора, причем этот же логический уровень сигнала от источника информации 1 на втором входе второго логического элемента 7 запрещает прохождение тактовых импульсов на первый асинхронный триггер 9 и состояние второго аналогового переключателя 11 не изменяется. Одновременно логический уровень «0» сигнала от источника информации 1 на втором входе первого логического элемента 6 разрешает прохождение тактовых импульсов на первый асинхронный триггер 8, который меняет свое состояние от каждого импульса тактирования. В любой из возможных моментов смены на выходе источника информации 1 логического «0» на логическую «1» текущая фаза подключенного колебания совпадает с фазой колебания на выходе второго аналогового переключателя 10, так что переключение частоты f на частоту f происходит при мгновенных значениях сигналов, принимающих нулевое, максимальное или минимальное значения без разрыва фазы.
Коды частоты в первом 2 и втором 3 синтезаторах частоты в процессе модуляции не изменяются, поэтому присущие им ограничения на продолжительность переходного процесса по частоте не проявляются и быстродействие модулятора ограничено только временем срабатывания логических элементов, асинхронных триггеров и аналоговых переключателей, которое значительно меньше продолжительности переходных процессов в синтезаторах частоты.
Использование полезной модели обеспечивает повышение скорости передачи цифровой информации сигналами с модуляцией минимальными сдвигами частоты при высоких требованиях к стабильности несущей частоты без изменения кодов в синтезаторе частоты.