УСТРОЙСТВО ПОНИЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННОГО ПОТОКА ОЦИФРОВАННОГО РЕЧЕВОГО СИГНАЛА

Полезная модель относится к устройствам передачи дискретной информации, и может быть использована для передачи оцифрованного речевого сигнала по аналоговым каналам связи.
По [1] известно устройство понижения информационного потока оцифрованного речевого сигнала, содержащее передающую часть, включающее шесть полосовых фильтров (300-600 Гц, 600 Гц-900 Гц, 900-1200 Гц, 1200-1500 Гц, 1500-1800 Гц, 1800-2100 Гц), соединенных с шестью аналоговыми преобразователями (опорная частота Fоп=300 Гц), которые соединяются с фильтром нижних частот (0-300 Гц) и пятью полосовыми фильтрами, соответственно (300-600 Гц, 600 Гц-900 Гц, 900 Гц-1200 Гц, 1200 Гц-1500 Гц, 1500 Гц-1800 Гц), выходы которых соединяются со входами сумматора, который, в свою очередь, соединяется последовательно с фильтром нижних частот (0-1800 Гц), режекторным фильтром (300 Гц) и АЦП, и приемную часть, включающую ЦАП, согласующее устройство, выходы которого соединяются с фильтром нижних частот (0-300 Гц) и пятью полосовыми фильтрами (300-600 Гц, 600-900 Гц, 900-1200 Гц, 1200-1500 Гц, 1500-1800 Гц), в свою очередь, выходы вышеописанных фильтров соединяются с шестью аналоговыми преобразователями (опорная частота Fоп=300 Гц), и далее с шестью полосовыми фильтрами (300-600 Гц, 600-900 Гц, 900-1200 Гц, 1200-1500 Гц, 1500-1800 Гц, 1800-2100 Гц), выходы которых подключаются к сумматору, а затем последовательно соединяются с полосовым фильтром (300-2100 Гц) и режекторным фильтром (300 Гц). В этом устройстве происходит минимизация полосы пропускания аналоговой линии связи при передаче по ней оцифрованного речевого сигнала путем ограничения спектра системой фильтров в полосе от 300 Гц до 2100 Гц, преобразования частот спектра на 300 Гц вниз и понижения частоты дискретизации, в результате чего информационный поток оцифрованного речевого сигнала снижается с 33,6 кбит/сек до 28,8 кбит/сек, а, значит, требуемая минимальная полоса пропускания аналогового канала становится равной 28,8 кГц.
Данное устройство имеет недостаток, связанный с тем, что используется большое количество элементов, таких как: полосовые фильтры, фильтры нижних частот, преобразователи частоты.
Задача, на решение которой направлено заявляемое устройство, заключается в упрощении устройства, известного по [1].
Сущность изобретения заключается в том, что не происходит разделения полосы частот сигнала на отдельные полосы и используется два аналоговых преобразователя частоты. Опорная частота первого преобразователя много выше верхней частоты спектра сигнала
оп 1
в
оп 2
оп 1
в
оп 1
F≫F, опорную частоту второго преобразователя устанавливают равной F=F-F=F-2100 Гц. В результате чего уменьшается количество используемых элементов при низком уровне нежелательных комбинационных составляющих первого и второго порядка.
оп 1
оп 2
На фиг.1. изображена структурная схема передающей устройства понижения информационного потока оцифрованного речевого сигнала. Устройство содержит: полосовой фильтр 1 (300 Гц-2100 Гц), аналоговый преобразователь 2 (опорная частота F=10000 Гц), полосовой фильтр 3 (7900 Гц-9700 Гц), аналоговый преобразователь 4 (опорная частота F=7900 Гц), ФНЧ 5 (0 Гц-1800 Гц), АЦП 6.
оп 1
оп 2
На фиг.2. изображена структурная схема приемной части устройства понижения информационного потока оцифрованного речевого сигнала. Устройство содержит: ЦАП 1, ФНЧ 2 (0 Гц-1800 Гц), аналоговый преобразователь 3 (опорная частота F=7900 Гц), полосовой фильтр 4 (7900 Гц-9700 Гц), аналоговый преобразователь 5 (опорная частота F=10000 Гц), полосовой фильтр 6 (300 Гц-2100 Гц).
Устройство работает следующим образом. С входа устройства речевой аналоговый сигнал поступает на полосовой фильтр 1, который выделяет из сигнала полосу частот от 300 Гц до 2100 Гц (фиг.3.а.). Далее, после фильтра, сигнал подается на первый вход аналогового преобразователя частоты 2, на второй вход подается опорный сигнал с частотой 10000 Гц (операция умножения). На выходе преобразователя получаем комбинационные составляющие второго порядка, то есть разностные частоты и суммарные (фиг.3.б).
оп
сиг
min
сиг
max
сиг
С помощью ПФ 3 с полосой пропускания 7900 Гц-9700 Гц на выходе преобразователя выделяется разностная частота [f=10000 Гц-(f=300 Гц÷f=2100 Гц)]=[f=7900÷9700 Гц] (Фиг.3.в).
Далее после ПФ сигнал подается на первый вход аналогового преобразователя частоты 4, на второй вход подается опорный сигнал с частотой 7900 Гц. На выходе преобразователя получаем разностные и суммарные частоты (рис.3.г).
среза
сиг
На выходе преобразователя 4 с помощью ФНЧ 5 с частотой среза f=1800 Гц выделяется разностная частота f=0÷1800 Гц. Суммарные составляющие ФНЧ подавляются, таким образом, получают аналоговый сигнал с верхней частотой спектра 1800 Гц, то есть в результате такого преобразования частоты спектра выходного сигнала относительно спектра входного сигнала сдвинуты вниз по частоте на 300 Гц (Рис.3.д).
После операций умножения и фильтрации в ФНЧ сигнал подают на АЦП 6, с выхода которого сигнал поступает в канал связи.
В приемной стороне сигнал подают на ЦАП 1 и на ФНЧ 2 с полосой пропускания 0 Гц-1800 Гц (фиг.4.а), после которого сигнал подают на преобразователь частоты 3 на второй вход которого подают опорный сигнал с частотой 7900 Гц. Преобразователь производит обратное
преобразование (фиг.4.б), полосовой фильтр 4 выделяет суммарные частоты 7900 Гц-9700 Гц, разностные частоты подавляются (фиг.4.в).
Далее сигнал поступает на преобразователь частоты 5 на второй вход которого подают опорный сигнал с частотой 10000 Гц (фиг.4.г). После него из сигнала полосовым фильтром 6 выделяются разностные частоты 300 Гц-2100, суммарные подавляются (фиг.5.д).
В результате этих преобразований частоты выходного сигнала поднимаются на 300 Гц относительно входного сигнала, то есть, получаем исходный спектр входного сигнала в пределах 300 Гц-2100 Гц, и результирующий сигнал поступает на индикационное устройство.
В предлагаемом устройстве не происходит разделения частотного диапазона на 6 полос и, поэтому, снижается количество используемых элементов, а также, в связи с широким разнесением по частотной области преобразованных полос, осуществляется высокое подавление нежелательных комбинационных составляющих. В тоже время, как недостаток можно отметить, что в данном устройстве, по сравнению с устройством, известным по [1], имеет место два преобразования сигнала.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Патент РФ №67364 U1, МПК H04L 27/26 (2006.01), Н04М 11/06 (2006.01), Опубликован 10.10.2007 Бюл. №28