PL105397B1 - Uklad polaczen odbiornika dwutonowych sygnalow transmisjj danych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest uklad polaczen odbiornika dwutonowych sygnalów transmisji danych, pracujacego w systemie kluczowania czestotliwoscia, tak zwanym FSK (freauency shift keying). Odbiornik przeznaczony jest do wzmocnienia sygnalów czestotliwosci nosnych i odtwo¬ rzenia infoimacji w postaci binarnej (cyfrowej) na swoim wyjsciu. Czestotliwosci nosne znajduja sie najczesciej w pasmie akustycznym lub ponadakustycznym.

Informacja binarna po stronie nadawczej jest przypo¬ rzadkowana dwu róznym okreslonym czestotliwosciom nosnym w ten sposób, ze stanowi logicznemu „1" odpowiada jedna czestotliwosc nosna, natomiast stanowi logicznemu „0" odpowiada inna czestotliwosc nosna. Czestotliwosci te sa kluczowane w takt wysylanej informacji binarnej.

Skutkiem ograniczonego pasma toru przesylowego oraz wystepujacych opóznien sygnaly przychodzace na wejscie odbiornika sa znacznie znieksztalcone.

Dotychczas stosowane odbiorniki dwutonowych sygna¬ lów transmisji '.olanych zbudowane sa w nastepujacym ukladzie polaczen: na wejsciu znajduje sie wieloobwodowy filtr pasmowo-przepustowy zlozony z obwodów rezonan¬ sowych typu LC. Wyjscie filtru polaczone jest z wejsciem wzmacniacza (na przyklad trzystopniowego) z ogranicze¬ niem. Wyjscie wzmacniacza polaczone jest z dwoma ukla¬ dami detektorów z obwodami rezonansowymi dla obu czestotliwosci nosnych. Wyjscie kazdego z detektorów poprzez uklad filtru dolnoprzepustowego polaczone jest z odpowiednim wejsciem sterujacym przerzutnika wyjscio¬ wego. Przerzutnik polaczony jest z kluczem wyjsciowym.

Zasadnicza wada dotychczas stosowanych odbiorników dwutonowych jest zaleznosc poprawnosci i jakosci odbioru od poziomu sygnalów przychodzacych z toru transmisji.

Poprawny odbiór (bez przeklaman informacji) mozliwy jest tylko w waskim zakresie poziomu sygnalów odbieranych, pomimo skomplikowanej budowy ukladu. Stosowany na wejsciu wieloobwodowy filtr pasmowo-przepustowy po¬ siada pasmo przenoszenia dwukrotnie wieksze od róznicy czestotliwosci tonów nosnych, skutkiem czego ogranicza ilosc mozliwych do wykorzystania kanalów w danym torze transmisji.

Zastosowanie natomiast filtrów dolnoprzepustowych wlaczonych w torze miedzy wyjsciem detektorów a wejsciem sterujacym przerzutnika jest przyczyna niepewnosci za¬ dzialania przerzutnika wyjsciowego. Wystepuje to zwlasz¬ cza w zakresie malych poziomów sygnalu wskutek zniek¬ sztalcenia impulsów informacji odbieranych i dodatkowo powoduje ograniczenie predkosci transmisji.

Stosowanie w zakresie czestotliwosci akustycznych duzej ilosci elementów typu LC powoduje znaczny ciezar, duze gabaryty urzadzenia oraz znaczne zuzycie materialów, a przede wszystkim wplywa na niska niezawodnosc odbior¬ nika i uniemozliwia miniaturyzacje.

Celem wynalazku jest wyeliminowanie wejsciowego filtru pasmowo-przepustowego o pasmie przenoszenia dwukrotnie wiekszym od róznicy czestotliwosci nosnych, wyeliminowanie filtrów dolnoprzepustowych w obwodzie sterowania przerzutnika wyjsciowego oraz zastapienie obwodów rezonansowych w ukladach detektorów przez pojedyncze filtry pasmowo-przepustowe dla kazdej z cze- 105 397s 105 3 3 stotliwosci nosnych, wlaczone miedzy wyjsciem wzmacnia¬ cza a detektorami.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie takiego ukladu polaczen odbiornika dwutonowych sygnalów transmisji danych, który umozliwi znaczne rozszerzenie zakresu 5 poziomu sygnalów odbieranych w celu zapewnienia po¬ prawnosci transmisji z minimalna iloscia przeklaman informacji, a wiec zwiekszenie niezawodnosci dzialania i szybkosci transmisji, przy jednoczesnym zmniejszeniu do minimum niezbednej ilosci filtrów i obwodów rezonan- io sowych czestotliwosci nosnych. cel ten zostal osiagniety przez opracowanie ukladu polaczen odbiornika dwutonowych sygnalów transmisji danych zawierajacego: wzmacniacz wejsciowy, filtry pas- mowo-przepustowe, detektory szczytowe, wzmacniacze 15 formujace, uklady rózniczkujace, przerzutnik i klucz wyjsciowy polaczone w ten sposób, ze filtry pasmowo- -przepustowe dla poszczególnych czestotliwosci nosnych wlaczone sa miedzy wyjsciem wzmacniacza wejsciowego a detektorami szczytowymi, a wyjscia detektorów szczyto- 20 wych sa dolaczone do odpowiednich wejsc sterujacych wyjsciowego przerzutnika poprzez wzmacniacze formu¬ jace i uklady rózniczkujace.

Uklad polaczen odbiornika dwutonowych sygnalów transmisji danych umozliwia wyeliminowanie wejscio- 25 wego filtru pasmowo-przepustowego przenoszacego obie czestotliwosci nosne, filtrów dolnoprzepustowych w ob¬ wodzie sterowania przerzutnika wyjsciowego i zastapienie obwodów rezonansowych w ukladach detektorów szczy¬ towych przez pojedyncze filtry pasmowo-przepustowe 30 osobno dla kazdej z czestotliwosci nosnych, wlaczone miedzy wyjsciem wzmacniacza wejsciowego a detektorami.

W ten sposób mozliwe jest znaczne rozszerzenie zakresu poziomu sygnalów odbieranych, a wiec uzyskanie popraw¬ nosci odbioru sygnalów transmisji danych z miniamalna 35 iloscia przeklaman informacji, zwiekszenie niezawodnosci dzialania i szybkosci transmisji przy jednoczesnym zmniej¬ szeniu do minimum niezbednej ilosci filtrów i obwodów rezonansowych czestotliwosci nosnych.

Wynalazek zostanie blizej objasniony na przykladzie 40 wykonania przedstawionym na rysunku, na którym przedsta¬ wiono blokowo uklad polaczen odbiornika dwutonowych sygnalów transmisji danych.

Jak pokazano na rysunku na wejsciu ukladu znajduje sie wzmacniacz wejsciowy 1, przeznaczony do wzmacniania 45 sygnalów przychodzacych z toru przesylowego transmisji danych. Jako wzmacniacz wejsciowy 1 zastosowano znany scalony wzmacniacz operacyjny pracujacy w ukladzie z nasyceniem. Posiada on duza czulosc, umozliwiajac poprawne dzialanie odbiornika nawet dla bardzo malych 50 sygnalów. Jednoczesnie wejscie tego wzmacniacza posiada uklad zabezpieczajacy przed przesterowaniem w postaci dwustronnego obcinacza diodowego.

Wskutek odpowiednio dobranego sprzezenia zwrotnego 4 (praca z nasyceniem) wzmacniacza wejsciowego 1 sygnal na wyjsciu tego wzmacniacza ma stala apmlitude. Do wyjscia wzmacniacza dolaczone sa dwa identycznie zbudo¬ wane tory sygnalu: tor jedynek i tor zer. Róznia sie one tylko czestotliwoscia zestrojenia filtrów pasmowo-przepus- towych 2 i 3, wlaczonych na wejsciu kazdego toru sygnalu.

W pierwszym torze czestotliwosc srodkowa filtru 2 jest równa czestotliwosci nosnej jedynek, a w drugim torze filtr 3 jest zestrojony na czestotliwosc nosna zer. W przy¬ kladach wykonania czestotliwosci nosne wynosily odpowied¬ nio 2390 Hz i 2290 Hz.

W praktycznej realizacji ukladu zastosowano dwa rodzaje filtrów pasmowo-przepustowych 2 i 3: amplifiltr z mostkiem typu TT lub filtr piezoceramiczny typu BIMORF produkcji polskiej. W obu przypadkach uzyskano pozytywne rezul¬ taty, nie stosujac zadnych elementów indukcyjnych.

Uklady detektorów szczytowych 4 i 5 zrealizowano w technice tranzystorowej. Pozostale uklady: wzmacniacze formujace 6 i 7 (przerzutniki Schmitta), uklady rózniczku¬ jace 8 i 9 oraz przerzutnik wyjsciowy 10 typu R$ zrealizo¬ wano w technice mikroukladów scalonych TTL.

Jako klucz wyjsciowy 11 zastosowano bramke separu¬ jaca, poniewaz sygnal dalej poddawany byl obróbce w tech¬ nice mikroukladów scalonych TTL. W miejsce bramki mozna zastosowac przekaznik, mikroprzelacznik lub prze¬ kaznik fotoelektryczny, w przypadku koniecznosci zmiany poziomu sygnalów wyjsciowych.

Podstawowa zaleta przedstawionego powyzej ukladu polaczen odbiornika dwutonowych sygnalów transmisji danych, poza zastosowaniem cech ukladów skladowych jak wyzej, jest praca w zakresie stalych poziomów sygnalów, poczawszy od wyjscia wzmacniacza wejsciowego 1, nieza¬ leznie od zmian poziomu sygnalów przychodzacych na wej¬ scie odbiornika z toru przesylowego.

W trakcie badan zrealizowanego odbiornika dwutono¬ wych sygnalów transmisji danych w ukladzie polaczen wedlug wynalazku, uzyskano poprawna transmisje bez przeklaman informacji przy tlumiennosci toru przesylowego wynoszacej cztery nepery.

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Uklad polaczen odbiornika dwutonowych sygnalów transmisji danych zawierajacy: wzmacniacz wejsciowy, filtry pasmowo-przepustowe, detektory szczytowe, wzmac¬ niacze formujace, uklady rózniczkujace oraz przerzutnik i klucz wyjsciowy, znamienny tym, ze jest wyposazony w filtry pasmowo-przepustowe (2 i 3) dla poszczególnych czestotliwosci nosnych, wlaczone miedzy wyjsciem wejscio¬ wego wzmacniacza (1) pracujacego z nasyceniem a szczy¬ towymi detektorami (4 i 5), przy czym wyjscia detektorów szczytowych (4 i 5) sa dolaczone do odpowiednich wejsc sterujacych przerzutnika (10), poprzez formujace wzmac¬ niacze (6 i 7) oraz rózniczkujace uklady & i 9).105 397 -H 4 10 H // ~H 7