PL155409B1 - Układ modulatora z filtrem cyfrowym - Google Patents

Abstract

Układ modulatora z filtrem cyfrowym zawierający prekoder, filtr dolnoprzepustowy, rejestr przesuwny szeregowo-równoległy oraz modulator kąta, znamienny tym, że prekoder (1) dołączony jest do pierwszego wejścia układu modyfikacji danych (2), mającego wyjście dołączone do rejestru prze- WEsuwnego szeregowo-równoległego (3), dołączonego na wyjściu wielotorowo do wieloczłonowej drabinki rezystorowej (4), z której liczne wyjścia są dołączone odpowiednio do wejścia minusowego i wejścia plusowego sumatora (5), mającego wyjście, poprzez filtr dolnoprzepustowy (6) i układ dopasowujący (7), dołączone do modulatora kąta (8), którego wyjście (WY) jest wyjściem sygnału cyfrowego modulatora, przy czym wyjście rejestru przesuwnego szeregowo-równoległego (3) jest dodatkowo dołączone do drugiego wejścia układu modyfikacji danych (2), a rejestr przesuwny szeregoworównoległy (3), wieloczłonowa drabinka rezystorowa (4) oraz sumator (5) tworzą cyfrowy filtr transwersalowy

Description

RZECZPOSPOLITA

POLSKA

@ OPIS PATENTOWY© PL © 155409 © Bl

Numer zgłoszenia: 265463

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej

Zy Data zgłoszenia: 30.04.1987 © IⁿtCl^5:

H.04L 27/12

H03K'7'/00'

Układ modulatora z filtrem cyfrowym

			Uprawniony z patentu: Zakłady Radiowe ” Unitra-Radmor, Gdynia, PL
	Zgłoszenie ogłoszono:
	10.11.1988 BUP 23/88	@	Twórcy wynalazku: Czesław Frac, Gdańsk, PL Stanisław Kosicki, Gdańsk, PL Tadeusz Werner, Gdynia, PL
©	O udzieleniu patentu ogłoszono:
	30.11.1991 WUP 11/91

PL 155409 Bl

Układ modulatora z filtrem cyfrowym zawierający prekoder, filtr dolnoprzepustowy, rejestr przesuwny szeregowo-równoległy oraz modulator kąta, znamienny tym, że prekoder (1) dołączony jest do pierwszego wejścia układu modyfikacji danych (2), mającego wyjście dołączone do rejestru prze- W suwnego szeregowo-równoległego (3), dołączonego na wyjściu wielotorowo do wieloczłonowej drabinki rezystorowej (4), z której liczne wyjścia są dołączone odpowiednio do wejścia minusowego i wejścia plusowego sumatora (5), mającego wyjście, poprzez filtr dolnoprzepustowy (6) i układ dopasowujący (7), dołączone do modulatora kąta (8), którego wyjście (WY) jest wyjściem sygnału cyfrowego modulatora, przy czym wyjście rejestru przesuwnego szeregowo-równoległego (3) jest dodatkowo dołączone do drugiego wejścia układu modyfikacji danych (2), a rejestr przesuwny szeregoworównoległy (3), wieloczłonowa drabinka rezystorowa (4) oraz sumator (5) tworzą cyfrowy filtr transwersalowy.

Układ modulatora z filtrem cyfrowym

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Układ modulatora z filtrem cyfrowym zawierający prekoder, filtr dolnoprzepustowy, rejestr przesuwny szeregowo-równoległy oraz modulator kąta, znamienny tym, że prekoder (1) dołączony jest do pierwszego wejścia układu modyfikacji danych (2), mającego wyjście dołączone do rejestru przesuwnego szeregowo-równoległego (3), dołączonego na wyjściu wielotorowo do wieloczłonowej drabinki rezystorowej (4), z której liczne wyjścia są dołączone odpowiednio do wejścia minusowego i wejścia plusowego sumatora (5), mającego wyjście, poprzez filtr dolnoprzepustowy (6) i układ dopasowujący (7), dołączone do modulatora kąta (8), którego wyjście (WY) jest wyjściem sygnału cyfrowego modulatora, przy czym wyjście rejestru przesuwnego szeregoworównoległego (3) jest dodatkowo dołączone do drugiego wejścia układu modyfikacji danych (2), a rejestr przesuwny szeregowo-równoległy (3), wieloczłonowa drabinka rezystorowa (4) oraz sumator (5) tworzą cyfrowy filtr transwersalowy.

   Przedmiotem wynalazku jest układ modulatora z filtrem cyfrowym.

   Wynalazek dotyczy budowy układów modulacji cyfrowej, stosowanych w transmisji mowy i danych z szybkościami powyżej 2.400 bit/s z przekształceniem przebiegu wejściowego. Transmisja cyfrowa mowy i danych ze znacznymi szybkościami bitowymi wymaga zastosowania odpowiedniego przekształcenia przebiegu wejściowego cyfrowego (danych) na przebieg analogowy o możliwie wąskim widmie częstotliwości, co jest spowodowane ograniczeniami szerokości pasm rzeczywistych kanałów transmisji. Przekształcony odpowiednio do takich potrzeb sygnał może być następnie przesyłany łączami telefonicznymi lub modulować przebieg wysokiej częstotliwości w systemach łączności bezprzewodowej. Istnieje szereg metod modulacji cyfrowej pozwalających na przekształcenia przebiegu wejściowego cyfrowego na sygnał dopasowany do odpowiedniego kanału komunikacyjnego, które są realizowane w urządzeniach zwanych modulatorami cyfrowymi.

   Znane są i stosowane liczne rozwiązania modulatorów cyfrowych w układach transmisji danych w systemach z odbiorem koherentnym i niekoherentnym. Znane jest między innymi rozwiązanie modulatora cyfrowego według opisu patentowego PL nr 147 866, który składa się z prekodera mającego na pierwszym wejściu doprowadzony sygnał danych cyfrowych i wyjście przyłączone do pierwszego wejścia rejestru przesuwnego szeregowo-równoległego, którego wyjście jest dołączone do odpowiedniej liczby wejść adresowych pamięci stałej, oraz dołączone równolegle poprzez rejestr przestrzeni fazowej do odpowiedniej liczby innych wejść adresowych tejże pamięci stałej. Ma ona w tym rozwiązaniu dołączony na odrębnych wejściach przełącznik oraz licznik interpolacyjny sprzężony na wejściu z blokiem zegarowym mającym przełącznik. Blok ten ma na wyjściu połączenie równoległe z drugim z wejść rejestru przestrzeni fazowej, z drugim wejściem rejestru przesuwnego szeregowo-równoległego, oraz z drugim z wejść prekodera. Tor wyjściowy pamięci stałej jest poprzez specjalny bufor przyłączony do przetwornika cyfrowo-analogowego mającego na wyjściu poprzez filtr dolno lub środkowo-przepustowy oraz mieszacz połączenie z odrębnym wąskopasmowym filtrem środkowo-przepustowym, mającym wyjście transmisji danych cyfrowych. Blok zegarowy jest w tym rozwiązaniu równolegle przyłączony do drugiego wejścia bufora oraz do wejścia oscylatora przyłączonego z kolei do drugiego z wejść wymienionego mieszacza.

   Inne znane i stosowane rozwiązanie modulatora cyfrowego do systemów z odbiorem niekoherentnym według opisu patentowego PL nr 149251 charakteryzuje się tym, że oprócz prekodera, rejestru przesuwnego szeregowo-równoległego, pamięci stałej, licznika interpolacyjnego oraz układu zegarowego, ma na drugim z wejść rejestru przesuwnego szeregowo-równoległego przyłączony licznik interpolacyjny, a na drugim z wejść dołączony prekoder. Tor wyjściowy z pamięci stałej w tym rozwiązaniu modulatora jest poprzez bufor przyłączony do przetwornika cyfrowo155 409 analogowego, mającego podobnie jak opisano filtr dolno-przepustowy, wyjście z którego jest przyłączone do wejścia modulatora kąta, z którego wyjście jest wyjściem danych cyfrowych transmisji z układu.

   Znane i opisane rozwiązania modulatorów kwadraturowych stosowanych zwłaszcza w systemach z odbiorem koherentnym ze względu na właściwą jemu stałość indeksu modulacji sygnału wyjściowego nie dają możliwości zastosowania w radiotelefonach zawierających w dalszych stopniach po modulatorze układy powielania cząstotliwości, zwłaszcza wtedy, gdy radiotelefony te są przeznaczone do szybkiej transmisji cyfrowej mowy i danych z szybkościami bitowymi powyżej 2.400 bit/s.

   Wynalazek rozwiązuje zagadnienie opracowania nowego układu modulatora cyfrowego do układów stosowanych w szybkiej transmisji cyfrowej mowy i danych, charakteryzującego się znaczną prostotą układową, małym poborem mocy oraz dużą dokładnością odwzorowania przebiegu przetwarzanego sygnału.

   Układ modulatora z filtrem cyfrowym zawierający prekoder, filtr dolnoprzepustowy, rejestr przesuwny szeregowo-równoległy, oraz modulator kąta charakterystyczny tym, według wynalazku, że prekoder dołączony jest do pierwszego wejścia układu modyfikacji danych, mającego wyjście dołączone do rejestru przesuwnego szeregowo-równoległego, dołączonego na wyjściu wielotorowo do wieloczłonowej drabinki rezystorowej, z której liczne wyjścia są dołączone odpowiednio do wejścia minusowego i wejścia plusowego sumatora. Ma on wyjście, poprzez filtr dolnoprzepustowy i układ dopasowujący, dołączone do modulatora kąta, którego wyjście jest wyjściem sygnału cyfrowego modulatora. Wyjście rejestru przesuwnego szeregowo-równoległego jest dodatkowo dołączone do drugiego wejścia układu modyfikacji danych, a rejestr przesuwny szeregowo-równoległy, wieloczłonowa drabinka rezystorowa oraz sumator tworzą cyfrowy filtr transwersalowy.

   Układ według wynalazku dzięki zastosowaniu w nim scalonego wzmacniacza operacyjnego oraz układów typu CMOS pobiera minimalną moc, a dzięki zastosowaniu w jego drabince rezystorowej rezystorów wykonywanych w technologii cienkowarstwowej, nadaje się łatwo do hybrydyzacji i miniaturyzacji. Dzięki tym właściwościom układ według wynalazku może znaleźć szerokie zastosowanie nie tylko w radiotelefonach przenośnych i noszonych, ale również w modemach przewodowych. Wyeliminowanie w rozwiązaniu według wynalazku pamięci stałej ROM i zastosowanie w jej miejsce układów w technologii CMOS, pozwala na dużą uniwersalność aplikacji układu, przy zminimalizowanym poborze mocy.

   Wynalazek w przykładzie wykonania jest zobrazowany na rysunku przedstawiającym schemat blokowy modulatora z filtrem cyfrowym.

   Jak pokazano na rysunku układ modulatora z filtrem cyfrowym ma prekoder 1 dołączony do pierwszego wejścia układu modyfikacji danych 2, mającego wyjście dołączone do rejestru przesuwnego szeregowo-równoległego 3, dołączonego na wyjściu wielotorowo do wieloczłonowej drabinki rezystorowej 4, z której liczne wyjścia są dołączone odpowiednio do wejścia minusowego i wejścia plusowego sumatora 5. Wyjście sumatora 5 jest poprzez filtr dolnoprzepustowy 6 i układ dopasowujący 7 dołączone do modulatora kąta 8, którego wyjście WY jest wyjściem sygnału cyfrowego modulatora. Wyjście rejestru przesuwnego szeregowo-równoległego 3 jest dodatkowo dołączone do drugiego wejścia układu modyfikacji danych 2, a rejestr przesuwny szeregowo-równoległy 3, wieloczłonowa drabinka rezystorowa 4 oraz sumator 5 stanowią filtr transwersalowy.

   Układ modulatora z filtrem cyfrowym w przykładowym wykonaniu przedstawionym na rysunku działa następująco: dane cyfrowe pochodzące ze źródła danych lub np. z kodeka delta podawane są wejściem WE na prekoder 1 o konstrukcji uzależniowej od realizowanej w układzie metody modulacji. Funkcją tego prekodera jest zabezpieczenie dekodera danych w odbiorniku przed zjawiskiem powielania błędów. Dane wyjściowe B z prekodera 1 podawane są na układ modyfikacji danych 2, a z niego po zmodyfikowaniu jako dane C kierowane są na wejście rejestru przesuwnego szeregowo-równoległego 3. Rejestr ten przesuwa dane z częstotliwością n krotnie wyższą od częstotliwości odpowiadającej prędkości bitowej danych wejściowych. Wartość n zależy od przyjętej dokładności przebiegu wyjściowego i oznacza ona ilość próbek odpowiedzi impulsowej filtru, przypadających na czas trwania jednego bitu transmitowanych danych wejściowych.

   155 409

   Długość rejestru przesuwnego zależy od liczby n oraz od czasu trwania realizowanej odpowiedzi impulsowej filtru transwersalowego, co wiąże się z rodzajem realizowanej w układzie według wynalazku metody modulacji. Wyjście z każdej komórki rejestru przesuwnego szeregoworównoległego podłączone jest poprzez rezystor zawarty w wieloczłonowej drabince rezystorowej 4 do wejścia plusowego lub minusowego sumatora napięciowego 5, przy czym wartość każdego z rezystorów drabinki rezystorowej 4 odpowiada wartości właściwego współczynnika realizowanej odpowiedzi impulsowej filtru transwersalowego. Przebiegi poszczególnych wyjść rejestru 3 po wymnożeniu przez te współczynniki (którymi są wartości rezystancji rezystorów w liczbach bezwzględnych), sumowane są algebraicznie w sumtorze 5.

   Sposób sumowania zależy od kształtu realizowanej odpowiedzi impulsowej. Jeżeli zawiera ona współczynniki o wartościach ujemnych, to połączone są one do wejścia minusowego sumatora napięciowego 5. Układ modyfikacji danych 2 zastosowany w rozwiązaniu według wynalazku ma na celu bezpośrednie powiązanie wartości obliczonych współczynników odpowiedzi impulsowej filtru z odpowiednimi wartościami rezystorów wagowych. Ze względu na to, że rejestr przesuwny szeregowo-równoległy przesuwa dane z częstotliwością n-krotnie większą od częstotliwości z jaką wprowadzane są dane WE do układu prekodera 1 i dane B z prekodera 1 do układu modyfikacji danych 2, układ modyfikacji danych zmienia przychodzącą na jego wejście daną o wartości „1“ na ciąg danych 1.00....0, gdzie liczba zer po wartości „1“ wynosi n-1. Przychodząca na wejście do układu modyfikacji 2 dana o wartości „O“jest zamieniana na ciąg n zer, to jest na ciąg 0,00......0. Do realizacji tej operacji układ modyfikacji danych 2 może wykorzystywać połączenie z pierwszym wyjściem równoległym rejestru przesuwnego 3.

   Przebieg wyjściowy z układu sumatora 5 podawany jest w rozwiązaniu według wynalazku na filtr dolnoprzepustowy 6, mający za zadanie eliminację schodków wynikających z sumowania skwantowanych w opisany sposób wartości napięć. Przebieg wyjściowy filtru dolnoprzepustowego 6 podawany jest przez układ dopasowujący 7 na modulator kąta 8. Jeżeli modulator ten jest modulatorem typu częstotliwościowego, to przebieg wyjściowy z filtru dolnoprzepustowego 6 może być podawany na niego bezpośrednio, natomiast w przypadku zastosowania modulatora typu fazowego, przebieg wyjściowy z filtru dolnoprzepustowego 6 podawany jest na niego przez układ dopasowujący 7, na przykład przez integrator odpowiedniego rodzaju.

   Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 100 egz.

   Cena 3000 zł