RU111369U1 - DIGITAL COMMUNICATION SYSTEM - Google Patents

DIGITAL COMMUNICATION SYSTEM Download PDF

Info

Publication number
RU111369U1
RU111369U1 RU2011122371/08U RU2011122371U RU111369U1 RU 111369 U1 RU111369 U1 RU 111369U1 RU 2011122371/08 U RU2011122371/08 U RU 2011122371/08U RU 2011122371 U RU2011122371 U RU 2011122371U RU 111369 U1 RU111369 U1 RU 111369U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
signal
converter
aim
sampler
Prior art date
Application number
RU2011122371/08U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Алексеевич Волков
Галина Вячеславовна Карпова
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ)
Priority to RU2011122371/08U priority Critical patent/RU111369U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU111369U1 publication Critical patent/RU111369U1/en

Links

Landscapes

  • Analogue/Digital Conversion (AREA)
  • Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)

Abstract

Цифровая система связи, состоящая на передающей стороне из источника аналогового речевого сигнала (PC), генератора импульсов, блока задержки по времени и последовательно соединенных дискретизатора сигнала, двухполупериодного выпрямителя сигналов, преобразователя модуляции АИМ-1 в АИМ-2, кодера, преобразователя параллельного кода в последовательный, усилителя сигналов, причем первый вход преобразователя кода соединен с выходом дискретизатора, а генератор импульсов подключен к второму входу дискретизатора непосредственно и к второму входу преобразователя АИМ-1 в АИМ-2 через блок задержки по времени, а на приемной стороне - из последовательно соединенных усилителя, регенератора импульсов, преобразователя последовательного кода цифрового сигнала (ЦС) в параллельный, декодера, перемножителя сигналов, фильтра нижних частот, а также из получателя информации, причем второй вход перемножителя сигналов соединен с первым выходом преобразователя кода, тактовый вход которого соединен со вторым выходом регенератора импульсов, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены на передающей стороне делитель в 2 раза полосы частот PC, через который подключен источник PC к низкочастотному входу дискретизатора, а на приемной стороне - удвоитель полосы частот в 2 раза, через который подключается получатель информации к ФНЧ, причем разрядность кодера и декодера увеличивается с 8 до 13, а преобразователей кода - с 8 до 14. A digital communication system consisting of a source of an analog speech signal (PC), a pulse generator, a time delay unit and series-connected signal sampler, a half-wave signal rectifier, an AIM-1 to AIM-2 modulation converter, an encoder, a parallel code converter in serial, signal amplifier, and the first input of the code converter is connected to the output of the sampler, and the pulse generator is connected to the second input of the sampler directly and to the second input to the AIM-1 to AIM-2 converter through a time delay unit, and on the receiving side, from a series-connected amplifier, pulse regenerator, serial code to digital signal converter (DS) to parallel, a decoder, a signal multiplier, a low-pass filter, and from the recipient of information, the second input of the signal multiplier connected to the first output of the code converter, the clock input of which is connected to the second output of the pulse regenerator, characterized in that it is additionally introduced into On the receiving side, a 2-fold divider of the PC frequency band, through which the PC source is connected to the low-frequency input of the sampler, and on the receiving side, a 2-fold frequency band doubler, through which the receiver of information is connected to the low-pass filter, and the bit width of the encoder and decoder increases from 8 to 13 , and code converters from 8 to 14.

Description

Полезная модель (ПМ) относится к цифровым системам с импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ), используемой для передачи аналоговых речевых сигналов (PC).The utility model (PM) refers to digital systems with a pulse-code modulation (PCM) used to transmit analog speech signals (PC).

Известны цифровые системы связи, описанные в источниках:Known digital communication systems described in the sources:

1. Патент РФ на ПМ №92586. Многоканальный аналого-цифровой преобразователь сигналов / А.А.Волков, Г.В.Долганова, О.Е.Журавлев. Приоритет от 13.11.20091. Patent of the Russian Federation on PM No. 92586. Multichannel analog-to-digital signal converter / A.A. Volkov, G.V.Dolganova, O.E. Zhuravlev. Priority November 13, 2009

2. Патент РФ на ПМ №102443. Многоканальный цифро-аналоговый преобразователь сигналов / А.А.Волков, Г.В.Долганова, О.Е.Журавлев. Приоритет от 20.10.20102. RF patent for PM No. 102443. Multichannel digital-to-analog signal converter / A.A. Volkov, G.V.Dolganova, O.E. Zhuravlev. Priority 10/20/2010

3. Нейман В.И. Системы и сети передачи данных на железнодорожном транспорте. - М.: Маршрут, 2005. - С.124-126.3. Neyman V.I. Systems and networks for data transmission in railway transport. - M .: Route, 2005. - S.124-126.

По технической сущности наиболее близкой к ПМ является система ИКМ, АЦП которой описан в первом источнике, а ЦАП - во втором, которые по этой причине и принимаются за ее прототип. В третьем источнике описан аналог системы.In terms of technical nature, the PCM system is closest to PM, the ADC of which is described in the first source, and the DAC in the second, which for this reason are taken as its prototype. The third source describes an analogue of the system.

Прототип - система состоит на передающей стороне из источника аналогового речевого сигнала и аналого-цифрового преобразователя (АЦП), а на приемной стороне - из цифро-аналогового преобразователя (ЦАП). В состав АЦП входят последовательно включенные дискретизатор речевого сигнала по времени, компрессор, сжимающий уровни отсчетов, расширитель длительности отсчетов, кодер, преобразующий уровни отсчетов в двоичный цифровой сигнал. Основными блоками ЦАП являются декодер, экспандер на его выходе, который расширяет уровни восстановленных отсчетов до величины, обратной их сжатию в компрессоре. Компрессор и экспандер, называемые компандером, являются нелинейными устройствами.Prototype - the system consists of a source of an analog speech signal and an analog-to-digital converter (ADC) on the transmitting side, and a digital-to-analog converter (DAC) on the receiving side. The ADC includes time-dependent speech signal sampler, a compressor that compresses sample levels, a sample expander, an encoder that converts sample levels into a binary digital signal. The main blocks of the DAC are a decoder, an expander at its output, which expands the levels of the restored samples to the reciprocal of their compression in the compressor. A compressor and an expander, called a compander, are non-linear devices.

Цифровой телефонный канал с такой нелинейной (логарифмической и обратно логарифмической) характеристикой пригоден для передачи речи, но, как сказано в [3], может серьезно снизить скорость передачи данных модема, который рассчитан на работу по аналоговому каналу.A digital telephone channel with such a non-linear (logarithmic and vice versa logarithmic) characteristic is suitable for voice transmission, but, as stated in [3], it can seriously reduce the data transfer speed of a modem that is designed to work on an analog channel.

Основным недостатком системы-прототипа является наличие в ней нелинейности - компрессора на передающей стороне и экспандера - на приемной, которые не позволяют вести нормальную работу модемам, передающим данные по аналоговому каналу. Непосредственное их исключение вызывает увеличение разрядности кодового слова ЦС с 8 до 13, отчего возрастает скорость передачи и полоса частот цифрового потока до неприемлемого значения.The main disadvantage of the prototype system is the presence of non-linearity in it - a compressor on the transmitting side and an expander - on the receiving side, which do not allow modems that transmit data via the analog channel to work normally. Their direct exclusion causes an increase in the bit depth of the code word of the CA from 8 to 13, which increases the transmission speed and frequency band of the digital stream to an unacceptable value.

Техническим результатом ПМ является снижение скорости передачи и сужение полосы частот цифрового потока при исключении компандера, что осуществляется с помощью введенных элементов и изменения связей в АЦП и ЦАП.The technical result of PM is to reduce the transmission speed and narrow the frequency band of the digital stream with the exception of the compander, which is carried out using the introduced elements and changing the connections in the ADC and DAC.

Сущность ПМ состоит в том, что в цифровую систему связи, состоящую на передающей стороне из источника аналогового речевого сигнала (PC), генератора импульсов, блока задержки по времени и последовательно соединенных дискретизатора сигнала, двухполупериодного выпрямителя сигналов, преобразователя модуляции АИМ-1 в АИМ-2, кодера, преобразователя параллельного кода в последовательный, усилителя сигналов, причем, первый вход преобразователя кода соединен с выходом дискретизатора, а генератор импульсов подключен к второму входу дискретизатора непосредственно и к второму входу преобразователя АИМ-1 в АИМ-2 через блок задержки по времени, а на приемной стороне - из последовательно соединенных усилителя, регенератора импульсов, преобразователя последовательного кода цифрового сигнала (ЦС) в параллельный, декодера, перемножителя сигналов, фильтра нижних частот, а также из получателя информации, причем, второй вход перемножителя сигналов соединен с первым выходом преобразователя кода, тактовый вход которого соединен со вторым входом регенератора импульсов, дополнительно введены на передающей стороне делитель в 2 раза полосы частот PC, через который подключаен источник PC к низкочастотному входу дискретизатора, а на приемной стороне - удвоитель полосы частот в 2 раза, через который подключается получатель информации к ФНЧ, причем, разрядность кодера и декодера увеличивается с 8 до 13, а преобразователей кода - с 8 до 14.The essence of PM consists in the fact that in a digital communication system consisting of a source of an analog speech signal (PC), a pulse generator, a time delay unit and series-connected signal sampler, a half-wave signal rectifier, AIM-1 to AIM modulation converter 2, an encoder, a parallel-to-serial code converter, a signal amplifier, wherein the first input of the code converter is connected to the output of the sampler, and the pulse generator is connected to the second input of the sampler directly and to the second input of the AIM-1 to AIM-2 converter through a time delay unit, and on the receiving side, from a series-connected amplifier, pulse regenerator, serial code to digital signal converter (DS) to parallel, decoder, signal multiplier, lower filter frequencies, as well as from the recipient of information, moreover, the second input of the signal multiplier is connected to the first output of the code converter, the clock input of which is connected to the second input of the pulse regenerator, additionally introduced on the transmitting side, a 2-fold divider of the PC frequency band, through which the PC source is connected to the low-frequency input of the sampler, and on the receiving side, a 2-fold frequency band doubler, through which the receiver of information is connected to the low-pass filter, and the resolution of the encoder and decoder increases from 8 to 13, and code converters from 8 to 14.

Существенным отличием ПМ являются введенные делитель и умножитель полосы частот в два раза и связи в АЦП и ЦАП, так как только они позволяют достичь указанный технический результат.A significant difference between the PM are the introduced divider and multiplier of the frequency band in half and the communication in the ADC and DAC, since only they allow you to achieve the specified technical result.

ПМ иллюстрируется чертежом.PM is illustrated in the drawing.

На фиг.1 представлена структурная схема одноканальной ЦС, где обозначено:Figure 1 presents the structural diagram of a single-channel CA, where indicated:

1 - источник аналогового речевого сигнала (PC);1 - source of an analog speech signal (PC);

2 - делитель полосы частот PC в 2 раза;2 - PC bandwidth divider 2 times;

3 - дискретизатор по времени (АИМ-1);3 - time discretizer (AIM-1);

4 - генератор импульсов;4 - pulse generator;

5 - двухполупериодный выпрямитель;5 - a half-wave rectifier;

6 - преобразователь АИМ-1 в АИМ-2;6 - converter AIM-1 to AIM-2;

7 - блок временной задержки импульсов;7 - block time delay pulses;

8 - кодер;8 - encoder;

9 - преобразователь параллельного кода в последовательный;9 - a parallel to serial code converter;

10 - усилитель передатчика;10 - transmitter amplifier;

11 - линия связи;11 - communication line;

12 - усилитель приемника;12 - receiver amplifier;

13 - регенератор импульсов;13 - pulse regenerator;

14 - преобразователь последовательного кода в параллельный;14 - serial to parallel converter;

15 - декодер;15 - decoder;

16 - перемножитель сигналов;16 - signal multiplier;

17 - фильтр нижних частот (ФНЧ);17 - low-pass filter (low-pass filter);

18 - удвоитель частоты PC;18 - PC frequency doubler;

19 - получатель информации.19 - the recipient of information.

Введенные элементы обведены пунктирными линиями.Entered elements are surrounded by dashed lines.

Работа схемы происходит следующим образом.The operation of the circuit is as follows.

На передающей стороне речевой сигнал (PC) b(t)=U(t)cosφ(t) с блока 1 поступает на вход блока 2, где полоса частот этого сигнала делится в 2 раза. С выхода блока 2 сигнал u2(t)=U(t)cos0,5φ(t) поступает на низкочастотный вход дискретизатора 3, на высокочастотный вход которого подаются с генератора 4 импульсы малой длительности, частота следования которых соответствует теореме Котельникова и равна 4 кГц. С выхода блока 3 разнополярные отсчеты преобразуются в однополярные в двухполуперионом выпрямителе 5, после чего поступают на вход блока 6, на второй вход которого подаются импульсы с генератора 4, задержанные в блоке 7 на длительность τ. В блоке 6 отсчеты малой длительности преобразуются в прямоугольные отсчеты длительности т без изменения их амплитуды, т.е. в блоке 6 модуляция АИМ-1 блока 3 преобразуется в модуляцию АИМ-2. С выхода блока 6 отсчеты PC поступают на вход кодера 8, преобразующего их амплитуду в цифровой сигнал с разрядностью параллельного кода n=13. Цифровой сигнал параллельного кода с блока 8 поступает на входы блока 9, начиная со второго и по 14-й. На первый вход блока 9 подаются отсчеты с дискретизатора 3 для записи их знака. Блок 9 преобразует 14-ти разрядный параллельный код ЦС в последовательный, после чего ЦС усиливается в блоке 10 и поступает в линию связи 11.On the transmitting side, the speech signal (PC) b (t) = U (t) cosφ (t) from block 1 is fed to the input of block 2, where the frequency band of this signal is divided by 2 times. From the output of block 2, the signal u 2 (t) = U (t) cos0.5φ (t) is fed to the low-frequency input of sampler 3, the high-frequency input of which is supplied from the generator 4 pulses of short duration, the repetition rate of which corresponds to Kotelnikov's theorem and is equal to 4 kHz . From the output of block 3, bipolar readings are converted to unipolar in a half-wave rectifier 5, and then they are fed to the input of block 6, to the second input of which pulses from generator 4, delayed in block 7 for a duration of τ, are supplied. In block 6, samples of short duration are converted into rectangular samples of duration m without changing their amplitude, i.e. in block 6, the AIM-1 modulation of block 3 is converted to AIM-2 modulation. From the output of block 6, the PC samples are input to the encoder 8, which converts their amplitude into a digital signal with a parallel code bit length of n = 13. The digital signal of the parallel code from block 8 is fed to the inputs of block 9, starting from the second and the 14th. The first input of block 9 is fed samples from the sampler 3 to record their sign. Block 9 converts the 14-bit parallel code of the CA to serial, after which the CA is amplified in block 10 and enters the communication line 11.

На приемной стороне сигнал с линии связи 11 поступает через усилитель 12 приемника на вход регенератора импульсов 13,а с его выхода - на информационный вход преобразователя 14 последовательного кода в параллельный. На тактовый вход блока 14 (регистра сдвига) поступают импульсы с блока 13. Выходы блока 14, начиная со второго и по 14-й подключены к входам декодера 15, преобразующего цифровой сигнал в последовательные отсчеты речевого сигнала одного знака (модуля), поступающие на один вход перемножителя 16. На драгой его вход подается импульс соответствующего знака для данного отсчета с первого выхода блока 14, в результате чего на выходе перемножителя 16 восстанавливается знак отсчета, поступающего на вход ФНЧ 17. На выходе этого ФНЧ имеет место аналоговый PC с разделенной в 2 раза полосой частот. Для восстановления полосы частот сигнал с ФНЧ 17 поступает на вход умножителя 18 полосы частот в 2 раза, после чего неискаженный принятый сигнал поступает получателю 19 информации.On the receiving side, the signal from the communication line 11 enters through the amplifier 12 of the receiver to the input of the pulse regenerator 13, and from its output to the information input of the serial to parallel converter 14. The clock input of block 14 (shift register) receives pulses from block 13. The outputs of block 14, starting from the second and the 14th, are connected to the inputs of the decoder 15, which converts the digital signal into consecutive samples of the speech signal of one sign (module), arriving at one the input of the multiplier 16. A pulse of the corresponding sign for a given sample from the first output of block 14 is supplied to the dredge its input; as a result, the output of the multiplier 16 restores the reference sign received at the input of the low-pass filter 17. At the output of this low-pass filter, an analog PC with times 2 times divided frequency band. To restore the frequency band, the signal from the low-pass filter 17 is fed to the input of the multiplier 18 of the frequency band 2 times, after which the undistorted received signal is received by the information receiver 19.

Технико-экономическим эффектом ПМ является обеспечение возможности передачи данных по аналоговому каналу связи за счет исключения нелинейного блока - компандера, что возможно при наличии введенных делителя в 2 раза полосы частот на передающей стороне и умножителя в два раза полосы частот на приемной стороне при разрядности кодового слова 14, а не 8. Действительно, при наличии компандера и n=8, полоса частот ЦС Δfц=Δfа·n=3,1·8=24,8 кГц, а скорость передачи R=8·8=64 кбит/с. А при отсутствии компандера и при наличии делителя полосы частот в два раза Δfц=0,5·Δfа·14=21,72<4,8 кГц и R=4·14=56<64 кбит/с.The technical and economic effect of PM is to provide the possibility of transmitting data through an analog communication channel by eliminating a non-linear block - a compander, which is possible if there is a divider introduced in 2 times the frequency band on the transmitting side and a multiplier twice the frequency band on the receiving side when the codeword is bit 14, not 8. Indeed, in the presence of a compander and n = 8, the DS bandwidth Δf c = Δf a · n = 3.1 · 8 = 24.8 kHz, and the transmission speed R = 8 · 8 = 64 kbit / from. And in the absence of a compander and in the presence of a frequency band divider twice Δf c = 0.5 · Δf a · 14 = 21.72 <4.8 kHz and R = 4 · 14 = 56 <64 kbit / s.

Claims (1)

Цифровая система связи, состоящая на передающей стороне из источника аналогового речевого сигнала (PC), генератора импульсов, блока задержки по времени и последовательно соединенных дискретизатора сигнала, двухполупериодного выпрямителя сигналов, преобразователя модуляции АИМ-1 в АИМ-2, кодера, преобразователя параллельного кода в последовательный, усилителя сигналов, причем первый вход преобразователя кода соединен с выходом дискретизатора, а генератор импульсов подключен к второму входу дискретизатора непосредственно и к второму входу преобразователя АИМ-1 в АИМ-2 через блок задержки по времени, а на приемной стороне - из последовательно соединенных усилителя, регенератора импульсов, преобразователя последовательного кода цифрового сигнала (ЦС) в параллельный, декодера, перемножителя сигналов, фильтра нижних частот, а также из получателя информации, причем второй вход перемножителя сигналов соединен с первым выходом преобразователя кода, тактовый вход которого соединен со вторым выходом регенератора импульсов, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены на передающей стороне делитель в 2 раза полосы частот PC, через который подключен источник PC к низкочастотному входу дискретизатора, а на приемной стороне - удвоитель полосы частот в 2 раза, через который подключается получатель информации к ФНЧ, причем разрядность кодера и декодера увеличивается с 8 до 13, а преобразователей кода - с 8 до 14.
Figure 00000001
A digital communication system consisting of a source of an analog speech signal (PC), a pulse generator, a time delay unit and series-connected signal sampler, a half-wave signal rectifier, an AIM-1 to AIM-2 modulation converter, an encoder, a parallel code converter in serial, signal amplifier, and the first input of the code converter is connected to the output of the sampler, and the pulse generator is connected to the second input of the sampler directly and to the second input to the AIM-1 to AIM-2 converter through a time delay unit, and on the receiving side, from a series-connected amplifier, pulse regenerator, serial code to digital signal converter (DS) to parallel, a decoder, a signal multiplier, a low-pass filter, and from the recipient of information, the second input of the signal multiplier connected to the first output of the code converter, the clock input of which is connected to the second output of the pulse regenerator, characterized in that it is additionally introduced into On the receiving side, a 2-fold divider of the PC frequency band, through which the PC source is connected to the low-frequency input of the sampler, and on the receiving side, a 2-fold frequency band doubler, through which the receiver of information is connected to the low-pass filter, and the bit width of the encoder and decoder increases from 8 to 13 , and code converters from 8 to 14.
Figure 00000001
RU2011122371/08U 2011-06-02 2011-06-02 DIGITAL COMMUNICATION SYSTEM RU111369U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011122371/08U RU111369U1 (en) 2011-06-02 2011-06-02 DIGITAL COMMUNICATION SYSTEM

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011122371/08U RU111369U1 (en) 2011-06-02 2011-06-02 DIGITAL COMMUNICATION SYSTEM

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU111369U1 true RU111369U1 (en) 2011-12-10

Family

ID=45406280

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011122371/08U RU111369U1 (en) 2011-06-02 2011-06-02 DIGITAL COMMUNICATION SYSTEM

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU111369U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3160812A (en) Composite transmission system utilizing phase shift and amplitude modulation
AU2003291653A8 (en) High bandwidth real time oscilloscope
RU2013157771A (en) METHOD AND SYSTEM FOR IMPLEMENTING WIRELESS COMMUNICATION OF NEAR RADIUS OF ACTION
FR2331219B1 (en)
RU111369U1 (en) DIGITAL COMMUNICATION SYSTEM
RU141688U1 (en) TACT SYNCHRONIZATION DEVICE FOR INFORMATION COMPOSITION SERIAL SIGNAL
GB1386923A (en) Transmitting apparatus for generating converting and transmitting signals and receiving apparatus for use therewith
RU2691733C1 (en) Device for generation and processing of broadband signals
CN108599844A (en) A kind of synchronous translation apparatus and its working method based on visible light communication technology
RU102443U1 (en) MULTI-CHANNEL DIGITAL ANALOG SIGNAL CONVERTER
FI98481C (en) Method and apparatus for converting an analog input signal into control codes and for synthesizing a corresponding output signal under the control of these control codes
RU2454793C1 (en) Digital communications system
ES441943A1 (en) Delta modulation apparatus
NO141140B (en) PROCEDURE AND DEVICE FOR IMPROVING THE COLLECTION DEMEMBER BETWEEN NEAR CHANNELS IN A TIME MULTIPLEX SYSTEM
DE60314286D1 (en) METHOD AND DEVICE FOR TRANSMITTING DIGITAL INFORMATION WITH TIME AND FREQUENCY LIMITED FUNCTIONS
US8098830B2 (en) Method and apparatus for reducing noise in an audio signal
RU2633183C1 (en) Digital coherent demodulator of signals with binary phase manipulation
EP1453265A1 (en) Information transfer methods
SU1061271A1 (en) Wide-band phase communication system
SU784015A1 (en) Multichannel communication system with noise-like signals and time division of channels
WO2017204680A1 (en) Method for receiving and transmitting discrete data signals
RU2665245C1 (en) Analog-to-digital signal converter
SU1277410A1 (en) Device for separating and repeating signals for plant intercommunication in transmission systems with pulse-code modulation
SU444335A1 (en) Multichannel device for transmitting vocoder signals by delta modulation
RU2194365C2 (en) Multichannel communication system

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20140603