RU92584U1 - DIGITAL SIGNALS FORMER WITH MINIMUM FREQUENCY SHIFT - Google Patents

DIGITAL SIGNALS FORMER WITH MINIMUM FREQUENCY SHIFT Download PDF

Info

Publication number
RU92584U1
RU92584U1 RU2009136211/22U RU2009136211U RU92584U1 RU 92584 U1 RU92584 U1 RU 92584U1 RU 2009136211/22 U RU2009136211/22 U RU 2009136211/22U RU 2009136211 U RU2009136211 U RU 2009136211U RU 92584 U1 RU92584 U1 RU 92584U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signal
input
multiplier
output
adder
Prior art date
Application number
RU2009136211/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Алексеевич Волков
Ирина Анатольевна Волкова
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 RU2009136211/22U priority Critical patent/RU92584U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU92584U1 publication Critical patent/RU92584U1/en

Links

Landscapes

  • Amplitude Modulation (AREA)

Abstract

Формирователь цифровых сигналов с минимальным частотным сдвигом, содержащий аналого-цифровой преобразователь (АЦП) речи, гауссовский фильтр, интегратор сигнала по времени, два перемножителя сигналов, генератор колебания несущей частоты, фазовращатель на 90º, первый сумматор, причем к одному входу первого сумматора подключен выход первого перемножителя, а ко второму его входу подключен выход второго перемножителя сигналов; генератор колебания несущей частоты подключен к высокочастотному (в.ч.) входу первого перемножителя сигналов непосредственно и к в.ч. входу второго перемножителя - через фазовращатель на 90º, отличающийся тем, что в него дополнительно введены дифференциатор сигнала по времени, фазоинвертор, второй сумматор, два перемножителя сигналов, два усилителя-ограничителя амплитуды сигнала, два когерентных детектора, генератор вспомогательной несущей частоты, блок задержки по времени, регулятор уровня сигнала, причем выход АЦП подключен к н.ч. входу первого перемножителя сигналов через последовательно соединенные гауссовский фильтр, третий перемножитель сигналов, первый усилитель-ограничитель амплитуды сигнала, первый когерентный детектор, блок задержки по времени, а выход гауссовского фильтра подключен к н.ч. входу второго перемножителя сигналов через последовательно соединенные интегратор сигналов по времени, второй сумматор, четвертый перемножитель сигналов, второй усилитель-ограничитель амплитуды сигнала, второй когерентный детектор, регулятор уровня сигнала; вход интегратора соединен со вторым входом второго сумматора через последовательно включенные дифференциатор сигнала по времA digital signal generator with a minimum frequency shift, containing an analog-to-digital speech converter (ADC), a Gaussian filter, a time integrator, two signal multipliers, a carrier frequency oscillator, a 90º phase shifter, a first adder, and an output is connected to one input of the first adder the first multiplier, and the output of the second signal multiplier is connected to its second input; the carrier frequency oscillation generator is connected to the high-frequency (r.h.) input of the first signal multiplier directly and to the r.h. the input of the second multiplier - through a 90º phase shifter, characterized in that it additionally introduces a time differential, a phase inverter, a second adder, two signal multipliers, two signal amplitude limiters, two coherent detectors, an auxiliary carrier frequency generator, a delay unit for time, signal level regulator, and the ADC output is connected to the low the input of the first signal multiplier through a series-connected Gaussian filter, the third signal multiplier, the first amplifier-limiter of the signal amplitude, the first coherent detector, a time delay unit, and the output of the Gaussian filter is connected to the low frequency the input of the second signal multiplier through a series-connected signal integrator in time, a second adder, a fourth signal multiplier, a second signal amplitude amplifier limiter, a second coherent detector, a signal level controller; the integrator input is connected to the second input of the second adder through series-connected signal differentiator during

Description

Полезная модель (ПМ) относится к области передачи цифровых сигналов.The utility model (PM) relates to the field of digital signal transmission.

Известны формирователи цифровых сигналов с минимальным частотным сдвигом и предварительной гауссовской фильтрацией (ГМЧС), которые используются в системах подвижной радиосвязи (GSM) и описаны в литературе, например в:Known digital signal shapers with a minimum frequency shift and preliminary Gaussian filtering (GMES), which are used in mobile radio communications (GSM) systems and are described in the literature, for example, in:

1. Громаков Ю.А. Стандарты и системы подвижной радиосвязи. - М.: Эко-трендз, 1998. - С.115-118.1. Gromakov Yu.A. Standards and systems for mobile radio communications. - M.: Eco-Trends, 1998 .-- S.115-118.

2. Маковеева М.М., Шинаков Ю.С. Системы связи с подвижными объектами. - М.: Радио и связь, 2002. - С.114-116.2. Makoveeva M.M., Shinakov Yu.S. Communication systems with moving objects. - M .: Radio and communications, 2002. - S.114-116.

3. Волков А.А. Радиопередающие устройства. - М.: Маршрут, 2002. - С.283 - 284.3. Volkov A.A. Radio transmitting devices. - M .: Route, 2002. - P.283 - 284.

По технической сущности наиболее близким к ПМ является формирователь, описанный в первом источнике, который по этой причине и принимается за ее прототип. В остальных источниках описаны аналоги ПМ.By technical nature, the closest to PM is the shaper described in the first source, which for this reason is taken as its prototype. Other sources describe PM analogues.

Прототип состоит из аналого-цифрового преобразователя (АЦП) речи, гауссовского фильтра, интегратора сигнала по времени, двух блоков формирования косинуса и синуса по их входным сигналам, двух перемножителей сигналов, генератора колебания несущей частоты, фазовращателя на 90 градусов, сумматора, причем, АЦП подключен к одному входу сумматора через последовательно соединенные гауссовский фильтр, интегратор, блок формирования косинуса, первый перемножитель сигналов, а к другому его входу подключен выход интегратора через последовательно соединенные блок формирования синуса и второй перемножитель сигналов; выход генератора колебания несущей частоты подключен ко второму входу первого перемножителя сигналов непосредственно и ко второму входу второго перемножителя сигналов через фазовращатель на 90 градусов.The prototype consists of an analog-to-digital converter (ADC) for speech, a Gaussian filter, a signal integrator in time, two cosine and sine blocks for their input signals, two signal multipliers, a carrier frequency oscillator, a 90-degree phase shifter, and an adder, in addition connected to one input of the adder through a series-connected Gaussian filter, integrator, block cosine formation, the first signal multiplier, and the output of the integrator is connected to its other input through in series with a single sine shaping unit and a second signal multiplier; the output of the carrier frequency oscillation generator is connected directly to the second input of the first signal multiplier and to the second input of the second signal multiplier through a 90 degree phase shifter.

Данный формирователь представляет собой частотный модулятор с частотным сдвигом, близком к нулю, отчего полоса частот сигнала на его выходе практически равна удвоенной полосе частот сигнала с выхода гауссовского фильтра, которая согласно С.87 [1] составляет 81,2 кГц, а на выходе формирователя она равна 200 кГц, что больше 2×81,2=162,4 кГц. Такая полоса частот не всегда приемлема для практики.This shaper is a frequency modulator with a frequency shift close to zero, which makes the frequency band of the signal at its output almost equal to the doubled frequency band of the signal from the output of the Gaussian filter, which according to C.87 [1] is 81.2 kHz, and the output of the shaper it is 200 kHz, which is more than 2 × 81.2 = 162.4 kHz. Such a frequency band is not always acceptable for practice.

Основным недостатком прототипа является широкая полоса частот сигнала на его выходе, т.е. низкая его частотная эффективность.The main disadvantage of the prototype is the wide frequency band of the signal at its output, i.e. its low frequency efficiency.

Техническим результатом ПМ является сокращение полосы частот выходного сигнала прототипа более чем в 2 раз без ухудшения качества речи.The technical result of PM is to reduce the frequency band of the output signal of the prototype by more than 2 times without affecting the quality of speech.

Сущность ПМ состоит в том, что в прототип, состоящий из АЦП речи, гауссовского фильтра, интегратора, двух блоков формирования косинуса и синуса по их входным сигналам, генератора колебания несущей частоты, фазовращателя на 90 градусов, сумматора, причем, АЦП подключен к одному входу сумматора через последовательно соединенные гауссовский фильтр, интегратор, блок формирования косинуса, первый перемножитель сигналов, а к другому его входу подключен выход интегратора через последовательно соединенные блок формирования синуса и второй перемножитель сигналов; выход генератора колебания несущей частоты подключен ко второму входу первого перемножителя сигналов непосредственно и ко второму входу второго перемножителя сигналов через фазовращатель на 90 градусов, дополнительно введены дифференциатор сигналов по времени, фазоинвертор, второй сумматор, третий и четвертый перемножители сигналов, два усилителя - ограничителя амплитуды сигнала, два когерентных детектора, генератор вспомогательной несущей частоты, блок задержки по времени, регулятор уровня сигнала, причем, выход интегратора подключен к н.ч. входу второго перемножителя сигналов через последовательно соединенные вторй сумматор, четвертый перемножитель сигналов, второй усилитель-ограничитель амплитуды сигнала, второй когерентный детектор, второй перемножитель сигналов; вход интегратора подключен ко второму входу второго сумматора через последовательно соединенные дифференциатор сигнала по времени и фазоинвертор, выход интегратора подключен также и к второму входу первого сумматора через последовательно соединенные четвертый перемножитель сигналов, второй усилитель-ограничитель амплитуды сигнала, второй когерентный детектор, регулятор уровня сигнала, второй перемножитель сигналов; выход гауссовского фильтра подключен также к н.ч. входу первого перемножителя сигналов через последовательно включенные третий перемножитель сигналов, первый усилитель-ограничитель амплитуды сигнала, первый когерентный детектор, блок задержки по времени; выход генератора вспомогательной несущей частоты подключен к в.ч. входам третьего и четвертого перемножителей сигналов, а также ко вторым входам обоих когерентных детекторов.The essence of the PM is that in the prototype, which consists of an ADC for speech, a Gaussian filter, an integrator, two blocks for generating cosine and sine by their input signals, a carrier frequency oscillator, a phase shifter 90 degrees, an adder, moreover, the ADC is connected to one input the adder through a series-connected Gaussian filter, integrator, cosine formation unit, the first signal multiplier, and its integrator output connected to its other input through a series-connected sine formation unit and a second alternator ozhitel signals; the output of the carrier frequency oscillation generator is connected directly to the second input of the first signal multiplier and to the second input of the second signal multiplier through a 90 degree phase shifter, an additional time differential, a phase inverter, a second adder, a third and fourth signal multiplier, and two amplifiers that limit the signal amplitude are introduced , two coherent detectors, an auxiliary carrier frequency generator, a time delay unit, a signal level regulator, moreover, the integrator output is connected en to n.ch. the input of the second signal multiplier through the second adder, the fourth signal multiplier, the second signal amplitude limiting amplifier, the second coherent detector, the second signal multiplier, connected in series; the integrator input is connected to the second input of the second adder through a series-connected signal differentiator in time and a phase inverter, the integrator output is also connected to the second input of the first adder through a series-connected fourth signal multiplier, a second signal amplitude limiting amplifier, a second coherent detector, a signal level regulator, a second signal multiplier; the output of the Gaussian filter is also connected to the low the input of the first signal multiplier through a series-connected third signal multiplier, a first signal amplitude amplifier limiter, a first coherent detector, a time delay unit; the output of the auxiliary carrier frequency generator is connected to the RF the inputs of the third and fourth signal multipliers, as well as to the second inputs of both coherent detectors.

Существенным отличием ПМ являются введенные элементы и их связи, т.к. только они позволяют уменьшить полосу частот выходного сигнала более чем в 2 раза без ухудшения качества речи.A significant difference between PM is the introduced elements and their relationships, because only they can reduce the frequency band of the output signal by more than 2 times without compromising speech quality.

Полезная модель иллюстрируется чертежами.The utility model is illustrated by drawings.

На фиг.1 представлена структурная схема формирователя сигнала с ГМЧС, а на фиг.2 - амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) огибающих сигналов, поясняющие его работу.In Fig.1 shows a structural diagram of a signal conditioner with GMP, and in Fig.2 - amplitude-frequency characteristics (AFC) of the envelopes of signals that explain its operation.

На фиг.1 обозначено:In figure 1 is indicated:

1 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП);1 - analog-to-digital Converter (ADC);

2 - дифференциатор сигнала по времени;2 - signal differentiator in time;

3 - интегратор сигнала по времени;3 - time signal integrator;

4 - гауссовский фильтр;4 - Gaussian filter;

5 - фазоинвертор;5 - phase inverter;

6, 20 - сумматоры;6, 20 - adders;

7, 9, 16, 19 - перемножители сигналов;7, 9, 16, 19 - signal multipliers;

8 - генератор колебания вспомогательной несущей частоты;8 - oscillation generator auxiliary carrier frequency;

10, 11 - усилители - ограничители сигналов;10, 11 - amplifiers - signal limiters;

12, 13 - когерентные детекторы;12, 13 - coherent detectors;

14 - блок задержки по времени;14 - block delay time;

15 - регулятор уровня сигнала;15 - signal level regulator;

17 - генератор колебания несущей частоты;17 - generator oscillation of the carrier frequency;

18 - фазовращатель сигнала на 90 градусов.18 - phase shifter signal 90 degrees.

Введенные элементы обведены пунктирной линией. Работа схемы происходит следующим образом.Entered elements are outlined with a dashed line. The operation of the circuit is as follows.

Цифровой сигнал (ЦС) с блока 1 поступает на первый вход сумматора 20 через последовательно включенные гауссовский фильтр (ГФ) 4, третий перемножитель сигналов 7, первый усилитель - ограничитель 10 амплитуды сигнала, первый когерентный детектор 12, блок задержки по времени 14, первый перемножитель 16 сигналов.A digital signal (DS) from block 1 is fed to the first input of adder 20 through a series-connected Gaussian filter (GF) 4, a third signal multiplier 7, a first amplifier — a signal amplitude limiter 10, a first coherent detector 12, a time delay unit 14, and a first multiplier 16 signals.

Гауссовский фильтр 4, имея колоколообразную амплитудно-частотную характеристику (АЧХ), устраняет высшие гармоники ЦС, начиная со второй гармоники, так что на его выходе имеет место непрерывное колебание, представляющее собой практически первую гармонику ЦС. Это колебание согласно теории аналитического сигнала можно представить в квазигармоническом виде как u(t)=U(t)cosφ(t), где U(t) - огибающая, а φ(t) - фаза. Для упрощения записи будем полагать, что φ(t)=Ωt, где круговая частота Ω=dφ/dt. Сигнал с ГФ u4(t)=U(t)·cosφ(t), являющийся широкополосным, поступает на низкочастотный (н.ч) вход третьего перемножителя сигналов 7, на высокочастотный (в.ч.) вход которого подается колебание вспомогательной несущей частоты u8(t)=U8 coswt с генератора 8. На выходе блока 7 колебание u7(t)=u4(t)*u8(t)=0,5U(t)U8*[cos(w+Ω)t+cos(w-Ω)t] является балансно-модулированным, узкополосным, которое поступает на вход первого усилителя-ограничителя 10 его амплитуды. На выходе блолка 10 глубокоограниченное по амплитуде колебание u10(t) состоит из первой гармоники и более высоких (в.ч.) гармоник, которое поступает на сигнальный вход первого когерентного детектора 12, на опорный вход которого подается колебание вспомогательной несущей частоты u8(t) с генератора 8. Когерентный детектор состоит из перемножителя сигналов и ФНЧ на его выходе. На выходе перемножителя блока 12 колебание u12(t)=u10(t)*u8(t)=U10{[cos(w+Ω)t+cos(w-Ω)t]+в.ч.}*U8 coswt=U10*U8cosvt+в.ч. ФНЧ пропускает на свой выход только н.ч. сигнал и не пропускает в.ч. составляющие. Сигнал u12(t) поступает через блок временной задержки 14 на н.ч. вход первого перемножителя 16 сигналов, на в.ч. вход которого подается с генератора 17 колебание несущей частоты u17(t)coswt непосредственно. На выходе блока 16 колебание u16(t)=u14(t)*u17(t)=U14cosΩt*U17 cosw0t=0,5U14*U17[cos(w0+Ω)t+cos(w0-Ω)t], которое поступает на первый вход первого сумматора 20.A Gaussian filter 4, having a bell-shaped amplitude-frequency characteristic (AFC), eliminates the higher harmonics of the CS, starting from the second harmonic, so that a continuous oscillation takes place at its output, which is practically the first harmonic of the CS. According to the theory of the analytical signal, this oscillation can be represented in quasiharmonic form as u (t) = U (t) cosφ (t), where U (t) is the envelope and φ (t) is the phase. To simplify the notation, we assume that φ (t) = Ωt, where the circular frequency Ω = dφ / dt. The signal from the GF u 4 (t) = U (t) · cosφ (t), which is broadband, is fed to the low-frequency (n.h.) input of the third signal multiplier 7, to the high-frequency (n.h.) input of which the auxiliary carrier oscillates frequency u 8 (t) = U 8 coswt from generator 8. At the output of block 7, the oscillation u 7 (t) = u 4 (t) * u 8 (t) = 0.5U (t) U 8 * [cos (w + Ω) t + cos (w-Ω) t] is balanced-modulated, narrow-band, which is fed to the input of the first amplifier-limiter 10 of its amplitude. At the output of block 10, the amplitude u 10 (t) oscillation deep in amplitude consists of the first harmonic and higher (including) harmonics, which is fed to the signal input of the first coherent detector 12, to the reference input of which the auxiliary carrier frequency oscillation u 8 ( t) from the generator 8. The coherent detector consists of a signal multiplier and a low-pass filter at its output. At the output of the multiplier of block 12, the oscillation is u 12 (t) = u 10 (t) * u 8 (t) = U 10 {[cos (w + Ω) t + cos (w-Ω) t] + exc. * U 8 coswt = U 10 * U 8 cosvt + h The low-pass filter only allows low frequencies to reach its output. signal and does not pass the r.h. components. The signal u 12 (t) arrives through the time delay unit 14 on the low input of the first multiplier of 16 signals, including the input of which is supplied from the generator 17, the oscillation of the carrier frequency u17 (t) coswt directly. At the output of block 16, the oscillation is u 16 (t) = u 14 (t) * u 17 (t) = U 14 cosΩt * U 17 cosw 0 t = 0.5U 14 * U 17 [cos (w 0 + Ω) t + cos (w 0 -Ω) t], which is fed to the first input of the first adder 20.

Сигнал с ГФ 4 поступает также на второй вход первого сумматора 20 через последовательно включенные интегратор 3, второй сумматор 6, четвертый перемножитель сигналов 9, второй усилитель-ограничитель 11, второй когерентный детектор 13, регулятор уровня сигнала 15, второй перемножитель сигналов 19. Вход интегратора 3 соединен со вторым входом второго сумматора 6 через последовательно включенные дифференциатор 2 и фазоинвертор 5. На выходе интегратора 3 колебание , а на выходе дифференциатора 2 колебание u2(t)=du4(t)/dt=-ΩU(t)sinΩt=-ΩU(t)cos(Ωt-90°), которое через фазоинвертор 5, менящий знак с минуса на плюс, поступает на второй вход второго сумматора 6. При интегрировании и дифференцировании огибающая U(t) считается постоянной, так как она меняется во времени во много раз медленнее, чем cosΩt. Видно, что колебания на входах второго сумматора 6 сдвинуты по фазе на 90 градусов относительно сигнала с ГФ 4, имея разный закон изменения амплитуды от частоты: на одном входе - прямо пропорционально частоте Ω, а другом - обратно пропорционально Ω, как показано на фиг.2. На выходе сумматора 6 колебание u6(t)=u3(t)+u5(t)=(1/Ω+Ω)U(t)cos(Ωt-90), тоже сдвинутое по фаза на 90 градусов относительно u4(t), имеет огибающую (1/Ω+Ω)U(t), не равную нулю ни при какой частоте Ω, хотя ее уровень зависит от этой частоты (фиг.2). Это значит, что фазовращатель на 90 градусов, состоящий из блоков 2, 3 ,5, 6 не ограничивает полосу частот ни снизу, ни сверху. Только такой фазовращатель обеспечивает фазовый сдвиг на 90 градусов с погрешностью мене 1 градуса цифровому сигналу, прошедшему через ГФ 4 и имеющий на его выходе ширину полосы частот от 0 до 81,2 кГц. Для выравнивания амплитуды сигнала u6(t) на всех частотах его усиливают и глубоко ограничивают по уровню. Во избежания нелинейных искажений от этого за счет попадания в полосу частот сигнала u6(t) гармоник его н.ч. составляющих этот широкополосный сигнал преобразуют в узкополосный путем балансной модуляции. Для этого сигнал u6(t) подается на н.ч. вход третьего перемножителя сигналов 9, на в.ч. вход которого подается колебание вспомогательной несущей частоты u8(t) с генератора 8. На выходе блока 9 колебание u9(t)=u6(t)*u8(t)=0,5(1/Ω+Ω)U(t)U8{cos[(w+Ω)t-90]+cos[(w-Ω)t+90]}. Далее узкополосное колебание u9(t) усиливается и глубоко ограничивается по амплитуде в блоке 11, отчего на его выходе имеет место первая гармоника входного сигнала постоянного уровня и более высокие (в.ч.) гармоники. С выхода блока 11 колебание u11(t) подается на один вход второго когерентного детектора 13, на другой вход которого подается колебание вспомогательной несущей частоты с генератора 8. Когерентный детектор состоит из перемножителя и ФНЧ на его выходе. На выходе перемножителя блока 13 колебание u13(t)=u11(t)*u8(t)=U11{cos[(w0+Ω)t-90]+cos[(w0+Ω)t+90]+в.ч.}*U8 cos w0t=U11*U8cos(Ωt-90)+в.ч. ФНЧ блока 13 пропускает на свой выход только н.ч. составляющую, а в.ч - не пропускает. Сигнал с блока 13 поступает через регулятор уровня 15 на н.ч. вход второго перемножителя сигналов 19, на в.ч вход которого поступает колебание несущей частоты с генератора 17 через фазовращатель на 90 градусов 18. На выходе блока 19 колебание u19(t)=u15(t)*u18(t)=U15cos(Ωt-90)*U18cos(w0t+90)=0,5U15U18[cos(w0+Ω)t-cos(w0-Ω)t], которое подается на второй вход сумматора 20. С помощью регулятора 15 выравниваются уровни н.ч. сигналов на входах перемножителей, отчего 0,5U15U18=0,5U14U17 при U17=U18. Поэтому на выходе сумматора 20 колебание u20(t)=u16(t)+u19(t)=U20cos(w0+Ω)t. Это колебание одной боковой полосы частот (ОБП), в данном случае верхней (ВБП), ширина полосы частот которой равна ширине полосы частот сигнала на выходе ГФ 4, т.е. равна 81,2 кГц. Для получения нижней боковой полосы (НБП) u20(t)=U20cos(w0-Ω)t надо поменять местами блоки 2 и 3 или ввести дополнительный фазоинвертор между блоками 19 и 20.The signal from GF 4 is also fed to the second input of the first adder 20 through sequentially connected integrator 3, the second adder 6, the fourth signal multiplier 9, the second amplifier-limiter 11, the second coherent detector 13, the signal level regulator 15, the second signal multiplier 19. The integrator input 3 is connected to the second input of the second adder 6 through a series-connected differentiator 2 and a phase inverter 5. At the output of the integrator 3 oscillation , and at the output of differentiator 2, the oscillation u 2 (t) = du 4 (t) / dt = -ΩU (t) sinΩt = -ΩU (t) cos (Ωt-90 °), which through phase inverter 5 changes sign from the minus plus, it goes to the second input of the second adder 6. During integration and differentiation, the envelope U (t) is assumed to be constant, since it changes in time many times more slowly than cosΩt. It can be seen that the oscillations at the inputs of the second adder 6 are 90 degrees out of phase with respect to the signal from GF 4, having a different law of amplitude change from frequency: at one input it is directly proportional to the frequency Ω, and the other is inversely proportional to Ω, as shown in FIG. 2. At the output of the adder 6 oscillation u 6 (t) = u 3 (t) + u 5 (t) = (1 / Ω + Ω) U (t ) cos (Ωt- 90) is also shifted phase by 90 degrees with respect to u 4 (t), has an envelope (1 / Ω + Ω) U (t) that is not equal to zero at any frequency Ω, although its level depends on this frequency (Fig. 2). This means that the 90-degree phase shifter, consisting of blocks 2, 3, 5, 6, does not limit the frequency band either from below or from above. Only such a phase shifter provides a 90 degree phase shift with an error of less than 1 degree to a digital signal that has passed through GF 4 and has a frequency bandwidth of 0 to 81.2 kHz at its output. To equalize the amplitude of the signal u 6 (t) at all frequencies, it is amplified and deeply limited in level. In order to avoid nonlinear distortions from this due to the harmonics of its n.h. entering the frequency band of the signal u 6 (t) making up this broadband signal is converted to narrowband by balanced modulation. For this, the signal u 6 (t) is supplied to the N.H. input of the third signal multiplier 9, on vh the input of which is the oscillation of the auxiliary carrier frequency u 8 (t) from the generator 8. At the output of block 9, the oscillation is u 9 (t) = u 6 (t) * u 8 (t) = 0.5 (1 / Ω + Ω) U (t) U 8 {cos [(w + Ω) t-90] + cos [(w-Ω) t + 90]}. Next, the narrow-band oscillation u 9 (t) is amplified and deeply limited in amplitude in block 11, which is why the first harmonic of the input signal of a constant level and higher (including) harmonics occur at its output. From the output of block 11, the oscillation u 11 (t) is fed to one input of the second coherent detector 13, the other input of which is supplied to the oscillation of the auxiliary carrier frequency from the generator 8. The coherent detector consists of a multiplier and a low-pass filter at its output. At the output of the multiplier of block 13, the oscillation u 13 (t) = u 11 (t) * u 8 (t) = U 11 {cos [(w 0 + Ω) t-90] + cos [(w 0 + Ω) t + 90] + v.ch.} * U 8 cos w 0 t = U * U 11 8 cos (Ωt-90) + v.ch. The low-pass filter of block 13 allows only low frequencies to pass to its output. component, and v.ch - does not pass. The signal from block 13 enters through the level regulator 15 at t.h. the input of the second signal multiplier 19, to the high-frequency input of which the carrier frequency oscillates from the generator 17 through the phase shifter by 90 degrees 18. At the output of block 19, the oscillation is u 19 (t) = u 15 (t) * u 18 (t) = U 15 cos (Ωt-90) * U 18 cos (w 0 t + 90) = 0.5U 15 U 18 [cos (w 0 + Ω) t-cos (w 0 -Ω) t], which is fed to the second input the adder 20. With the help of the regulator 15 levels are aligned N.H. signals at the inputs of the multipliers, which is why 0.5U 15 U 18 = 0.5U 14 U 17 with U 17 = U 18 . Therefore, at the output of adder 20, the oscillation is u 20 (t) = u 16 (t) + u 19 (t) = U 20 cos (w 0 + Ω) t. This is an oscillation of one side frequency band (OBP), in this case, the upper one (VBP), the frequency band of which is equal to the signal bandwidth at the output of GF 4, equal to 81.2 kHz. To obtain the lower sideband (NBP) u 20 (t) = U 20 cos (w 0 -Ω) t, it is necessary to interchange blocks 2 and 3 or introduce an additional phase inverter between blocks 19 and 20.

Технико-экономическим эффектом полезной модели является сокращение полосы частот сигнала на выходе формирователя по сравнению с прототипом в 200/81,2=2,46 раза без ухудшения качества восстановленной речи. Это значит, что в заданной полосе частот радиоканала вместо одного можно организовать два таких цифровых канала.The technical and economic effect of the utility model is to reduce the frequency band of the signal at the output of the shaper compared to the prototype 200 / 81.2 = 2.46 times without compromising the quality of the restored speech. This means that in a given frequency band of a radio channel, instead of one, two such digital channels can be arranged.

Claims (1)

Формирователь цифровых сигналов с минимальным частотным сдвигом, содержащий аналого-цифровой преобразователь (АЦП) речи, гауссовский фильтр, интегратор сигнала по времени, два перемножителя сигналов, генератор колебания несущей частоты, фазовращатель на 90º, первый сумматор, причем к одному входу первого сумматора подключен выход первого перемножителя, а ко второму его входу подключен выход второго перемножителя сигналов; генератор колебания несущей частоты подключен к высокочастотному (в.ч.) входу первого перемножителя сигналов непосредственно и к в.ч. входу второго перемножителя - через фазовращатель на 90º, отличающийся тем, что в него дополнительно введены дифференциатор сигнала по времени, фазоинвертор, второй сумматор, два перемножителя сигналов, два усилителя-ограничителя амплитуды сигнала, два когерентных детектора, генератор вспомогательной несущей частоты, блок задержки по времени, регулятор уровня сигнала, причем выход АЦП подключен к н.ч. входу первого перемножителя сигналов через последовательно соединенные гауссовский фильтр, третий перемножитель сигналов, первый усилитель-ограничитель амплитуды сигнала, первый когерентный детектор, блок задержки по времени, а выход гауссовского фильтра подключен к н.ч. входу второго перемножителя сигналов через последовательно соединенные интегратор сигналов по времени, второй сумматор, четвертый перемножитель сигналов, второй усилитель-ограничитель амплитуды сигнала, второй когерентный детектор, регулятор уровня сигнала; вход интегратора соединен со вторым входом второго сумматора через последовательно включенные дифференциатор сигнала по времени и фазоинвертор; выход генератора вспомогательной несущей частоты подключен к в.ч. входам третьего и четвертого перемножителей сигналов, а также ко вторым входам обоих когерентных детекторов.
Figure 00000001
A digital signal generator with a minimum frequency shift, containing an analog-to-digital speech converter (ADC), a Gaussian filter, a time integrator, two signal multipliers, a carrier frequency oscillator, a 90º phase shifter, a first adder, and an output is connected to one input of the first adder the first multiplier, and the output of the second signal multiplier is connected to its second input; the carrier frequency oscillation generator is connected to the high-frequency (r.h.) input of the first signal multiplier directly and to the r.h. the input of the second multiplier - through a 90º phase shifter, characterized in that a time differential, a phase inverter, a second adder, two signal multipliers, two signal amplitude limiting amplifiers, two coherent detectors, an auxiliary carrier frequency generator, a delay unit for time, signal level regulator, and the ADC output is connected to the low the input of the first signal multiplier through a series-connected Gaussian filter, the third signal multiplier, the first amplifier-limiter of the signal amplitude, the first coherent detector, a time delay unit, and the output of the Gaussian filter is connected to the low frequency the input of the second signal multiplier through a series-connected time signal integrator, a second adder, a fourth signal multiplier, a second signal amplitude amplifier limiter, a second coherent detector, a signal level regulator; the integrator input is connected to the second input of the second adder through sequentially connected signal differentiator in time and phase inverter; the output of the auxiliary carrier frequency generator is connected to the RF the inputs of the third and fourth signal multipliers, as well as to the second inputs of both coherent detectors.
Figure 00000001
RU2009136211/22U 2009-10-01 2009-10-01 DIGITAL SIGNALS FORMER WITH MINIMUM FREQUENCY SHIFT RU92584U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009136211/22U RU92584U1 (en) 2009-10-01 2009-10-01 DIGITAL SIGNALS FORMER WITH MINIMUM FREQUENCY SHIFT

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009136211/22U RU92584U1 (en) 2009-10-01 2009-10-01 DIGITAL SIGNALS FORMER WITH MINIMUM FREQUENCY SHIFT

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU92584U1 true RU92584U1 (en) 2010-03-20

Family

ID=42137845

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009136211/22U RU92584U1 (en) 2009-10-01 2009-10-01 DIGITAL SIGNALS FORMER WITH MINIMUM FREQUENCY SHIFT

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU92584U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2694479C1 (en) * 2018-07-27 2019-07-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет транспорта (МИИТ)" РУТ (МИИТ) Frequency manipulator with minimum frequency shift

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2694479C1 (en) * 2018-07-27 2019-07-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет транспорта (МИИТ)" РУТ (МИИТ) Frequency manipulator with minimum frequency shift

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102096007B1 (en) Direct-onversion Communication Device including a 3x Sub-harmonic Mixer
CN103986484A (en) Compensation method for unbalanced broadband intermediate frequency signal amplitudes
RU92584U1 (en) DIGITAL SIGNALS FORMER WITH MINIMUM FREQUENCY SHIFT
RU2673069C1 (en) Method of phase modulation of signals for discrete information transmission
CN104485893B (en) Wideband electrical signal frequency mixer and method
CN112468148A (en) Multi-sampling-rate low-power-consumption micromechanical gyroscope digital signal processing method
US7302011B1 (en) Quadrature frequency doubling system
RU2595638C1 (en) Method for frequency modulation of oscillations and device therefor
US9042486B2 (en) Sideband suppression in angle modulated signals
RU145405U1 (en) 180 ° SIGNAL SHAPER WITH 180 ° PHASE MANIPULATION
US20040076241A1 (en) Method for reducing transmissions in boundary zones, in amplitude modulation transmitters operating in digital mode
RU135464U1 (en) 180 ° SINGLE-BAND CLIPPED SHAPER FORMER WITH PHASE MANIPULATION AT 180 °
RU150830U1 (en) SHAPER DIGITAL SIGNAL OF SINGLE-BAND OSCILLATION WITH 180 ° PHASE MANIPULATION
RU2577203C1 (en) Frequency demodulator at misaligned circuits
RU2611987C1 (en) Detector of frequency-modulated oscillations
RU2363091C1 (en) Generator of single-band signal by phase method
RU2155445C1 (en) Method for generation of single-band signal in transistor transmitter and device which implements said method
US1885009A (en) Method and means for electrical signaling and control
BERDJAEV et al. SSB-SC TRANSMITTER EXCITER
RU2713865C1 (en) Amplitude-modulated signal demodulation method
JP2006148627A (en) Demodulator of frequency modulation signal and demodulation method of frequency modulation signal
US7876169B2 (en) Modulating circuit
RU125790U1 (en) SHAPER DIGITAL SIGNAL OF SINGLE-BAND OSCILLATION WITH 180 ° PHASE MANIPULATION
RU115986U1 (en) 180 ° Coherent Signal Detector with Absolute Phase Manipulation
RU80638U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING SIGNAL PARAMETERS WITH SQUARE MODULATION

Legal Events

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

Effective date: 20141002