專利名稱：一種脈沖通信裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種脈沖通信裝置。
眾所周知，電信技術(shù)是關(guān)于電信號產(chǎn)生、加工、交換、記錄、復(fù)制、發(fā)送、傳遞和接收等的技術(shù)，這時電信號就是信息的載體，故又稱通信技術(shù)或電信號的傳輸技術(shù)。信息包含在文字、數(shù)據(jù)、語聲、圖像、傳感等一切需要傳送的信源信號之中。不同的信源信號構(gòu)成了不同的通信系統(tǒng)，如電報、電話、廣播、傳真、電視、雷達、遙控、遙測和人工智能等等。通信系統(tǒng)包括信源、變換器、信道、反變換器和信宿等，通常概括為發(fā)信、收信和信道三大部分。沿襲至今，脈沖通信一直是采用矩形脈沖通信方法。
采用矩形脈沖通信，它的最大弊病是占用頻帶寬，即使象矩形脈沖中頻譜特性最好的方波脈沖，也需要9倍基波才能保證良好的通信質(zhì)量，這在實際通信中較難做到。為了使通信能夠基本完成，各種脈沖必須要保持它的基本形狀，這樣，它至少需要由基波和最低的一個諧波所組成(為了以下敘述方便，這種組合波可簡稱為基低波)。很顯然，由方波脈沖的頻譜表達式，I(t)＝ 1/2 ＋ 2/(π) ［coswt－ 1/3 cos3wt＋ 1/5 cos5wt－ 1/7 cos7wt＋…＋ ((-1)n)/(2n+1) cos(2n＋1)wt＋…］， 可推出它的基低波的頻帶寬是3倍基波。
由于矩形脈沖占用頻帶寬，用其通信還有以下缺陷一、傳輸過程中功率損失大，波形失真嚴(yán)重，信噪比不佳，有碼間干擾，且傳輸距離短，最長距離(單站)僅1.7公里，中繼站數(shù)目也僅為≤10個。
二、器件工作在矩形脈沖時，不僅增益低，且傳輸功率也低。
本實用新型的目的是提供一種能克服現(xiàn)有技術(shù)中的問題和能顯著地提高通信質(zhì)量的一種脈沖通信裝置。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的其外殼內(nèi)裝有由發(fā)送和接收部分組成的脈沖通信電路，此電路是將矩形脈沖通信變換為余弦脈沖通信。
上述的余弦脈沖通信裝置，可以有下列二種一種是可以適用于經(jīng)過若干個再生中繼站傳輸?shù)拿}沖編碼調(diào)制通信裝置，用其進行余弦脈沖通信時，是在矩形脈沖編碼調(diào)制信號未送到信道之前，將矩形脈沖變換為余弦脈沖，信道上傳輸?shù)氖怯嘞颐}沖編碼調(diào)制信號。其電路是由集成塊組成的或者是由分立元件、集成塊組成的編碼調(diào)制電路前者的電路簡單些，其組成(發(fā)送部分)有編解碼器、正負矩形脈沖分離、脈沖加寬、基波提取、相位調(diào)整、正負余弦脈沖形成、電子開關(guān)、正負余弦脈沖合成輸出等部分；后者的電路(發(fā)送部分)是由編解碼器、阻抗變換、放大、正負矩形脈沖分離及輸出、電子開關(guān)、基波提取、相位調(diào)整、正負余弦脈沖形成、正負余弦脈沖合成及處理輸出等部分組成。
另一種是可以適用于不經(jīng)過再生中繼站傳輸?shù)拿}沖模擬調(diào)制的通信裝置，其開關(guān)脈沖是余弦脈沖，信道上傳輸?shù)氖怯嘞颐}沖模擬調(diào)制信號。其通信電路是模擬調(diào)制和解調(diào)電路，其中，在發(fā)送部分電路中，余弦脈沖形成器二極管D的正、負端分別接于余弦信號輸出三極管的發(fā)射極、電子開關(guān)三極管的基極上。
上述通信裝置的接收部分的電路可以同現(xiàn)有技術(shù)。為了便于安裝和節(jié)省空間，可以將上述的發(fā)送或接收部分的電路集成在一塊上。
本實用新型之所以能用余弦脈沖取代矩形(方波)脈沖進行通信，其理由是余弦脈沖又叫半波整流脈沖，根據(jù)陳季丹等譯《無線電原理》第九章福里哀解析所載(1952年版，龍門聯(lián)合書局)，其數(shù)學(xué)表達式為，I(t)＝ 1/(π) ＋ 1/2 coswt＋ 2/(π) ［ 1/3 cos2wt－ 1/15 cos4wt＋ 1/35 cos6wt－…＋ ((-1)n+1)/(4n2-1) cos2nwt＋…］，又根據(jù)《數(shù)字通信原理》(李文海等編，人民郵電出版社1986年出版)第212面指出再生判決門限電壓為峰值信號幅度的一半。這樣，余弦脈沖在±60°之間都在判決門限電壓之內(nèi)，判決時間占余弦脈沖期間的三分之二，有足夠長的時間進行判決，故余弦脈沖完全可以取代矩形(方波)脈沖進行通信，且僅需2倍基頻寬的基低波就可保證良好的通信質(zhì)量。
占用頻帶窄，比方波脈沖至少節(jié)約1／3頻帶，是本發(fā)明最大的優(yōu)點，由此還帶來以下優(yōu)點。
其一，與方波脈沖的平均功率相等時，余弦脈沖基低波平均功率要高30％。
其二，電話電纜傳輸時，對余弦脈沖最低諧波的衰減只是方波脈沖的1／10。
其三，沒有碼間干擾，這是因為余弦脈沖上升沿、下降沿都很緩慢，且頂部圓滑，不會產(chǎn)生上、下沖和拖尾的緣故。
其四，晶體管、運算放大器等器件工作在余弦脈沖狀態(tài)，其增益和對基低波的平均輸出功率均比現(xiàn)有技術(shù)提高1.5倍和3倍。
其五，信噪比，串音大為改善。
其六，傳輸距離增加，單站約增加到2倍，或中繼站數(shù)目約增加到4倍。
其七，余弦脈沖通信對矩形脈沖通信有很好的兼容性。發(fā)方改為余弦脈沖傳輸時，收方不做改動也可接收，而且質(zhì)量還會大為提高。


圖1是本實用新型的余弦脈沖編碼調(diào)制通信電路的方框圖；圖2是圖1的集成塊式電路原理圖；圖3是圖1的晶體管、集成塊混合式電路原理圖；圖4是本實用新型的余弦脈沖模擬調(diào)制電路方框圖；圖5是圖4的具體電路原理圖；圖6是本實用新型的通信裝置外觀圖。
下面結(jié)合實施例及其附圖對本實用新型作進一步說明。
本實用新型一改傳統(tǒng)的矩形脈沖(方波脈沖)為余弦脈沖通信，它有二種通信裝置一種是余弦脈沖編碼調(diào)制通信裝置，其電路包括發(fā)送和接收兩部分。發(fā)送部分的電路組成如圖1所示，包括基頻提取、相位調(diào)整、正負余弦脈沖形成、正負矩形脈沖分離、正負矩形脈沖加寬、電子開關(guān)和正負余弦脈沖合成、濾波、補償、輸出部分。接收電路部分同現(xiàn)有技術(shù)。依據(jù)所用元器件，本裝置電路又可分為三類集成塊(IC)式，由晶體管和集成塊組成的混合式，全晶體管式。
圖2顯示了集成塊式余弦脈沖編碼調(diào)制通信電路原理。其發(fā)送電路中正負矩形脈沖分離部分由正、負矩形脈沖分離器IC2、IC3以及IC3的倒相器IC4組成。IC2、IC4的輸出端分別通過一個由延時器YC和或門G組成的脈沖加寬器接電子開關(guān)IC5腳13、12。兩個脈沖加寬器(即YC1和G1、YC2和G2)的作用是保證余弦脈沖全部通過IC5。IC2、IC3的輸入端接編解碼器IC1的PCM0，它是矩形脈沖編碼調(diào)制輸出信號。
正、負余弦脈沖形成器IC12、IC13的輸出端接IC5腳1、11。IC12的輸入端經(jīng)RLC相位調(diào)整器與基波提取器(由IC6－IC11組成，其中IC6－IC7是全波整流器，IC8－IC11是窄帶濾波器)輸出端相接。IC5腳2、10與余弦脈沖合成器R1相接。R1的可調(diào)端接處理輸出器IC14的輸入端，該輸出器具有RLC網(wǎng)絡(luò)N1、N2，可對信號進行幅相預(yù)補償和濾波。
其通信過程是矩形脈沖編碼調(diào)制輸出信號PCM0從IC1腳13輸出分二路，一路經(jīng)IC2、IC3、IC4送至IC5腳13、12，作為IC5的開、關(guān)脈沖信號。另一路則由IC6～IC11提取基波后，調(diào)整相位(由R、L、C組成的相位調(diào)整器完成)，經(jīng)IC12、IC13形成正、負余弦脈沖送至IC5腳1、11上，作為IC5的被開、關(guān)脈沖信號。然后，由IC5腳2、10輸出的正、負余弦脈沖經(jīng)可調(diào)電阻R1合成余弦脈沖編碼調(diào)制信號CPCM，再由N1、N2以及IC14濾波、補償、輸出至信道A－B上。
其接收電路中IC15、IC16、IC17分別是低通均衡補償器、碼變換、矩形再生器，IC17輸出端接IC1腳7，作為解碼用的矩形脈沖編碼調(diào)制輸入信號PCM1。
圖3顯示了混合式余弦脈沖編碼調(diào)制通信電路。其發(fā)送電路中，除了編解碼器IC1和電子開關(guān)IC2是選用集成塊以外，余用晶體管。其通信過程中由編解碼器IC1腳13輸出的矩形脈沖編碼調(diào)制信號PCM0分兩路，一路由三極管T1、T2放大和T3、T4輸出后，經(jīng)正、負矩形脈沖分離管T5～T6、T7～T9送至電子開關(guān)IC2腳13、12，作IC2的開關(guān)脈沖信號，其間設(shè)有加寬開關(guān)脈沖的延時線和或門；另一路經(jīng)全波整流(由變壓器B1、T14、T15、二極管D3、D4完成)，所得基波由B2、C1濾取后，經(jīng)T16放大輸出到RLC相位調(diào)整，再由D1、D2形成余弦脈沖，經(jīng)T17放大、T18分相(正、負余弦脈沖)后送至IC2腳1、11上，作IC2被開、關(guān)的脈沖信號。然后，正、負余弦脈沖信號由IC2腳2、10輸出至T10、T11混合，在可調(diào)電阻R1上合成余弦脈沖編碼調(diào)制信號(CPCM)，此信號通過濾波送T12、T13放大、補償、輸出至信道A－B上，供接收方使用。收到的信號經(jīng)均衡、碼變換、再生后送到IC1腳7，作為解碼用的矩形脈沖編碼調(diào)制輸入信號PCM1。
全晶體管式余弦脈沖編碼調(diào)制通信裝置的電路(未畫圖)，其組成同圖3，只是對圖3中的集成塊IC1、IC2用晶體管取代，其晶體管電路同IC1、IC2的內(nèi)部原理結(jié)構(gòu)。
圖2中IC1型號可以是2910A系列中的一個元件，IC5型號是CD4066或CC4066，其余IC型號是LM6265或F507。圖3中IC1型號可以是2910A系列中的一個元件，IC2型號可以是CD4066或CC4066。
以上所述都是用雙極性碼通信的裝置，若用單極性碼通信，就可減少相應(yīng)的電路。
本實用新型的另一種通信裝置是余弦脈沖模擬調(diào)制通信裝置，該裝置的電路組成也包括發(fā)送和接收兩部分，這兩部分的電路組成及原理結(jié)構(gòu)基本同現(xiàn)有技術(shù)，所做的改進是如圖4所示用余弦脈沖形成部分取代原有的矩形脈沖形成部分，具體如圖5所示，即在余弦信號輸出三極管T7的發(fā)射極和開關(guān)管T4的基極上分別與二極管D的正、負端相接，由D產(chǎn)生的余弦脈沖信號作為T4的開、關(guān)脈沖信號，信道A－B上傳輸?shù)氖怯嘞颐}沖模擬調(diào)制信號(CPAM)，A0是接收端解調(diào)輸出的還原模擬信號。A1是待傳送的模擬輸入信號。
圖6顯示了本實用新型的通信裝置的外觀示意圖。如圖6所示，序號1、3是輸入、輸出指示，序號2、4是相位、幅度調(diào)整器，序號5、7是正、負電源指示，序號6是電源開關(guān)，它們均裝在外殼的面板上。
權(quán)利要求1.一種脈沖通信裝置，其外殼內(nèi)裝有由發(fā)送和接收部分組成的脈沖通信電路，其特征在于所述的通信電路是集成塊式或晶體管、集成塊混合式的余弦脈沖編碼調(diào)制電路，其發(fā)送電路中包括正負矩形脈沖分離、脈沖加寬、基波提取、相位調(diào)整、正負余弦脈沖形成、電子開關(guān)和正負余弦脈沖合成、處理輸出部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信裝置，其特征在于集成塊式余弦脈沖編碼調(diào)制電路中，其發(fā)送部分由編解碼器IC1腳13輸出的矩形脈沖編碼調(diào)制信號分兩路一路由正、負矩形脈沖分離電路(IC2、IC3、IC4)送至電子開關(guān)IC5腳13、12，作IC5的開、關(guān)脈沖信號，其間設(shè)有加寬開關(guān)脈沖的延時線和或門；一路由IC6～IC11提取基波，調(diào)整相位，經(jīng)IC12、IC13形成正、負余弦脈沖后，送至IC5腳1、11上作為被開關(guān)的脈沖信號，然后，由IC5腳2、10將正、負余弦脈沖輸出在可調(diào)電阻R1上合成余弦脈沖編碼調(diào)制信號，再由N1、N2、IC14組成的濾波、補償、輸出電路送到信道上，N1、N2是LC或RC網(wǎng)絡(luò)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信裝置，其特征在于晶體管、集成塊混合式的余弦脈沖編碼調(diào)制電路，其發(fā)送部分，由編解碼器IC1腳13輸出的矩形脈沖編碼調(diào)制信號分兩路一路由三極管T1、T2放大，T3、T4輸出，經(jīng)正、負矩形脈沖分離管T5～T6、T7～T9送至電子開關(guān)IC2腳13、12，作IC2的開、關(guān)脈沖信號，其間設(shè)有加寬開關(guān)脈沖的延時線和或門；另一路經(jīng)全波整流(由變壓器B1、T14、T15、二極管D3、D4完成)，所得基波由B2、C1濾取后，經(jīng)T16放大輸出到RLC相位調(diào)整，再由D1、D2形成余弦脈沖，經(jīng)T17放大、T18分相(正、負余弦脈沖)后到IC2腳1、11上，作IC2被開、關(guān)脈沖信號，然后，將IC2腳2、10輸出的正、負余弦脈沖信號送至T10、T11混合，在可調(diào)電阻R1上合成余弦脈沖編碼調(diào)制信號，此信號通過濾波送T12、T13放大、補償、輸出到信道上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信裝置，其特征在于通信電路是余弦脈沖模擬調(diào)制電路，其中，在發(fā)送電路中，余弦脈沖形成二極管D的正、負端分別接于余弦信號輸出三極管T7的發(fā)射極、電子開關(guān)T4的基極上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通信裝置，其特征在于IC1型號是用2910A系列中的一個元件，IC5型號是CD4066或CC4066，其余集成塊型號是LM6265或F507。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的通信裝置，其特征在于混合式余弦脈沖編碼調(diào)制電路中，編解碼器IC1型號是用2910A系列中的一個元件，電子開關(guān)IC2型號是CD4066或CC4066。
專利摘要本實用新型涉及電通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是用余弦脈沖取代矩形脈沖通信的一種脈沖通信裝置，按照其信道上傳輸?shù)氖怯嘞颐}沖模擬調(diào)制或編碼調(diào)制信號設(shè)計的兩種通信裝置，其外殼內(nèi)設(shè)有用電子開關(guān)將矩形脈沖變?yōu)橛嘞颐}沖通信的電路。由于本實用新型具有占用頻帶窄的最大優(yōu)點，故還有輸出功率高、傳輸距離長、無碼間干擾、信噪比及串音顯著改善等優(yōu)點。此外，當(dāng)發(fā)送方改為余弦脈沖傳輸時，接收方無需改動也可接收，而且通信質(zhì)量大為提高。
文檔編號H04L29/00GK2146819SQ9222758
公開日1993年11月17日 申請日期1992年7月11日 優(yōu)先權(quán)日1992年7月11日
發(fā)明者陳克炯 申請人:陳克炯, 陳翠微, 陳春暉, 賀淑貞