Устройство выделения тактовых импульсов Советский патент 1983 года по МПК H04L7/02 

Изобретение относится к радиотехнике и другим областям, связанным с передачей модулированных сигналов данных по каналам тональной частоты и, в частности, с вьще лением тактовых импульсов при прие ме сигналов, имеющих многопозицнон ную квадратурную амплитудную модуляцию или комбинированную амплитуд но-фазовую модуляцию с одной части но подавленной боковой полосой час тот . Иэвест ю устройство синхронизации, которое может использоваться в качестве устройства выделения тактовых импульсов, содержащее пос довательно соединенные задающий генератор, делитель частоты и фазовый дискриминатор, выход которог через управляющий элемент подключе .к другому входу делителя частоты j Недостатком данного устройства синхронизации является пониженная точность вьщеления тактовых импуль сов при приеме сигналов данных, имеющих многопозиционную квадратурную амплитудную модуляцию и комбинированную амплитудно-фазовую- модуляцию с одной частично подавленной боковой полосой частот . Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство синхронизации, которое может использоваться для вьщеления тактовых импуль.сов, содержащее последовательно соединенные блок добавления - вычитания, делитель частоты и фазовый дискриминатор, а также реверсивный счетчик, выходы переноса которого подключены к соответствующим входам блока добавления-вычитания, дополнительный вход которого является входом устройства выделения тактовых импульсов, при этом к дополнительному входу фазового дискриминатора подключен выход входного блока, а выходы фазового дискриминатора через блок переменного коррекционного эффекта подключены к соответствующим входам реверсивного счетчика 2 , Недостатком известного устройст ва выделения тактовых импульсов является пониженная точность выделения тактовых импульсов, обусло ленная нестабильностью фазы тактов иг4пульсов при приеме сигналов данных, имеющих многопозиционную квад ратурную амплитудную модуляцию и комбинированную амплнтудно-фазовую модуляцию с одной частично подавленной боковой полосой частот. При использовании этих методов модуляции распределение временных моментов, соответствующих границам принимаемых посылок, имеет сложную конфигурацию, значительно отличающуюся от нормального распределения. Нестабильность фазы тактовых импульсов, вызванная этим распределением границ, может быть лишь частично компенсирована путем усреднения импульсов управления реверсивным счетчиком. Кроме того, устройство отличается повышенной чувствительностью к импульсным помехам, возникающим в каналах тональной частоты. Импульсные помехи приводят к смещению (искажению) границ принимаемых посылок. Управляющие импульсы, соответствующие искаженным границам посылок, поступая на подстройку фазы тактовых импульсов, вызывают неправильную регулировку их фазы, что ведет к нестабильности фазы тактовых импульсов. Цель изобретения - повышение точности выделения тактовых импульсов. Поставленная цель достигается тем, что в устройство выделения тактовых импульсов, содержащее последовательно соединенные блок добавления-вычитания, делитель частоты и фазовый дискриминатор, а также реверсивный счетчик, выходы переноса которого подключены к соответствующим входам блока добавления-вычитания, дополнительный вход которого является вxoдo l устройства выделения тактовых импульсов, введены последовательно соединенные элемент ИЛИ и блок привязки импульсов, последовательно соединенные входной счетный триггер и счетчик, а также первый, второй, третий и четвертый элементы И и асинхроннЕлй триггер, выход которого подсоединен к первым входам первого и второго элементов И, выходы которых подсоединены к соответствующим входам-реверсивного счетчика, вторые входы первого и второго элементов И подключены к соответствующим выходам фазового дискриминатора и соответствующим входам элемента ИЛИ, выход Сброс блока привязки импульсов подсоединен к сбросовому входу Счетчика, выходы которого поразрядно через соответствуюиц е третий и четвертый элементы И подсоединены к раздельным входам асинхронного триггера, при этом парафазный выход счетного триггера подсоединен к второму входу блока привязки импульсов. На фиг.1 представлена блок-схема устройства вьщеления тактовых импульсов, на фиг.2 - диаграммы, поясняющие работу устройства вьщел:ения тактовых импульсов; на фиг.3 - эпюра распределения вероятностей моментов

времени, соответствующих границам посылок при передаче сигналов с использованием комбинированной амплитудной и относительной фазовой модуляцией и импульсов управления.

Устройство вьщеления тактовых импульсов содержит фазовый дискриминатор 1, делитель 2 частоты, элемент ИЛИ 3, элементы И 4 и 5, блок б привязки импульсов, триггеры 7 и 8, счетчик 9, содержащий d -триггеров,, блок 10 элементов совпадения, реверсивный счетчик 11, блок 12 добавления-вычитания, входы 13-15 устройства.

Устройство вьщеления тактовых импульсов работает следующим

Дифференциалы переходов через нуль принимаемого сигнала в виде узких импульсов поступают на вход 13 фазового дискриминатора 1, где они сравниваются по фазе с прямоугольным колебанием, снимаег шм с выхода делителя 2 частоты. Импульсы с выходов фазового дискриминатора 1 (импульсы управления) поступают на входы элемента ИЛИ 3 и элементов И 4 и 5. При этом импульсы управления, объединенные в элементе Ш1И 3 поступают на вход блока б привязки импульсов, в котором осуществляется привязка этих импульсов к ближайшим по времени действия| импульсам высокочастотной последовательности, подаваемой с выхода триггера 8, который обеспечивает разделение ис одной высокочастотной последовательности, поступающей на вход 14 устройства, на две последовательности, сдвинутые на половину периода следования.

Импульсы с выхода блока б привязки импульсов поступают на установочный вход счетчика 9, вызывая периодические переключения (смены состояний) его триггеров. При этом за счет использования сдвинутых импульсных последовательностей обеспечивается разнесение во времени моментов обнуления и моментов смены состояний триггеров счетчика 9,

Блок 10 элементов совпадения вырабатывает импульсы, соответствующие границам сигнала Фазовая зона (ФЗ), а триггер 7 формирует указанный сигнал в виде единого импульсного сигнала. При этом соответствующие соединения входов блока 10 элементов совпадения и выходов триггеров счетчика 9 обеспечивают получение сигналов ФЗ с длительностью, составляющей Т (10-Т) 20 с, середина которых расположена в конце временного интервала, равного Т, от момента обнуления счетчика 9, где Т - период следования тактовых импульсов, соответствующих модуляционной скорости. Количество триггеров в счетчике 9 определяется возможностью формирования сигнала ФЗ указанной длительности.

В элементах И 4 и 5 осуществляется сравнение по фазе каждого импульса управления (с выходов фазового дискриминатора 1) с сигналом ФЗ (с выхода триггера 7. При этом импульс управления соответствует те0кущему дифференциалу, а сигнал ФЗ, сформированный по импульсу управления, соответствует предыдущему дифференциалу, поступившему ранее на один или несколько интервалов Т в устройство.

В случае совпадения во времени указанных сигналов, импульс управления с выхода элемента И 4 или 5 следует на соответствующий вход реверсивного счетчика 11, который осуществляет усреднение во времени поступающих на его входы сигналов. Выходные сигналы реверсивного счетчика 11 воздействуют на блок 12 добавления-вычитания. При этом происходит добавление импульсов в высокочастотную последовательность импульсов, следующих на вход устройства, или исключение импульсов из этой последовательности. В результате рассмотренной операции обеспечивается сдвиг фазы тактовых импульсов/ на выходе делителя 2 частоты и, следовательно, имеет место фазовая автоподстройка тактовых колебаний на выходе устройства.

При приеме посылки с границами соответствующими моментам времени t{ иtn(фиг.2.в), в устройстве через интервал времени Т после поступления на его вход импульса управления, соответствующего границе i посылки, вырабатывается импульсный сигнал ФЗ (фиг.2г).Если импульс, соответствующий границе 12 этой посылки, совпадает по фазе с сигналом ФЗ, то он проходит на выход соответствующего элемента И 4 или 5 (фиг. 2д, Вероятность совпадения ФЗ с импульсом, соответствующим границе посылки в момент времени tgj составит Р (фиг. 2б) . При этом на фиг.2 а представлены наиболее вероятностные положения границ принимаемых посылок.

Аналогичная ситуация наблюдается и в случае, приема посылки с границами, соответствующш1и моментам времени i и t4 . Вероятность совпадения по фазе сигнала ФЗ с управляющим им; пульсом, соответству мцим моменту времени i составит Р(фиг.2 б).

При приеме посылки с границами t ui, импульс, соответствующий границе i не совпадает по фазе с сигналом ФЗ и поэтому не проходит на подстройку фазы тактовых импульсов. Предлагаемая методика отбора импульсов управления позволяет значительно сузить функцию распределения вероятностей временных моментов соответствующих этим импульсам, кото рые проходят на выход элементов И 4 и 5. На фиг.З приведено распределение вероятностей моментов време и, .соответствующих границам посылок кривая I) при передаче сигналов ср,, скоростью 4800 бит/с с использованием комбинированной амплитудной и относительной фазовой модуляции и аналогичное распределение импульсов управления (кривая п), полученное при использовании методики, примененной в предлагаемом устройстве. На кривых I и П распределения вероят ностей заштрихована область, соответствующая отклонению фазы тактовых импульсов на величину, не превышающу 10% от их точного положения. Отношение площади заштрихованной части кри вой к ее незаштрихованной части пропорционально вероятности отклонения от точного значения фазы управляющих импульсов, а следовательно, и фазы тактовых импульсов в пределах указанной 10% зоны. Расчеты показывают что использование предлагаемого усТройСтва вьаделения тактовых импульсов позволяет повысить точность выделения тактовых импульсов в ,5 раза по сравнению с известными„устройствами при многопозиционных комби нированных амплитудно-фазовых методах модуляции. Предлагаемое устройство позволяет также понизить чувствительность фазы тактовых импульсов к -импульсным помехам, возникающим в каналах тональной частоты. 1 мпульсные помехи приводят к смещению границ принимаемых посылок. Примером такого смещения границы может служить положение границы посылки в .момент времени i (фиг.2 в). Управляющий импульс, со- ответствующий этой границе посылки, не совпадает по фазе с сигналом ФЗ (фиг.2 г)и, следовательно, не поступает на подстройку фазы тактовых импульсов. Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства выделения тактовых импульсов заключается в том, что применение данного устройства позволяет за счет снижения нестабильности тактовых импульсов значительно увеличить точность их выделения.

««

а

I I

РГ

УСТРОЙСТВО ВЬЩЕЛЕНИЯ ТАКТО,ВЫХ ИМПУЛЬСОВ, содержащее послёдовательно соединенные блок добавлениявычитания, делитель частоты и фазовый дискриминатор, а также реверсивный счетчик, выходы переноса которого подключены к соответствующим входам блока добавления-вычитания, дополнительный вход которого является входом устройства выделения тактовых импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности выделения тактовых импульсов, введены последовательно соединенные элемент ИЛИ и блок привязки импульсов, последовательно соединенные входной счетный триггер и счетчик, а также первый, второй, третийи четвертый элементы И и асинхронный триггер, выход которого подсоединен к первым входам первого и второго элементов И, выходы которых подсоединены к соответствующим входам реверсивного счетчика, вторые входы первого и второго элементов И подключены к соответствующим выходам фазового дискриминатора и соответствующим входам элемента ИЛИ, выход Сброс блока привязс $ ки импульсов подсоединен к сбросовому входу счетчика, выходы которо(Л го поразрядно чере.з соответствующие третий и четвертый элементы И подсоединены к раздельным входам асинхронного триггера, при этом парафазный выход счетного триггера подсоединен к второму входу блока привязки импульсов. СЗд ю