Приемник биимпульсного сигнала Советский патент 1984 года по МПК H04L7/00 

Изобретение относится к импульсной технике и использоваться в цифровых системах передачи информации, в частности на оптических юниях связи. Известно приемное устройство биимпульсного сигнала, содержащее диф ференцирующий блок и последовательно соединенные управляемый формирователь импульсов, элемент задержки и триггер, выходы которого подключе НЫ к управляющим входам управляемог формирователя импулвсов, информационные входы которого подключены к соответствующим входам дифференциру щего блока 1. Недостатком приемного устройства является возможность возникновения пакетов схиибок при кратковременном переходе на обратную работу при воздействии шумов. Наиболее близким техническим решением к изобретению является прием ник биимпульсного сигнала, содержащий выделитель тактовых импульсов, вход которого соединен с информаци онным входом триггера, к синхронизи рующему входу которого подключен вы ход формирователя импульсов, а выхо триггера через блок сравнения, к др гому входу которого подключен вход выделителя тактовых импульсов, подключен к одному из входов блока памяти, к другому входу которого подключен другой выход выделителя такт вых импульсов через дифференцирующий каскад 2. j Недостатком известного устройств является .возникновение пакетов ошиб за счет кратковременной обратной работы при приеме биимпульсного сигнала. Целью изобретения является сниже ние количества ошибок, связанных с переходом на обратную работу при пр еме биимпульсного сигнала. Для в приемник биимпульсно го сигнала, содержащий вьщелитель тактовых импульсов, вход которого соединен с информационным входом триггера, к синхронизирующему входу которого подключен выход формирователя импульсов, введены дополнитель ный формирователь импульсов, элемен И и автогенератор, при этом выход выделителя тактовых импульсов через элемент И. подключен к входу автоген ратора, выход которого подключен к входу формирователя импульсов и дополнительного формирователя импуль.сов, выход которого подключен к дру гому входу элемента И. На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема приемника биим.пульсного сигнала; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы. Приемник биимпульсного сигнала содержит вьщелитель . тактовых импульсов, состоящий из дифференцирующего блока 2 и мультивибратора 3, формирователь 4 импульсов, дополнительный формирователь 5 импульсов ,элемент И 6, автогенератор 7, состоящий И) элемента ИЛИ 8 и фазосдвигающего блока 9, .и триггер 10. Приемник биимпульсного сигнала работает следующим образом. При отсутствии биимпульсного сигнала на входе устройства импульсы на выходе выделителя тактовых импульсов 1 отсутствуют, так как на выходе дифференцирующего блока 2 импульсы отсутствуют и мультивибратор 3 находится в нулевом состоянии, закрывая элемент И б, и на вход элемента ИЛИ 8 автогенератора 7 сигнала не поступает независимо от сигнала на выходе дополнительного формирователя 5 импульсов. Автогенератор 7 формирует последовательность импульсов со скважностью 2 и периодом Т T 2tcpcLu,T-b2A, 4- Т где Tqjttu g - фазовый сдвиг сигнала с выхода элемента ИЛИ 8; Т - периодтактовой частоты входного биимпульсного сигнала;Л - положительная величина, малая по сравнению с Т. . Таким образом, собственная частота автогенератора 7 немного меньше тактовой частоты входного сигнала, что необходимо для синхронизации автогенератора 7 последовательностью (регулярный или случайный) импульсов скважностью 2 и периодом Т, при поступлении их на вход элемента ИЛИ 8, который является входом синхронизации автогенератора 7. Дополнительный формирователь 5 формирует импульсы длительностью около 0,5 Т сдвинутые на время 1срки1,Т-Л2 относительно импульсов, поступающих на любой из входов элемента ИЛИ 8 автогенератора 7 (сигнала с выхода фазосдвигающего блока 9 или сигнала синхронизации, поступающего с выхода элемента И 6). Таким образом, если на выходе выделителя тактовой частоты присутствует постоянная единица, то импульс с выхода дополнительного формирователя 5 через элемент И 6 проходит на вход синхронизации автогенератора 7, обеспечивая его запуск раньше, чем поступит импульс с выхода фазосдвигающего блока 9, за счет чего автогенератор 7 формирует последовательность импульсов с периодом tqxMi. Т / т.е. с частотой больше тактовой частоты входного сигнала.

При подаче на вход устройства биимпульсного сигнала (фиг. 2а ) дифференцирующий блок 2 формирует импульсы (фиг. 2f), совпадающие с фронтами входного сигнала, из которых мультивибратор 3 формирует последовательность тактовых импульсов (фиг. 2 Ь ) с длительностью 0,75 длительности тактового интервала, причем привязка фазы, тактовых импульсов к регулярной последовательности импульсов (следующих через тактовый интервал на выходе дифференцирующего блока 2) осуществляются при появлении в биимпульсном сигнале первого же импульса или паузы, равных тактовому интервалу (что соответствует изменению двоичного сигнала или О- 1) .

Тактовые импульсы длительностью 0,75 Т с выхода выделителя 1 тактовых импульсов поступают на вход элемента И б, который открыт только в течение действия импульса, поступающего с выхода дополнительного формирователя 5 (Фиг. 2 2. ) . В начальный момент эти импульсы имеют произвольное взаимное положение. Если импульс с выхода дополнительного формирователя 5 появился позже импульса с выхода выделителя 1 тактовых импульсов, то он полностью проходит через элемент И 6 (фиг. 2 с ) на вход синхронизации автогенератора

7, заставляя его работать на частоте больше тактовой (с периодом tcpciiv -Дг каждым периодом импульс с выхода дополнительного формирователя 5 (фиг. 2 г. ) приближается к переднему фронту тактового импульса с выхода выделителя 1 тактовых импульсов 1 (фиг. 2Ь ) до тех пор, пока автогенератор 7 не начнет синхронизироваться но переднему фронту тактовых импульсов с выхода выделителя 1 тактовых импульсов. При этом автогенератор 7 устойчиво синхронизируется и формирует импульсы с частотой, равной тактовой частоте входного биимпульсного сигнала (фиг. 26). Если в начальный момент приход импульса от дополнительного формирователя 5 совпал с паузой между тактовыми импульсами на выходе выделителя 1 тактовых импульсов, то первыми на вход элемента ИЛИ 8 автогенератора 7 поступают импульсы с выхода фазосдвигающего блока 9, заставляя автогенератор 7 работать на частоте меньше тактовой (с периодом Т), так что с каждым периодом фронт импульса от фазосдвигающего блока 9 приближается к фронту тактового импульса с выхода выделителя 1 тактовых импульсов до тех пор, пока автогенератор 7 не засинхронизируется по переднему фронту тактовых импульсов от вьщелителя 1, тактовых импульсов. При зтом автогенератор также как и в предыдущем случае .устойчиво синхронизируется и фсрмирует импульсы с частотой равной тактовой частоте входного биимпульсного сигнала .

Формирователь 4 формирует импульсы (фиг. 2« ), фронт которых совпадает с точкой оптимального стробирования входного биимпульсного сигнала (0,25 Т от начала тактового интерва0ла входного биимпульсного сигнала). Триггер 10 фиксирует на тактовый интервал значение биимпульсного сигнала в первой половине такта биимпульсного сигнала, обеспечивая его

5 декодирование (фиг. 2з ). Триггер 10 срабатывает по переднему фронту импульса от формирователя 4 (например, триггер, построенный по схеме трех триггеров) или по короткому

0 стробимпульсу, формируемому по переднему фронту импульса от формирователя 4 .

При наличии помех возможно дрожание импульсов входного сигнала и

5 их дробление, в результате чего возможен переворот фазы на «ISO тактовых импульсов на выходе вьщелителя 1 тактовых импульсов.Это соответствует их сдвигу вперед или назад на 0,5 Т

0 относительно среднего устойчивого положения, что получается за счет того, что мультивибратор 3 (ждущий) перескакивает на запуск от нерегу., пярной последовательности импуль5сов на выходе дифференцирующего бло,ка 2, сдвинутой на 0,5 Т относительно регулярной последовательности, которая запускает мьльтивибратор 3 в устойчивом состоянии. Как отмечено

0 выше, восстановление правильной фазы осуществляется при появлении в биимпульсном сигнале первого же импульса или паузы, р авных тактовому интервалу, что в реальных условиях происходит через несколько тактов. При пере5вороте -фазы тактовых импульсов, поступающих с зыхода вьщелителя 1 тактовых импульсов, эти импульсы поступают на вход элемента И б, раньше, чем поступает импульс с выхода допол0нительного формирователя 5, что йызывает переход автогенератора 7 на повышенную частоту. В результате к моменту восстановления фазы тактовых импульсов на выходе выделителя

5 1 тактовых импульсов импульсы на выходе автогенератора 7 имеют опережение на L ii , где i - число тактов с момента срыва до момента восстановления. За счет этого, после восс0тановления фазы импульсов выделителя 1 тактовых импульсов, фронт тактовых импульсов будет поступать позже фронта импульса от фазосдвигающего блока 9, и аргогенератор 7 перейдет на понижеЕ ную частоту до тех

пор, пока не будет восстановлена устойчивая синхронизация автогенератора 7, что произойдет через тактов причем JC ближайшее большее целое.

Таким образом, перескок фазы выделителя 1 тактовых импульсов не приводит к обратной работе, а только вызьшает кратковременное изменение фазы импульсов ,счит1лвающих значение бииМпульсного сигнала в первой половине такта в триггер 10, на величину за каждый такт и на величину за 1 тактов. Если , то перехода на обратную работу не происходит. Вероятность того, что с момента срыва синхронизации до ее восстановления прошло больше Ч. тактов (т.е. подряд L нулей или единиц) для симметричного канала равна i, p- , где ,5 - вероятность появления нуля или единицы. Вероятность перехода на кратковременную обратную работу для данного устройства является условной вероятностью того, что после перехода фазы тактовых импульсов на выходе выделителя 1 тактовых импульсов во входном сигнале следует серия одинаковых элементов длиной больше ie , ie 2дг

При независимости этих событий вероятность перехода на обратную работу для предлагаемого устройства 13 раз ниже, чем у известного устройства и может быть пренебрежиМО малой при 2. Г Например, при ,05 Т эта вероятность для предлагаемого устройства в 1000 раз ни|Же, чем для известного и может быть, «5Ще уменьшена с уменьшением й

Следует отметить, что в известном устройстве каждый поворот фазы выделителя тактовых импульсов 1 приводит к пакету схиибок из 1 импульсов с вероятностью р- и для симметричного кансша средняя длина пакета около 2. Таким образом, данное устройство уменьшает число ошибок за счет рбратной работы примерно в 2 - р- раз .

Кроме того, тактовые импульсы от выделителя тактовых импульсов 1, имеющие дрожание фазы больше &2 в сторону опережения и 2 д в сторону отставания от среднего положения в синхронизации автогенератора 7 не участвуют, так как автогенератор в этом случае запускается либо импульсом от дополнительного формирователя 5 или от фазосдвигающего блока 9 В результате дрожание фазы на входе автогенератора 7 не превышает значение -t А2. и -2Д| за каждый такт при Любых дрожаниях фазы импульсов на выходе вьщелителя 1 тактовых импульсов вплоть до поворота на 180° что рассмотрено выше. Таким образом, вероятность оигабки при заданном отношении сигнал - шум в предлагаемом устройстве также ниже, чем в известном за счет более точного стробирования входного биимпульсного сигнала.

Таким образом, по сравнению с известным устройством предлагаемое устройство обеспечивает уменьшение количества ошибок, связанных с переходом на обратную работу, а также повышение устойчивости при дрожании фазы входного сигнала и уменьшение дрожания фазы входного сигнала.

ПРИЕМНИК БИИМПУЛЬСНОГО СИГНАЛА, содержащий вьщелитель тактовых импульсов, вход которого объединен с информационным входом триггера, к синхронизирующему входу которого подключен выход формирователя импульсов, отличаюадийсятем, что, с целью снижения количества ошибок, связанных с переходом на обратную работу при приеме биимпульсного сигнала, введены дополнительный формирователь импульсов, элемент И и автогенератор, при этом выход выделителя тактовых импульсов через элемент И подключен к входу автогенератора, выход которого подключен к входу формирователя импульсов и дополнительного формирователя импульсов t выход которого подключен к другому входу элемента И. Ш а ю Фиг.1 00