Устройство для подавления фазового дрожания Советский патент 1986 года по МПК H04J3/06 

линии задержки 8. В режиме компенсации фазового дрожания в БАЧК 20 предварительно задается форма энергетического спектра в зависимости о т количества регенераторов, вклю1

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано в цифровых системах связи для подавления фазового дрожания.

Целью изобретения является повышение точности подавления фазового дрожания.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства для подавления фазового дрожанияJ на фиг. 2 - то же, первого анализатора сдвига фаз; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие работу предлагаемого устройства.

Устройство для подавления фазового дрожания содержит блок преобразования сигнала, выпрямитель 2, выделитель 3 тактовой частоты, частотный детектор 4, интегратор 5, формирователь 6 фазового дрожания, первый коммутатор 7, первую управляемую линию 8 задержки, второй коммутатор 9, усилитель 10, дополнительный блок 1i преобразования сигнала, дополнительный выпрямитель 12 дополнительный выделитель 13 тактовой частоты, фазовый детектор 14, фильтр 15 нижних частот, первый ана- 16 сдвига фаз, блок 17 вычи- танияу второй анализатор 18 сдвига 1фа9, вторую управляемую линию 19 I saflep KH, блок 20 амплитудно-частотной коррекции.

Первый анализатор 16 сдвига фаз содержит первый 2.1 и второй 22 фильтры верхних частот, первый 23 и второй 24 ограничители уровня сигнала, фазовый детектор 25, интегратор 26.

Устройство для подавления фазового дрожания работает следующим образом.

Входной сигнал (фиг-. 3,а) поступает одновременно на информационный вход первого коммутатора 7 и на вход

ченных в линейном тракте после устройства для ПФД , и ширины спектра фазового дрожания , возникающего в регенераторах. 3 ил.

I . 2 формирователя 6 фазового дрожания (фиг. 1).

В зависимости от режима работы , устройства для подавления фазового дрожания (ПФД /режим непосредствен- ной компенсации фазового дрожания на приемной стороне или режим компенсации фазового дрожания), путем создания компенсирующего фазового дрожания на передающей стороне цифрового линейного тракта первый коммутатор 7 коммутирует входной сигнал, на информационный вход первой управляемой линии 8 задержки непосредственно или через формирователь

6 фазового дрожания, а второй коммутатор 9 коммутирует выходной сигнал интегратора 5 непосредственно или через усилитель 10 на объединенные вторые входы первого 16 и

второго 18 анализаторов сдвига

фаз, а также на информационный вход блока 20 амплитудно-частотной кор- рекции. Управление первым 7 и вторым 9 коммутаторами осуществляется

одновременно подачей управляющих сигналов на их управляющие входы.

Формирователь 6 фазового дрожа- ния представляет собой один или несколько регенераторов, включенных

последовательно через искусственные линии, цепи выделения тактовой частоты в которых должны быть низкодобротными, обеспечивающими образование фазового дрожания в сигнале, поступающем на вход формирователя 6 фазового дрожания.

Сигнал, подверженный фазовому дрожанию,, с выхода первого коммутатора 7 поступает на информационный

вход первой управляемой линии 8 задержки и на вход блока 1 преобразования сигнала. Блок 1 преобразования сигнала обеспечивает требуемое

3

входное сопротивление, усиление сигнала, а в случае использования однополярных сигналов - преобразование их в двухполярные. Далее сигнал подается на вьшрямитель 2, где он из квазитроичного преобразуется в однополярную последовательност (фиг. 3,6), в результате чего в его спектре появляется составляющая так.товой частоты. Из зтой импульсной последовательности осуществляется выделение тактовой частоты в вьще- литёле 3 тактовой частоты, выходной сигнал которого (фиг. 3,в) подвержен фазовому дрожанию.

Вьщеление низкочастотной огибающей фазового дрожания осуществляется с помощью частотного детектора 4 и интегратора 5. Сигнал низкочастотной огибающей фазового дрожания Гфиг. 3,г) подается затем на второй

.информационный вход, второго коммутатора 9 и вход усилителя 10, выход которого соединен с первьм информационным входом второго коммутатора 9

Сигнал низкочастотной огибающей фазового дрожания с выхода второго коммутатора 9, пройдя через блок 20 амплитудно-частотной коррекции, поступает на управляющий вход первой управляемой линии 8 задержки. При отсутствии фазового дрожания во входном сигнале последний, проходя через первую управляемую линию 8 задержки в канал связи, задерживается в ней на постоянную величину ц под действием постоянного напряжения, подаваемого на управляющий вход первой управляемой линии 8 задержки. Появление фазового дрожайия во входном сигнале вызывает появление огибающей фазового дрожания на выходе интегратора 5, которая, пройдя через второй коммутатор, 9 (а в режиме компен саций фазового дрожания путем создания компенсирующего фазового дрожания на передающей стороне цифрового линейного тракта - и через усилитель 10), поступает на блок 20 амплитудно-частотной коррек- ции, а с его выхода - на управляющий вход первой управляемой линии 8 задержки.. Под действием этого переменного напряжения U сигнал задерживается в первой управляемой линии.В задержки на величинуcji ± u(j(Up). При этом uq (и ) «р любой момент времени имеет противоположный знак приращения по отношению

10

15

20

J8482

к фазовому дрожанию в сигнале на информационном входе первой управляемой линии 8 задержки. При одинаковых и противоположно направлен- , ных приращениях фазы лц (U ) сигнала в первой управляемой линии 8 задержки фазовое дрожание оказывается подавленным.

В режиме компенсации фазового дрожания путем создания компенсирующего фазового дрожания на передающей стороне цифрового линейного тракта амплитуда низкочастотной огибающей фазового дрожания увеличивается в усилителе 10, вследствие чего возрастает размах фазового дро жания в сигнале на выходе .первой управляемой линии 8 задержки по сравнению с размахом фазового дрожания сигнала на ее входе. Сигнал с компенсирующим фазовым дрожанием с выхода первой, управляемой линии 8 задержки поступает в канал связи (цифровой линейный тракт), со- 25 держащий цепочку регенераторов, в результате чего осуществляется компенсация систематического фазового дрожания, возникающего в регенераторах.

Подавление фазового дрожания возможно лишь при условии вдентич- ности форм энергетических спектров подавляемого и подавляющего процессов и отсутствия постоянного временного сдвига мелщу ними. В противном случае вместо подавления фазового дрожания может произойти его усиление, а при создании компенсирующего фазового дрожания происходит сильное искажение его спектра, что приводит к неполному подавлению фазового дрожания. Для ис- ключе.ния этих искажений служат блок 20 амплитудно-частотной коррекции, вторая управляемая линия 19 задержки, дополнительный блок 11 преобразования сигнала, дополнительный выпрямитель 12, дополнительный выделитель 13 тактовой ча- ст.оты, фазовый детектор .14, фильтр 15 нижних частот, первый анализатор I6 сдвига фаз, блок 17 вычитания и второй анализатор 18 сдвига фаз. .

Блок 20 амплитудно-частотной 55 коррекции устраняет отхшчие спект;;; ров подавляемого и подавляющего процессов. Вторая управляемая линия 19 задержки устраняет постоянный

30

35

40

45

50

временной сдвиг между подавляемым и подавляющим процессами. Отличие плектров возникает вследствие ам- плитудно-частотнык искажений, вносимых блоком 1 преобразования сигнала, выпрямителем 2, вьщелителем 3 тактовой частоты, частотным детектором 4, интегратором 5 и первой управляемой линией 8 задержки в выделяемую огибающую фазового дрожания. Постоянный временной сдвиг между частотными составляющими спекров подавляемого и подавляющего процессов возникает главньм образом вследствие задержки сигнала в первой управляемой линии 8 задержки с учетом воздействующих на нее различных дестабилизирующих факторов. ,

Выделение управляющих сигналов для блока 20 амплитудно-частотной коррекции и второй управляемой линии 19 задержки осуществляется следующим образом.

Сигнал с выхода первой управляемой линии 8 задержки поступает на вход дополнительного блока 11 преобразования сигнала и далее на последовательно соединенные дополнительный выпрямитель 12 и дополнительный выделитель 13 тактовой частоты, которые аналогичны соответ-: ственно блоку 1 преобразования сигнала , выпрямителю 2 и выделителю 3 тактовой частоты. Сигнал с фазовьм дрожанием с выхода дополнительного вьщелителя 13 тактовой частоты (фиг.3,д) поступает на первый вход фазового 14 детектора, на второй, вход которого подается сигнал с выхода выделителя 3, тактовой частоты (фиг. 3,в). Сигнал с выхода фазового детектора 14 (фиг. 3,ж) поступает на фильтр нижних частот, в котором выделяется огибающая фазового дрожания. Аналоговый сигнал с выхода фильтра 15 нижних частот /фиг. 3,э) подается на первые входы первого 16 (фиг. 2) и второго 18 анализаторов сдвига фаз, на вторые входы которых поступает .сигнал с выхода второго коммутатора 9 (фиг. 3,г). Первый анализатор 16 сдвига фаз работает в области высоких частот огибающей фазового дрожания,, а второй - в области низких частот огибающей фазового дрожания.. Отличие второго анализатора

0

5

0

5

18 сдвига фаз от первого 16 состоит- в использовании фильтров нижних частот вместо первого 21 и второго 5 22 фильтров верхних частот (фиг.2).

Величина сигналов на выходах первого 16 и второго 18 анализаторов .сдвига фаз пропорциональна величине сдвига частотных составляющих спектров соответственно в области высоких и низких частот огибающей фазового дрожания. Если огибающая фазового дрожания сигнала, поступающего на информационный вход первой управляемой линии 8 задерж-- ки, и огибающая фазового дрожания, выделенная из данного сигнала и подаваемая на ее управляющий вход, имеют отличия в высокочастотной области 1гпектра, но не имеют постоянного временного сдвига, то управля-- ющий сигнал вырабатывается лишь на выходе первого анализатора 16 сдвига фаз. Если же между данными огибающими фазового дрожания существует только постоянный временной сдвиг, а спектры их одинаковы, то на выходах первого 16 и второго 18 анализаторов сдвига фаз появляются ложные управляющие сигналы, для исключения которых используется блок 17 вычитания. Если одновременно с постоянным временным сдвигом между указанными огибающими фазового дрожания имеет место отличие их энергетических спектров, то сигнал на первом входе блока 17 вычитания превышает сигнал на его втором входе (или наоборот), в результате чего на выходе блока 17 вычитания появляется управляющий сигнал.

Управляющий сигнал с выхода блока 17 вычитания поступает на управляющий вход блока 20 амплитудно-частотной коррекции, в котором осуществляется амплитудно-частотная коррекция энергетического спектра подавляющего управляющего сигнала, подаваемого на управляющий вход первой управляемой линии 8 задержки. При работе в режиме компенсации фазового дрожания путем создания компенсирующего фазового дрожания на передающей стороне цифрового линейного тракта в блоке 20 амплитудно-частотной коррекции предварительно задается форма энергетического спектра в зависимости

0

5

0

5

от количества регенераторов, вклю- чанных в линейном тракте после устройства для подавления фазовог дрожания, и ширины спектра фазового дрожания, возникающего в регенераторах.

Формула изобретени

Устройство для подавления фазового дрожания, содержащее последовательно соединенные блок преобразования сигнала, выпрямитель и вьделитель тактовой частоты, последовательно соединенные частотный детектор и интегратор, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности подавления фазового дрожания, в него введены последовательно соединенные формирователь фазового дрожания, первый коммутатор, первая управляемая линия задержки, дополнительный блок преобразования сигнала, дополнительный выпрямитель, дополнительный вьщелитель тактовой частоты, фазовый детектор, фильтр нижних частот, первый анализатор сдвига фаз и блок вычитания, последовательно соединенные усилитель, второй коммутатор и блок амплитудно-частотной коррекции, последовательно соединенные второй анализатор сдвига фаз и вторая управляемая линия задержки, при зтом

выход первого коммутатора подсоединен к входу блока преобразования сигнала, выход выделителя так5 товой частоты подсоединен к второму входу фазового детектора и к информационному входу второй управляемой линии задержки, выход которой подсоединен к входу частотно0 го детектора, первый вход второго анализатора сдвига фаз подключен к выходу фильтра нижних частот, выход интегратора подсоединен к входу усилителя и к второму ин5 формационному входу второго коммутатора, выход которого подсоединен к информационному входу блока амплитудно-частотной коррекции и к вторым входам первого анализатора .

0 сдвига фаз и второго анализатора сдвига фаз, выход которого подсоединен к второму входу блока вычитания, выход блока вычитания подсоединен к управлякщему входу блока

5 амплитудно-частотной коррекции, вход формирователя фазового дрожания подключен к второму информационному входу первого коммутатора, причем второй информационный и уп0 равляющий входы первого коммутатора и управляющий вход второго коммутатора являются соответствено информационным, первым и вторьм управляющими входами устройства, а выход 5 первой управляемой линии задержки является выходом устройства.

и

И-п-п

.1-П-П П П П П л П П

Я-П П П П П П П П

П I о л JJLJLLl

П

i

LJ П П

t f

П П

фие.З

Изобретение может быть использовано в цифровых системах связи для подавления фазового дрожания (ПФД). Повышается точность ПФД. ПФД возможно при условии идентичности форм знергетическнх спектров подавляемого и подавлякяцего процессов и отсутствия постоянного временного сдвига. В противном случае; может произойти усиление ПФД, а при создании компенсирующего фазового дрожания произойдет сильное искажение его спектра, что приведет к неполному ПФД. Для исключения этих искажений СЛУ31МТ блок амплитудно-частотной коррекции. БАЧК) 20 вторая управляемая линия задержки 19, дополнительный блок преобразования сигнала II, дополнительный выпрямитель I 2, допол7{ительный вьщели- тепь тактовой частоты 13, фазовый детектор 14, фильтр НЧ 15, первый анализатор сдвига фаз 16, блок вычитания (вв) 17 h второй анализатор сдвига фаз 18. Управляющий сигнал с выхода ЕВ 17 поступает на управля- кяций вход БАЧК 20, где происходит коррекция энергетического спектра подавляющего -управлякхцего сигнала, подаваемого с первой, управляемой