Регенератор цифрового сигнала Советский патент 1986 года по МПК H03K5/00 

1

Изобретение относится к технике передачи цифровых (дискретных) сигналов но .пиниям связи и может быть использовано в качестве оконечных и промежуточных регенераторов линейного цифрового сигнала многоканальных систем передачи с импульс- но-кодовой или дельта-модуляцией.

Целью изобретения является увеличение номехоустойчивости регенератора за счет исключения влияния неонтимальности времени онробования и уменьшение влияния высокочастотных шумовых номех в точке решения регенератора.

На фиг. 1 показана функциональная схема регенератора; на фиг. 2 - временные диаграммы работы (или осн.иллограммы) на эпюрах напряжений.

Регенератор цифрового сигнала состоит из усилителя-корректора 1, устройства АРУ 2 в цепи обратной связи, анало1-овых ключей 3-6, интегратора 7, элемента 8 совпадения, первой 9 и второй 10 аналоговых ячеек памяти, вычитающего блока 11, усреднителя 12, управляемого генератора 13, фазовращателя 14, формирователя 15 короткого импульса, формирователя 16 порога, усреднителя 17 порога и формирователя 18 выходного сигнала.

Причем усилитель-корректор 1, устройство АРУ в цепи обратной связи 2, первый ключ 3, формирователь 16 порога, усреднитель 17 порога, интегратор 7, четвертый ключ 6, элемент совпадения 8, формирователь выходного сигнала 18 образуют канал регенерации цифрового сигнала, а второй 4 и третий 5 аналоговые ключи, аналоговые ячейки 9 и 10 памяи, вычитающий блок 11, усреднитель 12, управляемый генератор 13, фазоврап|атель 14 и формирователь 15 короткого импульса образуют устройство автоматического регулирвания фазы тактовых импульсов, выходы которого соединены с элементом 8 совпадения и с управляющим входом второго аналогового ключа 4.

При этом усилитель-корректор 1 с цепью АРУ 2 в обратной связи каскадно соединеь; с элементом 8 совпадения, выход которого соединен с входом формирователя 18 выходного сигнала, с управляюп1,им входом первого аналогового ключа 3, сигнальный вход которого соединен с первым входом элемента 8 совпадения, а выход через фор.миро- ватель 16 норога и усреднитель 17 порога еоединен с управляющим входогу цепи APi 2, а также регенератор цифрового сигнала содержит второй и третий аналоговые ключи 4 и 5, сигнальные входы которых соединены с выходом усилителя--корректора 1, а выходы соответственно через ячейки 9 к;1и 10 памяти соединены с входами вычитающего блока 11, выход которого через усреднитель 12 подключен к унравляющему входу управляемого генератора 13, прямой и инверсный выходы которого соответственно

Ь

0

соединены с управляюп1ими входами нары аналоговых ключей 4 и 5, и формирователь 5 короткого импульса соединен с вторым входом элемента 8 совпадения. Кроме того, 5 регенератор введены интегратор 7, четвертый аналоговый ключ 6 и фазовращатель :4 так, что вход интегратора 7 присоединен к выходу усилктеля-коррректора 1, а выход - к первому входу элемента совпадения 8 и сигнальным входам первого 3 и второго 4 аналоговых ключей, причем выход четвертого аналогового ключа 6 соединен с общей НИНОЙ, а управляющий вход к входу формирователя 15 короткого импуль са и выходу фазовращателя 14, вход которого соединен с нрямым выходом управляемого генератора 13.

Регенератор работает следующим обра30 М.

Откорректированный и усиленный сигнал

19(фиг. 2) с усилителя-корректора 1 (фиг. 1) поступает на вход интегратора 7, а также на входы аналоговых ключей 5 и 6. На у фавляющие входы ключей 4 и 5 поступают опорные импульсы

20и 21 (фиг. 2) с прямого и инверсно- : о выходов управляемого генератора 13. В результате на выходах ключей 4 и 5 фор.мируются импульсы 22 и 23 (средняя энергия), которые нри помощи аналоговых ячеек 9 и 10 памяти и вычитающего блока 1 i постоянно с)авниваются. При равенстве последовательностей 22 и 23 (средних энергий) в усреднитель 12 с выхода вычитаю- 11;,его блока 1 поступает «в среднем нулевой ГОК и выходное напряжение усреднителя 12 не из.меняет частоты управляемого генератора 13. Это состояние соответствует совпадению фронтов оп()рн1)1х и.мпульсов 20 и 21 с момента максимума информационных им- пу.льсов 19 (фиг. 2). В случае смещения фазы опорных импульсов 20 и 21 относи- е;1ьно информационных 9 средние значения энергии последовательностей 22 и 23 начнут различаться, это различие будет выделено вычитающим блоком 1 1 и через усред}п-1тель 12 изменит частоту управляемого |-енератора 13 так, чтобы фронты опорных импульсов 20 и 21 вновь совнали с

центрам - ИНфорМа 1ИОН Ь Х ИМ улЬСОВ 19.

Таким образом, работа схемы автонод- стгюйки фаз1э редлагаемого генератора 1 отекает также, как в устройстве-прототипе.

Импульсы 20 ис ользуются .тля форми- р() (с фор.мироватблЯ корот- ксчч) им ульса 15) и.мпульсов 26 (фи 1, 2). Им ульсь 24 и 26 ис ользуются для управления аналоговым ключем 6 и элемента 8 сов адения соответственно, которые входят в iiei) регенера 1ии , сигнала.

Цепь .ии работает следующим об5)азо.м.

Откорректированные имг ульсы ноступают на вход интегратора 7, который при помо- )ди четвертого ключа 6 включается ИМПУЛЬсами 20 на время 0,5 Тт, т.е. при наличии максимума принимаемой токовой посылки сигнала.

Таким образом, в результате интегрирования определяется средняя энергия посылки за время 0,5 Тт. В конце этого интер- вала производится опробование полученного результата путем подачи на второй вход элемента 8 совпадения коротких импульсов 26.

Таким образом, метод однократного от- счета принимаемого сигнала заменен методом накопления и анализа энергии каждой посылки. В результате устраняется зависимость отношения сигнал/помеха от фазового сдвига между моментом опробования и моментом максимума сигнала, что уменьшает зависимость помехоустойчивости регенератора от фазовых дрожаний и неточности работы схемы выделения тактовой частоты. Кроме того, на выходе интегратора 7 получается выигрыш в отношении сигнал/помеха, который тем больше, чем шире полоса частот помехи на входе интегратора. Напряжение порога формируется из средних зна чений единичных посылок информационного сигнала путем замыкания ключа 3 импульсами 27 (фиг. 2), поступающими с выхода элемента 8 совпадения. Импульсы 27 также управляют работой формирователя 18 выходного сигнала, выходной сигнал 28 которого поступает в линию.

Отношение сигнал/помеха на выходе интегратора 7 определяется по следуюш,ей формуле:

qsux 2TFqBx,

где qeux - отношение сигнал/помеха на выходе интегратора 7 или на входе схемы 8 совпадения;

Т - период интегрирования, ,5Тт;

F - ширина полосы частот помехи;

qex - отношение сигнал/помеха на входе интегратора 7 или на выходе усилителя-корректора 1.

Отсюда видно, что выигрыш, получаемый при интегрировании тем больше, чем шире полоса частот помехи на входе интегратора 7.

Таким образом, по сравнению с регенератором-прототипом предлагаемый регенератор уменьшает влияние неоптимальности времени опробования на помехоустойчивость регенерации; снижает влияние высокочастотных помех, присутствующих на выходе усилителя-корректора, на достоверность принятия решения в решающем устройстве; увеличивает точность выделения порогового уровня за счет уменьшения влияния высокочастотных помех на цепь формирования порога.

Указанные преимущества позволяют существенно увеличить помехоустойчивость предлагаемого устройства по сравнению с прототипом.

19

2Г

2

ЛГ

фиг 2

С ()ст;1витс.1Ь К- (л ров

Те.хрсл И. ВересКорректор В. Бутяга

Тираж 816Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж--35, Рауглская наб., д. 4/5

Филиал ПГШ «Патент, г. Ужг-ород, ул. Проектная, 4