Анализатор кодовых последовательностей импульсов Советский патент 1987 года по МПК H03M7/00 

11305868

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, может быть использовано в аппаратуре, контролирующей средства передачи и обработки

информации, и является усовершенство- j ни эквивалентны и информацию с коррекШ

ванием анализатора по авт.св. № 1238243.

Цельизобретения - повышение досто верности анализа и быстродействия анализатора.

На фиг. I представлена блок-схема анализатора кодовых последовательностей импульсов; на фиг. 2-4 - функциональные схемы блока цифроаналогового преобразования, стробоскопического преобразователя и входного блока;, на фиг. 5 и 6 - временные диаграммь; работы анализатора.

Анализатор кодовых последова,тель- ностей импульсов содержит формирова- 0 валов тель 1 стробирующего сигнала, стробоскопический преобразователь 2, блок 3 управления, формирователь 4 тактовых

тности импульсной последовательности можно получить, используя способ определения достоверности передачи, выбирая рая значения сигнала в момент времени i(,

t; t -ь ,

где п 0,1,2,.,«,, Т - период тактовой частоты.

В качестве эталонной импульсной последовательности используются псевдослучайные последовательности (М-по- следовательности), обладающие следующим свойством: выбор из М-последова- тельности значений сигнала, отстоящих друг от друга на 2 Т тактовых интердает М-последовательность, период тактовой частоты которой ,

Таким образом, можно трансформировать высокочастотный сигнал в низко- сигналов входной блок 5, блок 6 вре- частотную область и оценивать досто- менного сдвига, выделитель 7 ошибок, верность передачи на низкой частоте.

программный блок 8, блок 9 мультиплексирования, счетчик 10 ошибок, шину 11 данных, шину 12 синхронизации и адресную шину 13. На фиг. 1

обозначены также информационный 14 и тактовый 15 входы и входы 16 управ ления.

Формирователь 1 стробирующего сигнала (фиг. 2) включает в себя дешифратор 17, регистр 18 и цифроаналого- вый преобразователь (ЦАП) 19. На фиг. 2 обозначены входы 20 данных, входы 21 синхронизации, адресные входы 22 и выход 23.

Стробоскопический преобразователь 2 (фиг. 3) выполнен на смесителе 24, усилителе 25, формирователе 26 и генераторе- 27 строб-импульсов. На фиг. 3 обозначены информаци- онный 28 и управляющий 28 входы, вход 30 стробирования и выход 31.

Входной блок 5 (фиг, 4) выполнен на компараторе 32, триггерах 33-35, элементе НЕ 36, дешифраторе 37 и регистре 38. На фиг. 4 обозначены информационный 39 и тактовый 40 входы входы 41 данных, входы 42 синхрони

сгъ U t, где U t - длительность строб-импульса

зации, адресные входы 43, первьш 44

и второй 45 выходы.

Шина 1 1 данных является двунаправ- и за время и t амплитуда исследуё Мого сигнала постоянна и равна S(jtj), а строб-импульс аналитически может

ленной.

Анализатор кодовых последовательностей импульсов предназначен для опбыть аппроксимирован

ределения достоверности передачи информации при условии, что помехи в линии связи или четырехполюсники стационарны. Тогда все промежутки време

0 валов

тности импульсной последовательности можно получить, используя способ определения достоверности передачи, выбирая рая значения сигнала в момент времени i(,

t; t -ь ,

где п 0,1,2,.,«,, Т - период тактовой частоты.

В качестве эталонной импульсной последовательности используются псевдослучайные последовательности (М-по- следовательности), обладающие следующим свойством: выбор из М-последова- тельности значений сигнала, отстоящих друг от друга на 2 Т тактовых интер0

5

0

0

Дпя трансформации импульсного сигнала в низкочастотную область используется стробоскопический преобразователь 2, управляем1,1й формирователем 1 , что позволяет достичь предельных тактовых частот.

Допускают, что на выходе формирователя 1 формируется по заранее заданной программе напряжение

U; i uU + и„, (1)

где i 0,1п;

ди - величина минимального приращения ЦАП.

При напряжении U U,- в цепи обратной связи преобразователя 2 в нем формируются короткие импульсы, с помощью которых считываются значения исследуемой последовательности в моменты времени

t tj + kX, (2) где tj t + jut-;

j 0,1,2,.,.,m; u C - величина минимального приращения задержки блока 6,

Допускают, что 1а;лительность единичного импульса 13 ;-;сследуемой последовательности

сгъ U t, где U t - длительность строб-импульса.

быть аппроксимирован

ultl313058684

(i/2tUor , при -(/2tUo t и /2iUo

0 BO Всех остальных случаях.

Тогда приращение напряжения на 5 выходе СП

,„ - ,. „3

- (а;

А J

где R - суммарное сопротивление источника сигнала и смесительного диода; С - емкость нагрузки. Полоса пропускания f стробоскопического преобразователя определяется длительностью импульса At:

Г т,- Z ч Ч f - --А-- -

i t

поэтому с этой точки зрения целесо- образно увеличить Uj .

Кроме того, увеличение Uj приводи к уменьшению напряжениями и ухудшает соотношение сигнал/шум на входе входного блока 5. Поэтому перед изме рением необходимо определить оптимальные значения t:, U; , при которых собственные ошибки преобразователя 2 будут минимальны. Для этого приводят зависимости к нормированно- му виду

S(tj

Ui и, + i, f (6)

где tj t(,/bt; U./uU.

ед set, -f j),

i, U, + i, I

U,

Изменяя значения i и j, определяю за время измерения, равное, последовательность значений Зада- ваясь значением K,, определяют те значения i и j, при которых

Kjj К

мацс

(7)

Выбирают те значения i и j, которые удовлетворяют условию (7). До- пускают, что интервал значения j на отрезке равен

(i А ) - ijrtaK.I ifJJ5 L, JMaKc 2

а интервал значения i равен

макс

)

iMOJiiJl МИН.

2

СЭ)

5

O

5

О

5

0 5

При фиксированном значении j методами оптимизации, изменяя значения i, в результате обработки функциональной зависимости,

Kou,(i) f(i). (8) определяют Значения iopt Jopt определяют заранее заданное программным путем число итераций. Это приближение производят следующим образом,

Зададимся . , найденным по максимальной зоне i) , igj при j Jr, где К„(1) «апри- мер, Крц, 10. Затем при найденном значении iopt, определим ,- Этот процесс продолжается пока не найдено значение . J api удовлетворяющее условиям, заданным в алгоритме оптимизации, либо до заранее заданного числа приближений. Найденные значения i и j являются оптимальными.

Для поиска оптимальных значений может использоваться оптимизационный алгоритм Розенброка, сущность которого заключается в том, что ищутся коэффициенты а, b и с аппроксимирующей функции, например 1пКрщ а + + + с, таким образом, -чтобы отклонение ее значений от реально полученных бьшо минимальным. Так как время измерения значений К;; ограничено, то минимальное значение равно:

К

(9)

OU мин в где п - верхний предел значения числа ошибок при измеренном значении п 0; В - скорость передачи информации,

боды;

- время измерения. Поэтому, начиная с некоторых значений i и j, Кдц будет постоянной величиной. Аппроксимируя зависимости К от (i) и KOJ(J), ищут то значение ор1 и, котором будет минимальным. В реальной аппаратуре время определения оптимальных значений составляет 18 с при числе итераций, равном 100.

Анализатор кодовых последовательностей импульсов работает следующим образом.

М-последовательность поступает на информационный вход преобразователя 2 Тактовые сигналы частотой, в 2 раз ниже тактовой частоты М-последова- тельности, подаются либо от внешнего устройства, либо выделяют из преобразованного сигнала. Тактовые сигналы с выхода блока 4 подаются на блок 6 временного сдвига и на первый вход блока мультиплексирования ;щя определения тактовой частоты

F f/2.(10)

Сигналы с выхода блока 6 подаются на вход стробирования преобразователя 2. Б преобразователе (фиг, 3) на вход смесителя 24 поступают сигналы М-последовательности,(фиг. 5а ), а на вход генератора 27 строб-импульсов - тактовые сигналы (фиг , 5S ),

временное распределение которых опре- 20 DCS-триггер 35 по S-входу в единич- делено в процессе оптимизации. На конденсаторе С смесителя 24 формируется последовательность импульсов разбаланса, которая через усилитель 25 и формирователь 26 подается на входной блок 5 (фиг. 5 -г ,). Последовательность строб-импульсов показана на фиг. 5

Последовательность импульсов разбаланса, сформированная по длительности, поступает на компаратор 32 в блоке 5 (фиг. 6 .а), где нормализуется по амплитуде и форме к стандартным сигналам ЭСЛ логики (фиг. б и ),

Длительность импульсов разбаланса Ср ориентировочно равна 20-30 не, Тактовые сигналы, поступающие на тактовый вход входного блока 5 с частотой 1-2 МГц, инвертируются (фиг. б Ь ) что эквивалентно При скважности сигное состояние (фиг. 6 г ). Если через время о триггер 35 не перейдет в ну левое состояние, считают (фиг. ), что сигнала нет на выходе входного блока 5 и последовательность дефектна. Если сигнал есть, то определяют оы Управление регистром 38 осущест вляется при помогай дешифратора 37, который управляется от программного i блока 8 и синхронизирует прием или т выдачу информации при помощи сигналов синхронизации Чтение или Запись..

В формирователе 1 стробирующего

30

35

40

нала два равенству

сигнала в зависимости от кода сигнала управления с выхода регистра 18 на выходе ЦАП 19 формируется соответ ствующее ему постоянное напряжение. По адресным входам 22 выбирается код формирователя 1, который дешифрирует ся дешифратором 7 и по сигналу Запись в регистр 18 заносится информация по входам 20 данных.

U(t) U(t + Т /2), где Т - период тактового сигнала.

Благодаря инвертированию тактовые сигналы входного блока 5 задержаны относительно фронта сигнала на входе преобразователя 2 на величину задержки, ориентировочно равную Т/2. Задержка в цепях,строб-импульса и пресигнала в зависимости от кода сигна ла управления с выхода регистра 18 на выходе ЦАП 19 формируется соотве ствующее ему постоянное напряжение. По адресным входам 22 выбирается ко формирователя 1, который дешифрируе ся дешифратором 7 и по сигналу За пись в регистр 18 заносится инфор мация по входам 20 данных.

45 Таким образом., может быть достиг нута максимсшьная частота преобразо вателя 26 ГГц, так как стробировани производится в одной точке, за счет чего постоянная времени может быть

образователя 2 ориентировочно состав- уменьшена. При этом задается оптиляет 100 НС, следовательно, должно выполняться условие

т /2 Ь 100 НС + Ср

На максимальной частоте 2 МГц это условие выполняется 250 не s« 130 не.

Привязка тактовых и информационных сигналов осуществляется следующим образом.

2

я 3058686

Единичнь е импульсы разбаланса с выхода компаратора 32 устанавливают SCD-триггер 33 в единичное состояние (фиг. 6 ). С приходом на 5 С-вход тактового сигнала триггер 33 переводится в нулевое состояние (фиг. 6 -г ). Последовательность импульсов с выхода триггера 33 поступает на триггер 34, где каждый единичный импульс рас1Ш1{ряется по длительности, равной Т, и выдается на выделитель 7 ошибок (фиг. 6 9).

Триггер 35 предназначен для определения наличия сигнала на выходе триггера 33 в процессе адаптации и производит альтернативную оценку, есть или нет сигнал на выходе блока 5. Первоначально через двунаправленный регистр 38 устанавливается

Ю

15

20 DCS-триггер 35 по S-входу в единич-

ное состояние (фиг. 6 г ). Если через время о триггер 35 не перейдет в нулевое состояние, считают (фиг. ), что сигнала нет на выходе входного блока 5 и последовательность дефектна. Если сигнал есть, то определяют оы Управление регистром 38 осуществляется при помогай дешифратора 37, который управляется от программного i блока 8 и синхронизирует прием или т выдачу информации при помощи сигналов синхронизации Чтение или Запись..

В формирователе 1 стробирующего

30

35

40

сигнала в зависимости от кода сигнала управления с выхода регистра 18 на выходе ЦАП 19 формируется соответствующее ему постоянное напряжение. По адресным входам 22 выбирается код формирователя 1, который дешифрируется дешифратором 7 и по сигналу Запись в регистр 18 заносится информация по входам 20 данных.

45 Таким образом., может быть достигнута максимсшьная частота преобразователя 26 ГГц, так как стробирование производится в одной точке, за счет чего постоянная времени может быть

уменьшена. При этом задается опти55

мальный режим преобразования входного сигнала.

Формула изобретения.

1. Анализатор кодовых последовательностей импульсов по авт.св. № 1238243, отличающийся тем, что, с целью повьштения достовер71305868

ности анализа и быстродействия анализатора, в него введены стробоскопический преобразователь и формирователь стробирующего сигнала, выход которого соединен с управляющим входом стробоскопического преобразователя, выход которого соединен с информационным входом входного блока, вход синхронизации стробоскопического пре8

2. Анализатор по п. 1, о т л и - чающийся тем, что фо змирова- тель стробирующего сигнала выполнен на регистре, цифроанапоговом преобразователе и дешифраторе, выход которого соединен с управляющим входом регистра, выходы которого соединены с соответствующими входами цифроана- логового преобразователя, первые и

С,.ИНлУиж1И.,ЭС11Дг1гТ V- ..m.b.x ixv/1. - лл.

образователя подключен к выходу блока Овторые входы дешифратора являются со временного сдвига, входы данных,ответственно адресньми входами и вхо входы синхронизации и адресные вхо-дами синхронизации формирователя, ды формирователя стробирующего сигна-информационные входы регистра являла подключены к соответствующим шинамются,,входами данных формирователя, анализатора,информационный входстро- выход цифроаналогоного преоб- боскопического преобразователя явля-разователя является выходом фор- ется информационным входом анализатора.мирователя.

I, 1

8

2. Анализатор по п. 1, о т л и - чающийся тем, что фо змирова- тель стробирующего сигнала выполнен на регистре, цифроанапоговом преобразователе и дешифраторе, выход которого соединен с управляющим входом регистра, выходы которого соединены с соответствующими входами цифроана- логового преобразователя, первые и

20

Фиг. 2

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и является усовершенствованием устройства по авт.св. № 1238243. Его использование в аппаратуре контроля позволяет повысить достоверность анализа ; и быстродействие анализатора. Анализатор содержит входной блок 5, формирователь 4 тактовых сигналов, блок 6 временного сдвига,, вьщели-. тель 7 ошибок, счетчик 10 ошибок, блок 9 мультиплексирования, блок 3 управления и программный блок 8. Благодаря введению стробоскопического преобразователя 2 и формирователя 1 стробйрующего сигнала обеспечивается возможность работы преобразователя 2 в одной оптимально выбранной для каждого случая точке, что позволяет уменьшить постоянную времени, т.е. повысить быстродействие. 1 з.п. ф-лы, 6 ил. « оо 00. G5

28

Ое

ii

26

31

Фuz,Э

Фиъ.5

а i

Редактор А. Шандор Заказ 2304

Составитель О. Ревинский

Техред Н.Глущенко Корректор Е. Рошко

Тираж 901Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. .Проектная, 4

r

Фив. 6