Устройство для приема относительного биимпульсного сигнала Советский патент 1990 года по МПК H04L5/14 H04L7/02 

О

Изобретение относится к электросвязи. Цель изобретения - сокращение времени вхождения в синхронизм и контроля ошибок стробирования. Устройство содержит триггеры 1, 2 и 3, формирователь 4 импульсов, полосовой фильтр 5 с формирователем сигнала, делитель 6 частоты на два, инвертор 7, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8, 9, и 10 и счетный триггер 11. В устройстве на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10 формируется сигнал, состоящий из двух не совпадающих по времени последовательностей, символы которых имеют длительность в половину тактового интервала и чередуются. Первая из них характеризует информационное содержание передаваемого цифрового сигнала (но может искажаться ошибками), а вторая характеризует поток ошибок, возникающих во входном относительном биимпульсном сигнале. Эти последовательности поступают на триггер 11, причем одной ошибке во входном биимпульсном сигнале соответствует один переход из низкого уровня в высокий (и один переход из высокого уровня в низкий) выходного сигнала триггера 11. Цель достигается за счет обеспечения формирования сигналов ошибок с представлением ошибок в виде переходов из одного определенного уровня в другой. 3 ил.

Фиг.1

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано в цифровых системах передачи в качестве приемников субпервичных цифровых потоков.

Цель изобретения-сокращение време- ни вхождения в синхронизм и контроля ошибок стробирования.

На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 и 3 временные диаграммы, поясняющие его ра- боту.

Устройство содержит первый 1, второй 2 и третий 3 триггеры, формирователь 4 им- i пульсов, полосовой фильтр 5 с формирователем сигнала, делитель б частоты на два, ; ин вертор 7, первый 8 , второй 9 и третий 10 I элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. счетный ; триггер 11.

; Устройство работает следующим образом..

На вход устройства поступает относи- ; тельный биимпульсный сигнал (фиг. 2,3а), в котором на каждом тактовом интервале при- : сутствуют два импульса разного уровня с обя- зательным переходом от одного уровня к другому в середине тактового интервала, при- I чем при передаче 1 цифрового сигнала со- :храняется, а при передаче О изменяется последовательность чередования уровней I импульсов на очередном тактовом интервале I по сравнению с предыдущим. Таким образом, переходы на границах тактовых интервалов имеются при передаче 1 и отсутствуют при I передаче О. Под воздействием шумов и искажений при передаче по линии форма сиг- нала меняется и при приеме возникают цифровые ошибки стробирования, приводящие к нарушению структуры сигнала. Нару- :шения структуры в биимпульсном сигнале схематично представлены на фиг. 2,3а изме- нениями уровней на половине тактового интервала и обозначены крестами. Изменение уровня на половине тактового интервала соответствует одной ошибке стробирования.

Входной сигнал на фиг.2,3а поступает на вход формирователя 4 импульсов, преобразующего все переходы из одного уровня в другой в этом сигнале в последовательность импульсов (фиг.2,36). Из этой после- довательности полосовой фильтр 5 с формирователем сигнала вырабатывает сначала синусоидальный сигнал (фиг. 2,3а), а затем импульсный сигнал (фиг. 2,3г) удвоенной тактовой частоты. С помощю делите- ля 6 частоты на два вырабатывается восстановленный тактовый сигнал согласно Диаграмме фиг. 2д либо согласно диаграмме фиг.Зд и зависимости от начальных условий его работы,

Первый триггер 1 положительными фронтами восстановленного тактового сигнала стробирует входной относительный биимпульсный сигнал, в результате чего на его выходе образуется сигнал согласно диаграмме либо фиг. 2е, либо фиг. Зе. На выходе второго триггера 2 появляется такой же, но задержанный на один тактовый интервал сигнал (диаграммы фиг. 2,3ж соответственно). На выходе первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8, на входах которого действуют выходные сигналы первого 1 и второго 2 триггеров, вырабатывается восстановленный информационный сигнал согласно диаграмме фиг.2з либо фиг.Зз, при этом восстановление информационного сигнала не зависит от начальных условий работы делителя 6 частоты на два.

Ошибки в принимаемом относительном биимпульсном сигнале (обозначенные крестами на фиг. 2,3а) приводят к ошибкам длительностью втактовый интервал в выходных сигналах первого 1 и второго 2 триггеров и первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 (фиг. 2,3,е,ж,з), также обозначенным крестами. При этом, если ошибка в биимпульсном сигнале считывается положительным фронтом тактового сигнала (фиг. 2,3д) в первом триггере 1 (первая ошибка на диаграммах фиг.2 и вторая на фиг.З), то в восстановленном информационном сигнале (фиг. 2,3з} по- являются и ошибки на двух соседних тактовых интервалах. Если же ошибка в триггере 1 не считывается (вторая ошибка на диаграммах фиг.2 и первая на фиг.З), то в информационном сигнале (фиг. 2,3з) ошибки не возникают. Поскольку искажения в относительном биимпульсном сигнале возникают равновероятно и на первой, и на второй половинах тактового интервала (как соответственно первая и вторая ошибка, приведенная в сигнале (фиг. 2,За), то в среднем чис ло ошибок в принятом информационном сигнале (фиг. 2,3з) равно числу ошибок во входном сигнале (фиг. 2,За).

В третьем триггере 3 положительными фронтами проинвертированного в инверторе 7 тактового сигнала (фиг. 2,3и) стробиру- ется относительный биимпульсный сигнал (фиг. 2,3а) в моменты времени, сдвинутые относительно моментов стробирования первым триггером 1 на половину тактового интервала. В выходном сигнале третьего - триггера 3 (фиг. 2,3к) имеются ошибки, отмеченные крестами, вызванные искажениями в сигнале (фиг. 2,За). Выходные сигналы первого 1 и .третьего 3 триггеров (фиг. 2,3 е,к) поступают на входы третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10, который, суммируя эти сигналы по модулю два, фактически

сравнивает попарно значения соседних половин тактовых интервалов в сигнале (фиг. 2,3а). В результате сравнения на входе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10формируется сигнал (фиг. 2,3л), в котором при сов- падении уровней двух соседних половин тактовых интервалор в сигнале (фиг. 2,3а) устанавливается высокий уровень, а при несовпадении - низкий. Сигналы (фиг.2л и фиг. 3л) полностью аналогичны и одинаково сфазиро- ваны относительно сигнала (фиг. 2,3а). Структура сигнала (фиг. 2,3л) однозначно отражает структуру биимпульсного сигнала (фиг. 2,За).

При сравнении в третьем элементе ИС- КЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10 уровней по обе стороны от каждой границы тактовых интервалов входного биимпульсного сигнала (фиг. 2,За) в сигнале (фиг. 2,3л) формируется либо высокий, либо низкий уровень в зависимости от того, был переход на границе этих двух тактовых интервалов или нет, что, в свою очередь, зависит от передаваемой информации. Если передается символ 1, то в относительном биимпульсном сигна- ле переход на границе тактовых интервалов присутствует, и в сигнале (фиг. 2,3л) будет присутствовать низкий уровень и наоборот. В следующую половину тактового интервала элемент, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10 сравнивает значения двух половин внутри одного TaicTOBoro интервала биимпульсного сигнала (фиг. 2,3а). Если в биимпульсном сигнале не было ошибки, то эти две половины имеют обязательно разные уровни и в сигнале (фиг. 2,3л)обязатель- но формируется низкий уровень. Если же в сигнале (фиг. 2,3а) произошла ошибка, то она обязательно ведет к нарушению структуры относительного биимпульсного сигнала, а именно приводит к отсутствию обязательного перехода в середине тактового интервала. Это, в свою очередь, вызывает нарушение структуры сигнала (фиг. 2,3л): в нем вместо обязательного низкого уровня появится импульс высокого уровня, который свидетельствует об ошибке в биимпульсном сигнале. Все изменения в структуре сигнала (фиг. 2,3л), вызванные ошибками в биимпульсном сигнале (фиг.2,3а), отмечены крестами.

Таким образом, выходной сигнал треть- его элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10 (фиг. 2,3л) состоит из двух не совпадающих по времени последовательностей, символы которых имеют длительность в половину тактового интервала и чередуются: первая характеризует информационное содержание передаваемого цифрового сигнала (но может искажаться ошибками), вторая характеризует поток ошибок, возникающих в относительном биимпульсном сигнале.

Выходной сигнал третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10 подается на разрешающий вход счетного триггера 11.

На счетный вход счетного триггера 11 поступает тактовый сигнал (фиг.2,3д) через второй элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 (фиг. 2,3н), причем счетный триггер 11 переключается в момент поступления положительного фронта на его счетный вход, если в это время на его разрешающем входе присутствует импульс высокого уровня в сигнале (фиг. 2,3л).

Нормальные условия работы устройства характеризуются таким временным соотношением сигналов (фиг.2,3н) и (фиг. 2,3л), при котором положительный фронт в сигнале (фиг. 2,3н) появляется в момент времени, когда в сигнале (фиг. 2,3л) присутствует символ, характеризующий поток ошибок, а не в те моменты, которые соответствуют информационным символам в сигнале (фиг. 2,3л). При установившейся фазе тактового сигнала, показанной на диаграмме (фиг. 2д), это условие выполняется, когда на выходе счетного триггера 11 присутствует низкий уровень (фиг. 2м), а такторвый сигнал (фиг. 2д) проходит на его счетный вход через второй элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 без инверсии (фиг. 2н). По положительным фронтам сигнала (фиг. 2н) счетный триггер 11 обычно не переключается, поскольку в работоспособных линиях импульсы высокого уровня в сигнале (фиг. 2л), характеризующие ошибки, появляются сравнительно редко.

Если же в начале работы устройства при установившемся тактовом сигнале согласно диаграмме (фиг. 2д) на выходе счетного триггера 11 возник высокий уровень, то сигнал (фиг. 2д) проинвертируется во втором элементе ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 и один из положительных фронтов сигнала (фиг. 2н) на счетном входе счетного триггера 11 совпадает с первым же импульсом высокого уровня из информационной последовательности в сигнале (фиг. 2л) (при приходе первого символа О передаваемой информации). После этого на в.ыходе счетного триггера 11 установится низкий уровень согласно диаграмме (фиг. 2м).

Из нормального режима устройство может выйти только при появлении в сигнале (фиг. 2л) импульсов высокого уровня, характеризующих наличие ошибок, так как эти импульсы совпадают с положительными фронтами в сигнале (фиг. 2н) на счетном входе счетного триггера 11, что приводит к его переключению. После переключения на его выходе появляется высокий уровень, а сигнал (фиг. 2н) на его счетном входе инвертируется. TaKoi; сигнал (фиг. 2н) переключает счетный триггер 11 при появлении первого же импульса высокого уровня из информационной последовательности в сигнале (фиг. 2л) в исходное состояние. При этом на выходе счетного триггера 11 снова устанавливается низкий уровень (фиг.2м), тем самым устраняется инверсия тактового сигнала во втором элементе ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 (фиг 2н). Счетный триггер 11 оказывается подготовленным к восприятию следующего импульса из последовательности, характеризующей поток ошибок в сигнале (фиг. 2л).

Ошибка в относительном биимпульс- ном сигнале вызывает появление одного импульса высокого уровня в выходном сигнале счетного триггера 11 (фиг. 2м). Длительность этого импульса может быть разной в зависимости от времени появления Символа О в биимпульсном сигнале (фиг. 2а) после ошибки в нем.

.На временных диаграммах (фиг.З), наоборот, нормальные условия работы обеспечиваются наличием высокого уровня на выходе счетного триггера 11 (фиг. 3м) и инвертированием тактового сигнала (фиг. Зд) при его прохождении через второй элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 (фиг, Зн). Работа устройства в этом варианте фазирования аналогична рассмотренному варианту согласно диаграммам (фиг.2). Однако на выходе счетного триггера 11 ошибка в биимпульсном сигнале вызывает появление одного импульса низкого уровня (фиг. Зм), а не высокого, как в сигнале (фиг. 2м). Длительность этого импульса также различна по тем же причинам.

Общим для выходного сигнала счетного триггера 11 в двух рассмотренных вариантах (диаграммы фиг. 2м и Зм) является то, что в нем одной ошибке во входном биимпульсном сигнале (фиг. 2,3а) соответствует один переход из низкого уровня в высокий (и один переход из высокого уровня в низкий). Следовательно, выходной сигнал счетного триггера 11 является сигналом ошибок с представлением ошибок в виде переходов

из одного определенного уровня в другой. Представление ошибок в виде переходов приемлемо во многих случаях, поскольку счетчики ошибок, обрабатывающие сигнал

ошибок в измерителях коэффициента ошибок, имеют счетный вход и срабатывают по фронту сигнала. При необходимости переходы в сигнале ошибок можно преобразовать известными устройствами в импульсы

требуемой длительности.

Формула изобретения

Устройство для приема относительного биимпульсного сигнала, содержащее форми- 15 рователь импульсов, вход которого соединен с первым входом первого триггера и является входом устройства, выход второго триггера соединен с первым входом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого явля- 20 ется информационным выходом устройства, выход формирователя импульсов через последовательно соединенные полосовой фильтр с формирователем сигнала и делитель частоты на два соединен с вторым входом 25 первого триггера и первым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом счетного триггера, третий триггер, выход первого триггера соединен с первым входом третье- 30 го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени вхождения в синхронизм и контроля ошибок стробирования, введен инвертор, причем выход делителя частоты на два 5 через инвертор соединен с первым входом третьего триггера, второй вход которого является входом устройства, а выход соединен с вторым входом третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен 0 с первым входом счетного триггера, второй вход которого соединен с выходом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а выход является выходом ошибки устройства, выход первого триггера соединен с вторым входом 5 первогоэлементаИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИипер- вым входом второго триггера, второй вход которого соединен с выходом делителя частоты на два, являющимся тактовым выходом устройства.

« «Jo «Ъ Ъ Я IV) ц

сэ