Устройство тактовой синхронизации Советский патент 1990 года по МПК H04L7/02 

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано в демодуляторах систем передачи данных с фазовой и амплитудно-фазовой модуляцией.

Целью изобретения является увеличение помехоустойчивости синхронизации при повышении кратности входных сигналов с фазовой и амплитудно-фазовой модуляцией.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема устройства тактовой синхронизации,- на фиг.2 - временные диаграммы сигналов, поясняющие работу устройства тактовой синхронизации.

Устройство тактовой синхронизации содержит первый 1 и второй 2 каналы формирования синхронизирующего сигнала, накопительной сумматор 3, управляемый генератор 4 и формирователь 5 последовательностей управляющих импульсов.

Первый 1 и второй 2 каналы формирования синхронизирующего сигнала содержат аналого-цифровые преобразователи (АЦП) 6, цифровые фильтры 7, регистры 8 сдвига, дополнительные регистры 9 сдвига, инверторы 10, сумматоры 11, умножитель 12, первый дополнительный сумматор 13, дополнительный умножитель 14, первый 15 и второй 16 компараторы, второй дополнительный сумматор 17.

Устройство тактовой синхронизации работает следующим образом.

Принимаемый дискретный сигнал с фазовой или амплитудно-фазовой модуляцией произвольной кратности с выходов демодулятора в виде синфазной и квадратурной компонент поступает на первый и второй входы устройства тактовой синхронизации. Синфазная и квадратурная компоненты входного сигнала поступают соответственно на информационные входы АЦП 6 первого и второго каналов (фиг.1), которые синхронизируются колебанием, вырабатываемым в формирователе 5 из тактового ко- лебания, поступающего с выхода

Т

управляемого генератора 4. С выхода АЦП 6 первого 1 и второго 2 каналов сигнал поступает (по п-разрядной шине) на цифровые фильтры 7, в которых подавляются внепо5 лосные шумы и помехи от соседних каналов Число п выбирается из соображений необходимого числа уровней квантования. С вы- хода цифрового фильтра 7 сигнал поступает по п-разрядной шине на регистр 8, дополни10 тельный регистр 9 (п-разрядные) и первый дополнительный суматор 13.

Ошибка тактового колебания вычисляется на основе отсчетов сигналов, прошедших через цифровые фильтры 7 первого

15 канала 1 (синфазного) Uic, U2c, Узс и второго канала 2 (квадратурного) UIK, U2K, Озк. Отсчеты сигнала Uic, Uc(ti), U-IK UK(ti); U2c

Uc(ti + ); U2K UK (t1 + Ь ). U3

20 Uc(ti+Tc), где Те - длительность принимаемых посылок (фиг. 2а). Выделение ошибки фазы тактового колебания основано на анализе отсчетов принимаемых сигналов в первом 1 и втором 2 каналах. При условии, что

25 устройство тактовой синхронизации находится в состоянии синхронизма, моменты времени ti и ti+Tc приходятся на середины соседних посылок, а моменты времени ti +

30 Т границу посылок. Если отсчеты соседних посылок различны, то изменение сигнала при переходе от одной посылки к другой можно аппроксимировать прямой. Однако величина расстройки по времени 5 тмежду вырабатываемым тактовым колебанием и требуемым для приема сигналов не будет прямо пропорциональна абсолютной величине отсчета U2c а первом канале 1 или U2K во втором канале 2, поскольку при при- еме АФМ и ФМ сигналов произвольной кратности при условии г 0значение и2сможет быть равно нулю только в случае, когда Uic -изс, а U2K - в случае, когда Uu -изк. Для вычисления сигналов ошибки фазы тактово О

го колебания ЕС ( г ) и Ск ( г ) необходимо в случаях, когда и Uu -изк, отличие U2c от + изс ии2кот и1к + изк.

Для этого определяется среднее значение отсчетов и 1с и Узс в первом канале 1

+ ,

а также среднее значение отсчетов Uin и Узк во втором канале 2

5к и1к+изк - -.

Эти операции в первом 1 и во втором 2 каналах выполняют первые дополнительные сумматоры 13 и дополнительные умножители 14, на вторые входы которых поступают сигналы, соответствующие константе -1 /2. Перечисленные отсчеты сигналов в первом 1 и втором 2 каналах определяяются следующим образом:

Uic Uic-Sc;UiK UiK-SK;

U2c U2c - Sc; U2K U2K - SK,изс изс - So; изк изк - SK. Поскольку принимаемые сигналы и в первом 1 и втором 2 каналах вблизи границ посылок можно аппроксимировать прямой, то абсолютная величина расстройки по времени г между подстраиваемым тактовым колебанием и требуемым колебанием прямо пропорциональна абсолютной величине видоизмененных отсчетов U2c в первом канале 1 и U2K во втором канале 2, При U2c U2K О г 0. Определение абсолютной величины и знака ошибки в первом канале 1 производится на основе Die, Узс следующим образом:

ec(r) U2 c- signuTc-sign изс,а бо втором канале 2 - на основе UIK. U2K. изк .

к(г) и2к- slgnUtK-sIgn USK.

Поскольку для вычисления с (т) и (т) необходимы только знаки Uic, изс, Uu и изк , то операции вычитания из отсчетов Uic, изс величины Sc, а из UIK, U2K величины SK сводятся к операциям сравнения величин Uic и So в первом компараторе 15, изс и Sc - во втором компараторе 16 первого канала 1, UiK и SK - в первом компараторе 15 и изк и SK во втором компараторе 16 второго канала 2. Операцию sign Uic - sign U2c выполняют инвертор 10 и сумматор 11 пер- вог§ канала 1, а операцию sign Uu - sign изк выпoлняюf инвертор 10 и сумматор 11 второго 2. Операции Uac sign -slgn изк и U2K sign Uic - sign изк выполняют умножители 12 соответственно первого 1 и второго 2 каналов.

С выходов умножителей 12 первого 1 и второго 2 каналов сигналы с(т)иек(г) поступают на первый и второй входы накопительного сумматора 3. где они суммируются

5 друг с другом и суммируются с сигналами ошибок, вычисляемыми на основе предыдущих посылок, в результате чего усредняется действие шумов, и, если абсолютная величина, накопленная в накопительном сумматоре

0 3, превысит определенный установленный порог, то управляемый генератор 4 подстраивается на заданный временной шаг с целью увеличения или уменьшения фазы тактового коле.бания в зависимости от знака величины,

5 накопленной в накопительном сумматоре 3, который после подстройки обнуляется. С выхода управляемого генератора 4 подстраиваемое тактовое колебание (фиг. 26) поступает на вход формирователя 5, в котором выраба0 тываются импульсы для синхронизации работы устройства тактовой синхронизации.

Формула изобретения Устройство тактовой синхронизации, 25 содержащее последовательно соединенные первый канал формирования синхронизирующего сигнала, накопительный сумматор, управляемый генератор и формирователь последовательностей управляющих им0 пульсов, а также второй канал формирования синхронизирующего сигнала, выход которого подсоединен к второму входу накопительного сумматора, первый, второй и третий выходы формирователя последова5 тельностей управляющих импульсов подсоединены соответственно к обьединенным первым тактовым входам и обьединенным вторым тактовым входам первого и второго каналов формирования синхронизирующе0 го сигнала и тактовому входу накопительного сумматора, причем информационные входы первого и второго каналов формирования синхронизирующего сигнала являются соответственно первым и вторым

5 входами устройства, а первый и второй каналы формирования синхронизирующего сигнала содержат последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, цифровой фильтр и регистр сдвига,

0 последовательно соединенные сумматор и умножитель, при этом информационный вход аналого-цифрового преобразователя, тактовые входы аналого-цифрового преобразователя и цифрового фильтра, тактовый

5 вход регистра сдвига и выход умножителя являются соответственно информационным входом, первым и вторым тактовыми входами и выходом первого и второго каналов формирования синхронизирующего сигнала, отличающееся тем, что, с целью увеличения помехоустойчивости синхронизации при повышении кратности входных сигналов с фазовой и амплитудно-фазовой модуляцией, дополнительные тактовые входы первого и второго каналов формирования синхронизирующего сигнала подключены к третьему выходу формирователя последовательностей управляющих импульсов, а в первый и второй каналы форми- рования синхронизирующего сигнала введены последовательно соединенные дополнительный регистр сдвига, первый дополнительный сумматор, дополнительный умножитель и первый компаратор, выход которого подсоединен к первому входу сумматора, последовательно соединенные второй компаратор и инвертор, выход которого подсоединен к второму входу сумматора, а также второй дополнительный сумматор,

при зтом выход цифрового фильтра подсоединен к информационному входу дополнительного регистра сдвига и вторым входам первого компаратора и первого дополнительного сумматора, выход регистра сдвига подсоединен к первому входу второго дополнительного сумматора, выход которого подсоединен к второму входу умножителя, выход дополнительного регистра сдвига подсоединен к первому входу второго компаратора, второй вход которого объединен с -вторым входом второго дополнительного сумматора и подключен к выходу дополнительного умножителя, причем тактовый вход дополнительного регистра сдвига и второй вход дополнительного умножителя являются соответственно дополнительным тактовым входом и входом сигнала константы первого и второго каналов формирования синхронизирующего сигнала.

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано в демодуляторах систем передачи данных с фазовой и амплитудно-фазовой модуляцией. Целью изобретения является увеличение помехоустойчивости синхронизации при повышении кратности входных сигналов с фазовой и амплитудно-фазовой модуляцией. Устройство содержит каналы 1 и 2 формирования синхронизирующего сигнала, накопительный сумматор 3, управляемый генератор 4 и формирователь 5 последовательностей управляющих импульсов. Каналы 1 и 2 содержат аналого-цифровые преобразователи (АЦП) 6, цифровые фильтры 7, регистры 8 и 9 сдвига, инверторы 10, сумматоры 11, умножители 12 и 14, сумматоры 13 и 17, компараторы 15 и 16. Синфазная и квадратурная компоненты входного сигнала поступают соответственно на АЦП 6 каналов 1 и 2, которые синхронизируются формирователем 5. В цифровых фильтрах 7 подавляются внеполосные шумы и помехи от соседних каналов. Ошибка тактового колебания вычисляется на основе отсчетов сигналов, прошедших через цифровые фильтры 7. Определение абсолютной величины и знака ошибки производится в компараторах 15 и 16, инверторах 10 и сумматорах 11 каналов 1 и 2. С умножителей 12 сигналы поступают на накопительный сумматор 3, в котором производится усреднение действия шума. В зависимости от значения сигнала сумматора 3 подстраивается генератор 4. 2 ил.

Ur(t}

Фиг. г