Корректирующее устройство регенератора цифрового сигнала Советский патент 1991 года по МПК H04B3/04 

Вход

Выход

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано в регенераторах цифрового сигнала, работающих по симметричным кабельным линиям. Цель изобретения - увеличение точности коррекции при одновременном повышении отношения сигнал/шум на выходе регенратора цифрового сигнала при изменении длины участка регенерации. Корректирующее устройство содержит регулируемую искуственную линию 1, управляющий резистор 2, управляющий блок 3, блок 4 фильтрации, корректирующий усилитель 5 и пиковый детектор 6. Блоки 3 и 4 подключены в устройстве так, что при изменении длины участка регенерации ширина полосы пропускания блока 4 фильтрации устанавливается такой, чтобы обеспечивалось оптимальное соотношение между межсимвольной помехой и аддитивной смесью переходной помехи и теплового шума. 4 ил. Ј

I

п

О hO

о

OJ

ю а

Um

Фиг.1

Изобретени относится к электросвязи и может быть использовано в регенераторах цифровых сигналов, работающих по симметричным кабельным линиям.

Цель изобретения - увеличение точности коррекции при одновременном повышении отношения сигнал/шум на выходе корректирующего устройства регенератора цифрового сигнала при изменении длины участка регенерации.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема корректирующего устройства регенератора цифрового сигнала; на фиг. 2 - структурная схема блока фильтрации и электрическая схема управляющего блока; на фиг. 3 - электрическая схема звена блока фильтрации; на фиг. 4 - электрическая схема управляющего двухполюсного блока.

Корректирующее устройство регенератора цифрового сигнала содержит регулируемую искуственную линию 1, управляемый резистор 2, управляющий блок 3, блок 4 фильтрации, корректирующий усилитель 5, пиковый детектор 6. На фиг. 1 позициями 7 и 8 обозначен соответственно входной и выходной блоки регенератора цифрового сигнала.

Корректирующее устройство регенератора цифрового сигнала работает следующим образом.

Поступающая из кабельной линии аддитивная смесь полезного искаженного сигнала и переходной помехи последовательно проходит через входной блок 7 регенератора, регулируемую искусственную линию 1, блок 4 фильтрации и корректирующий усилитель 5. С выхода корректирующего усили- теля 5, который является выходом корректирующего устройства, эта смесь поступает на первые выходы пикового детек- тора 6 и выходного блока 8 регенератора. Напряжение на первом выходе пикового детектора 6 пропорционально напряжению сигнала на выходе корректирующего устройства. С помощью управляемого резисто- ра 2 изменяется ослабление регулируемой искусственное выравнивание электрической длины каждого участка регенерации. С помощью управляющего блок 3 изменяется ширина полосы пропускания блока 4 филь- грации, который осуществляет фильтрацию переходной помехи и теплового шума.

В исходном состоянии, например, когда сигнал на входе регенератора, а следовательно, на выходе корректирующего устройства регенератора отсутствует (генератор отключен от линии), под воздействие сигнала на первом выходе пикового детектора 6 устанавливается такое значение сопротивления управляемого резистора 2, при котором ослабление регулируемой искусственной линии 1 соответствует расчетному значению для максимальной длины участка регенерации, т.е. регулируемая искусственная линия 1 имеет минимальное ослабление. Напряжение с первого выхода пикового детектора 6 поступает также на вход управляющего блока 3 и далее на дополнительные выводы управляемых двухполюсников первой группы управляющих звеньев 3.1...3N управляющего блока (фиг. 2), а также через инвертор на операционном усилителе на управляющие выводы управляемых двухполюсников второй группы управляющих звеньев 3.1...3.N. В результате устанавливайся такие значения соротив- лений управляемых двухполюсников в управляющем блоке, при которых ширина полосы пропускания Af фильтрующих звеньев 4.1...4.N блока фильтрации соответствует расчетному значению для максимальной длины участка регенерации, т.е. значение Af минимально и равно Дтмин

При поступлении сигнала на вход корректирующего устройства, что соответствует уменьшению длины участка регенерации, на его выходе появляется сигнал, пропорциональный начально установленным минимальным значениям ослабления регулируемой искусственной линии 3 и ширины полосы пропускания блока фильтрации. В этом случае уровень сигнала на выходе корректирующего устройства, т.е. на входе пикового детектора 6, превышает номинальный. Поэтому под воздействием выходного сигнала пикового детектора 6 сопротивления управляемого резистора 2 и управляемых двухполюсников в управляющем блоке 3 изменяют так, что ослабление регулируемой искусственной линии 1 и ширина полосы пропускания блока 4 фильтрации увеличиваются. При этом за счет увеличения ослабления регулируемой искусственной линии 1 уровень на выходе устройства уменьшается. Расширение полосы пропускания блока 4 фильтрации приводит к уменьшению межсимвольной помехи и к увеличению переходной помехи теплового шума. Уровень сигнала на выходе устройства уменьшается до тех пор, пока он не при- близится к номинальному, а формы амплитудно-частотных характеристик регулируемой искусственной линии 1 и блока 4

фильтрации - к расчетным, при которых соотношение между межсимвольной помехой и смесью переходной помехи и теплового шума будет оптимальным, а помехоустойчивость регенератора - максимальной.

Работа устройства в случае увеличения длины участка регенерации начинается при уровне сигнала на его выходе, меньшем чем номинальный. Поэтому выходное напряжение пикового детектора 6 изменяет сопротивление управляемого резистора 2 и управляемых двухполюсников в управляющем блоке 3 (фиг. 2) так, чтобы ослабление регулируемой искусственной линии 3 и ширина полс;:ы пропускания блока 4 фильтрации уменьшались.. В результате уровень сигнала на выходе корректирующего устройства увеличивается. Как и в предыдущем случае, регулирование заканчивается тогда, когда уровень на выходе корректирующего устройства достигает номинального значения, а соотношение между помехами станет оп- тимапьным, что соответствует максимальному отношению сигнал/шум, т.е. максимальной помехоустойчивости регенератора цифрового сигнала.

Таким образом, ширина полосы пропускания блока 4 фильтрации зависит от длины участка регенерации. Причем для обеспечения оптимального соотношения между межсимвольной помехой и аддитивной смесью переходной помехи теплового шума при изменении длины участка регенерации в пределах 1Мин...1макс оптимальная ширина полосы пропускания блока 4 фильтрации должна находиться в обратной зависимости от длины I и изменяться от AfManc к AfMHH по закону

Af p(l){ B-A arctg d ( Но) Г,

где B,A,d,lo,m - положительные коэффициенты, значения которых приближенно равны1 в - макс мин .

г

VAЈ

2arctg (12 d/Oo ) d «0,1 Oo I0 3200; ,a значения AfMMHM AfMaKc примерно равны соответственно 0,9fo и 1,5f0, где а о - километриче- ское ослабление цепи передачи кабеля на полутактовой частоте f0 цифрового сигнала.

Указанную зависимость (l) обеспечивают блок 4 фильтрации (фиг. 2), выполненный в виде каскадного соединения N фильтрующих звеньев, управляющие входы которых подключены к выводам управляемых двухполюсников управляющего блока. Значения сопротивления управляемых двуполюсников зависят от напряжения, поступающих на их дополнительные входы через развязывающие RC-цепочки с входа и выхода инвертора на операционном

усилителе, а вход инвертора является входом управляющего блока. Пределы изменения ширины пропускания и коэффициент передачи фильтрующего звена нижних частот, структурная электрическая схема кото0 рого показана на фиг. 3, зависятот значений элементов R1, R2, С2 и пределов изменения параметра управляемых двухполюсников, подключенных к управляющему входу филь- рующего звена и шине Земля.

5Расчет элементов блока 4 фильтрации и

управляющего блока 3, обеспечивающих зависимость A f #() , может производиться в следующей последовательности. Рассчитываются элементы блока фильтра0 ции так, чтобы при изменении параметров управляемых двухполюсников в данных пределах ширина полосы пропускания блока фильтрации изменялась в пределах А Тмин ... Дгмакс Далее управляемые двух5 полюсники заменяются переменным элементом, например резистором Ra, если они выполнены на диодах (фиг. 4), и рассчитывается зависимость полосы пропускания блока фильтрации от величины сопротивления

0 Рд. После чего для длин участка регенерации с помощью переменного резистора Рд устанавливается оптимальная (соответствующая зависимости A f р( )j полоса пропускания блока фильтрации,

5 фиксируется значение резистора Рд и рассчитывается либо определяется опытным путем напряжение на выходе пикового детектора. В результате получают требуемую зависимость параметр (сопротивления) уп0 равляемого двухполюсника от напряжения на входе управляющего блока R уд гр ( U Вх.у ) которая обеспечивает оптимальную полосу пропускания блока фильтрации при изменении длины участка регенерации. Решая за5 дачу аппроксимации зависимости R уд -Ц ( U вх.у ) , определяют тип линейных элементов управляемого двухполюсника, величины управляющих напряжений, параметры инвертора в развязывающих це0 почках.

Формула изобретения Корректирующее устройство регенератора цифрового сигнала, содержащее регулируемую искусственную линию,

5

управляемый резистор, пиковый детектор и корректирующий усилитель, выход которого подключен к первому входу пикового детек-. тора, первый выход которого подключен через управляемый резистор к первому входу

регулируемой искусственной линии, второй вход которой является первым входом корректирующего устройства регенератора цифрового сигнала, вторым входом которого является вход опорного сигнала пикового детектора, второй выход которого является первым выходом корректирующего устройства регенератора цифрового сигнала, вторым выходом которого является выход корректирующего усилителя, отличающее- с я тем, что, с целью увеличения точности коррекции при одновременном повышении отношения сигнал/шум на выходе корректирующего устройства регенератора цифрового сигнала при изменении длины участка регенерации, вве ены блок фильтрации и управляющий блок, выходы которого подключены к управляющим входам блока фильтрации, вход которого соединен с выходом регулируемой искусственной линии, а выход подключен к входу корректирующего усилителя, вход управляющего блока соВход

0

единен L первым выходом пикового детектора, при этом ширина полосы пропускания Д f блока фильтрации изменяется в обратной зависимости от длины I участка регенерации в пределах Дтмин ... AfMai c по закону

Af { В-А arctg d (I-I0 ) Г . где В. A, d, 10 и m - положительные коэффициенты, приближенно равные

В

.VA

макс

ГЛ

VA

2arctg (12 d/оь ) ,1 Oo; I0 320o; m 2 а А/макс и AfMMH значения равны соответственно 0,9fo и 1,5fo, где а 0- километриче- ское ослабление цепи передачи кабеля на полутактовой частоте to цифрового сигнала.

8ыход

о

Фиг. 2

Г I

|

РЗ

ФигЗ

Т

Й---&+

, A.. AM|

%ar 4

сз

П

Выход

-

I

Jj