Регенератор цифрового сигнала Советский патент 1992 года по МПК H04J3/08 

Изобретение относится к технике электрической связи, а именно к регенераторам цифровых сигналов.

Известен регенератор цифрового сигнала, содержащий усилительныйхорректор, блок управления, формирователь управляющего напряжения, генератор, делитель частоты, управляемые фильтры, усилитель низкой частоты, сумматор, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, блок усреднения, компараторы, блоки совпадения, инвертор, реверсивный счетчик, цифро-аналоговый преобразователь, управляемый блок задержки, генератор импульсов и выходной блок, включенные между входной и выходной шинами.

Недостаток известного регенератора цифрового сигнала состоит в значительной сложности его конструкции.

, Известен также регенератор цифрового сигнала, содержащий входной трансформатор, выход которого подключен к информационному входу корректирующего усилителя, управляющие вход и выход и информационный выход которого соединены соответственно с выходом и входом блока автоматического регулирования усиления и с входом фазоинвертора, противофазные выходы которого подключены к входам первого и второго пороговых блоков, выходы которых соединены соответственно с информационными входами первого и второго восстановителей временных интервалов, генератор импульсов, три элемента И и преобразователь двоичного кода в код с чередующейся полярностью, выход которого является выходом регенератора, входом которого является вход входного трансформатора.

Недостаток известного регенератора цифрового сигнала состоит в малой помехоустойчивости из-за значительного влияния нестабильности сигнала тактовой частоты.

Цель изобретения - повышение помехо - устойчивости за счет уменьшения влияния нестабильности сигнала тактовой частоты.

С этой целью в регенератор цифрового сигнала, содержащий входной трансформаЁ

2

00

ю

4 Ы

тор, выход которого подключен к информационному входу корректирующего усилителя, управляющие вход и выход и информационный выход которого соединены соответственно с выходом и входом бло- ка автоматического регулирования усиления и с входом фазоинвертора, противофазные выходы которого подключены к входам первого и второго пороговых блоков, выходы которых соединены соответст- венно с информационными входами первого и второго восстановителей временных интервалов, генератор импульсов, три элемента И и преобразователь двоичного кода в код с чередующейся полярностью, выход которого является выходом регенератора, входом которого является вход входного трансформатора, введены два элемента ИЛИ, три формирователя импульсов и фазовый детектор, информационный и тактовый входы и выход которого соеди- нёны соответственно с выходом третьего формирователя импульсов, к входу которого подключен выход первого элемента ИЛИ, и с выходом и входом генератора импульсов, при этом выходы первого и второго пороговых блоков подключены соответственно к входам первого и второго формирователей импульсов и к первым входам первого и второго элементов И, вторые входы и выхо- ды которых соединены соответственно с выходами первого и второго формирователей импульсов и с входами первого элемента ИЛИ, а выход генератора импульсов подключен к управляющим входам первого и второго восстановителей временных интервалов, выходы которых соединены с входами второго элемента ИЛИ, и к первому входу третьего элемента И, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом второго элемента ИЛИ и с входом преобразователя двоичного кода в код с чередующейся полярностью.

На фиг,1 изображен один из возможных вариантов предлагаемого регенератора цифрового сигнала; на фиг.2 - временные диаграммы, характеризующие его работу.

Регенератор содержит входной трансформатор 1, выход которого подключен к информационному входу корректирующего усилителя 2, блок 3 автоматического регулирования усиления, фазоинвертор 4, представляющий собой элемент развязывания и инвертирования, первый и второй пороговые блоки 5 и 6, первый и второй восстано- вител.и 7 и 8 временных интервалов, генератор 9 импульсов, первый, второй и третий элементы И 10, 11 и 12 и преобразователь 13 двоичного кода в код с чередующейся полярностью. При этом выход

преобразователя 13 двоичного кода в код с чередующейся полярностью является выходом 14 регенератора, а вход входного трансформатора 1 - входом 15 регенератора.

В регенераторе управляющий вход и управляющий выход корректирующего усилителя 2 соединены соответственно с выходом и входом блока 3 автоматического регулирования усиления. Информационный выход корректирующего усилителя 2 соединен с входом фазоинвертора 4, противофазные выходы которого подключены к входам перг вого и второго пороговых блоков 5 и 6. Выходы первого и второго пороговых блоков соединены с информационными входами соответственно первого и второго восстановителей 7 и 8 временных интервалов.

Регенератор содержит также первый и второй элементы ИЛИ 16 и 17, первый, второй и третий формирователи 18, 19 и 20 и фазовый детектор 21, Информационный вход и тактовый вход фазового детектора 21 соединены с выходами соответственно третьего формирователя 20 импульсов и генератора 9 импульсов. При этом к входу третьего формирователя 20 импульсов подключен выход первого элемента ИЛИ 16, а выход фазового детектора 21 соединен с входом генератора 9 импульсов. Выходы первого и второго пороговых блоков 5 и 6 подключены к входам соответственно первого и второго формирователей 18 и 19 импульсов и к первым входам соответственно первого и второго элементов И 10 и 11. Вторые входы первогр и второго элементов И 10 и 11 соединены с выходами соответственно первого и второго формирователей 18 и 19 импульсов. Bbivoflbi первого и второго элементов И 10 и 11 соединены с входами первого элемента ИЛИ 16.

В регенераторе выход генератора 9 импульсов подключен к управляющим входам первого и второго восстановителей 7 и 8 временных интервалов и к первому входу третьего элемента И 12. При этом выходы первого и второго восстановителей 7 временных интервалов соединены с входами второго элемента ИЛИ 17, а второй вход третьего элемента И 12 - с выходом второго элемента ИЛИ 17. Выход третьего элемента И 12 соединен с входом преобразователя 6 двоичного кода в код с чередующейся полярностью.

Регенератор цифрового сигнала работает следующим образом.

Цифровой сигнал в виде кода с чередующейся полярностью импульсов (фиг.2а), вырабатываемый предшествующим регенератором или на станции, проходит через кабельную линию, не изображенную на чертеже, на вход 15 регенератора. С входа 15 регенератора цифровой сигнал, ослабленный и искаженный в этой кабельной линии, проходит через входной трансформатор 1 на информационный вход корректирующе- го усилителя 2 (фиг.26). Корректирующий усилитель 2 совместно с блоком 2 автоматического регулирования усиления обеспечивает усиление цифрового сигнала и выравнивание его амплитуды. Цифровой сигнал с информационного выхода корректирующего усилителя 2 (фиг.2в) подается на вход фазоинвертора 4, Фазоинвертор 4 формирует на его первом из противофазных выходов неинвертированный цифровой сигнал со смещением постоянной составляющей на величину порога (фиг.2г). Фйзо- инвертор 4 формирует кроме того на втором из его противофазных выходов инвертиро- ванный цифровой сигнал со смещением по- стоянной составляющей на величину порога (фиг.2д), С первого и с второго из противофазных выходов фазоинвертора 4 цифровые сигналы (фиг.2г,д) поступают на входы соответственно первого и второго порого- вых блоков 5 и 6, в которых происходит опознавание передаваемых кодовых символов, соответствующих импульсам и пробелам, входящим в состав импульсных последовательностей. Первый пороговый блок 5 формирует на выходе униполярную .последовательность импульсов (фиг.2е), соответствующую импульсам отрицательной полярности цифрового сигнала на выходе корректирующего усилителя 2 (фиг,2в). Вто- рой пороговый блок 6 формирует на его выходе униполярную последовательность импульсов (фиг.2ж), соответствующую импульсам положительной полярности цифрового сигнала (фиг.2в) на выходе хор- ректирующего усилителя 2.

Импульсные последовательности (фиг.2е,ж) с выходов первого и второго пороговых блоков 5 и 6 поступают на входы первого и второго формирователей 18 и 19 импульсов. Первый и второй формирователи 18 и 19 импульсов по передним фронтам поступающих на них импульсов вырабатывают импульсы, имеющие длительность, отношение которой к периоду тактовой частоты равно 1,5. Последовательности импульсов (фиг.2з,и) с выходов первого и второго формирователей 18 иг 19 импульсов подаются соответственно на первый и второй элементы И 10 и 11, на которые кроме того поступают последовательности импульсов (фиг.2ж,е) с выходов соответственно второго и первого пороговых блоков 6 и 5. Результаты перемножения с выхода первого элемента I/I 10 (фиг.2к) и с выхода второго элемента И 11 (фиг.2л) поступают на входы первого элемента ИЛИ 16, в котором производится их объединение. Объединенная последовательность импульсов (фиг.2м) с выхода первого элемента ИЛИ 16 подается на третий формирователь 20 импульсов. Третий формирователь 20 импульсов по переднему фронту каждого поступающего на него импульса вырабатывает импульс, длительность которого равна половине периода тактовой частоты. Последовательность импульсов (фиг,2н) с третьего формировате- ля 20 импульсов поступает на информационный вход фазового детектора 21, в котором происходит ее сравнивание по фазе с тактовой последовательностью импульсов (фиг. 2 о) с выхода генератора 9 импульсов. Благодаря этому осуществляется управление тактовой последовательностью импульсов генератора 9 импульсов.

Тактовая последовательность импульсов (фиг.2о) на выходе генератора 9 импульсов образуется после анализа приходящей последовательности импульсов и ее вычищения от сильно искаженных в процессе прохождения по кабельной линии импульсных посылок. Это осуществляется за счет перемножения в первом и втором элементах И 10 и 11 последовательностей импульсов второго и первого пороговых блоков 6 и 5 и последовательностей импульсов первого и второго формирователей 18 и 19 импульсов и сложения результатов перемножения на первом элементе И 16. В результате этого результирующая импульсная последовательность с выхода первого элемента И 16 (фиг.2м) не содержит импульсов, соответствующих первым импульсам в пачках импульсов первоначальной последовательности импульсов (фиг.2а), претерпевающим наибольшие фазовые искажения при -прохождении по кабельной линии. Исключение первых импульсов в пачках импульсов приводит к тому, что генератор 9 импульсов подстраивается только по моментам времени, соответствующим моментам появления фронтов всех, кроме первого импульсов пачек, так как с выхода третьего формирователя 20 импульсов на фазовый детектор 21 не поступают имгГульсы, соответствующие первьн , импульсам пачек импульсов цифрового сигнала.

Тактовая последовательность импульсов с выхода генератора 9 импульсов подается на первый и второй восстановители 7 и 8 временных интервалов, на которые подаются последовательности импульсов соответственно с первого и-второго пороговых блоков 5 и 6, Управление работой восстановителей 7 и 8 временных интервалов.рсуще- .

ствляется с помощью последовательности прямоугольных импульсов тактовой частоты, имеющих скважность, равную двум, и сдвинутых относительно приходящих импульсов на 90°. Восстановленные по вре- менному положению импульсные последовательности с выходов первого и второго восетано вителей 7 и 8 временных интервалов (фиг.2п,и фиг. 2 р) поступают на второй элемент ИЛИ 17, в котором происходит их объединение (фиг,2с). Последовательность импульсов с выхода второго элемента ИЛИ 17 подается на третий элемент И 12, на , который поступает также тактовая последовательность с генератора 9 импульсов. На выходе третьего элемента И 12 вырабатываются пачки импульсов, соответствующие пачкам импульсов первоначального цифрового сигнала. Последовательность импульсов с выхода третьего элемента И 12 (фиг.2т) поступает на преобразователь 13 двоичного кода в код с чередующейся полярностью. В результате этого на выходную шину 14 подается последовательность импульсов, представляющая собой код с чередующейся полярностью импульсов.

Формула изобретения Регенератор цифрового сигнала, содержащий входной трансформатор, выход ко- торого подключен к информационному входу корректирующего усилителя, управляющие вход и выход и информационный выход которого соединены соответственно с выходом и входом блока автоматического регулирования усиления и с вхо дом фазоин- вертора, противофазные выходы которого подключены к входам первого и второго пороговых блоков, выходы которых соединены соответственно с информационными входами первого и второго восстановителей временных интервалов, генератор импульсов, три элемента И и преобразователь двоичного кода в код с чередующейся полярностью, выход которого является выходом регенератора, входом которого является вход входного трансформатора, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости за счет уменьшения влияния нестабильности сигнала тактовой частоты, введены два элемента ИЛИ, три формирователя импульсов и фазовый детектор, информационный и тактовый входы и выход которого соединены соответственно с выходом третьего формирователя импульсов, к входу которого подключен выход первого элемента ИЛИ, и с выходом и входом генератора импульсов, при этом выходы первого и второго пороговых блоков подключены соответственно к входам первого и второго формирователей импульсов и к первым входам первого и второго элементов И, вторые входы и выходы которых соединены соответственно с выходами первого и второго формирователей импульсов и с входами первого элемента ИЛИ, а выход генератора импульсов подключен к управляющим входам первого и второго восстановителей временных интервалов, выходы которых соединены с входами второго элемента ИЛИ, и к первому входу третьего элемента И, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом второго элемента ИЛИ и с входом преобразователя двоичного кода в код с чередующейся полярностью.

Использование; регенерация цифрового сигнала в цифровых системах передачи. Сущность изобретения: регенератор содержит входной трансформатор, фазовый детектор, корректирующий усилитель, блок автоматического регулирования усиления, фазоинвертор, два пороговых блока, преобразователь двоичного кода в код с чередующейся полярностью, генератор импульсов, два восстановителя временных интервалов, три элемента И, два элемента ИЛИ, три формирователя импульсов. Повышение помехоустойчивости достигается за счет уменьшения влияния нестабильности сигнала тактовой частоты. 2 ил.

У

е 9

/

4/

А

у;

/V /у

J1

ЛTL

Л

JLTL ПП

JLJUUT JbTUTJT

Jun

ГЪЛ

rUTJTlJlJTJljnjTJTJlJ

/л /л

V/

/

/

/

X

ЛTL

Л

JLJUUT JbTUTJT

Jun

ГЪЛ

фиг. 2