АВТОМАТИЧЕСКИЙ КОРРЕКТОР ХАРАКТЕРИСТИК КАНАЛОВ СВЯЗИ Советский патент 1973 года по МПК H04B3/04 

1

Изобретение относится к технике передачи данных и может быть использовано при разработке высокоскоростной аппаратуры передачи данных, в частности при разработке устройств коррекции частотных характеристик каналов связи с автоматической настройкой.

Известны автоматические корректоры с настройкой но рабочему двоичному сигналу. Однако эти корректоры не обеспечивают высокой точности коррекции из-за большой погрешности измерения энергии межсимвольной помехи, так как измеряют межсимвольную помеху только в средней части элементарной носылки; чрезмерно сложны по устройству, имеют неприемлемые во многих случаях для практики габаритно-весовые характеристики и стоимость из-за большого числа устройств управления аттенюатора.ми, равного числу регулируемых аттенюаторов; кроме того, неудобны в экснлуатации, так как не обеспечивают визуального контроля за состоянием характеристик канала связи и динамикой работы автоматического корректора.

Цель изобретения - повышение достижимой точности коррекции за счет уменьшения погрешности измерения энергии мёжсимвольпой помехи.

Сущность изобретения заключается в измерении всей энергии межсимвольной помехи, воздействующей на элементарный двоичный

сигнал, путем сравнения формы принятого рабочего двоичного сигнала с сигналом «идеальной формы, получаемом на приемной стороне с помощью триггера, который в сочетании

с другими устройствами выдает рабочий двоичный сигнал, восстановленный по амплитуде и длительности, и эквивалента идеального канала связи, а также замене всех устройств управления аттенюаторами регулируемых отводов линий задержки гармонического корректора одним, управляющим регулировкой отводов поочередно.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого автоматического корректора.

Схема содержит: источник / информации; тракт 2 передачи данных; линию 3 задержки, нагруженную согласованно на сопротивление 4, имеющую равноудаленные отводы 5 с аттенюаторами 6; сумматор 7; анализатор 8 амплитуд; двусторонний ограничитель 9; триггер 10 приемник // информации; узел 12 фиксированной задержки; фильтр 13 нижних частот (ФНЧ); удлинители 14 и 15; вычитающий

узел J6; детектор 17; интегратор 18 блок 19 индикации стробирующий узел 20; хронизатор 21; решающий узел 22 элемент 23 задержки; амплитудный селектор 24; диодную матрицу 25; динамический триггер 26 регистр 27 управления диодной матрицей.

Источник / информации служит для формирования информационной последовательности двоичных сигналов.

Тракт 2 передачи данных состоит из модулятора, канала связи и демодулятора. Модулятор преобразует сигналы двоичного вида, поступающие от источника / информации, к виду, удобному для ввода в канал связи, а демодулятор служит для преобразования сигналов, полученных с выхода канала связи, в сигнал двоичного вида. Линия 3 задержки состоит из некоторого числа звеньев задержки, каждое из которых задерживает сигнал на время Геей, где Г - длительность элементарной посылки. Число звеньев задержки определяет необходимую степень корректирования. Линия 3 задержки имеет п+1 отводов 5, где л - число звеньев задержки, причем расстояние между любыми двумя соседними отводами равно Teeh. В каждый из отводов 5 включен соответствующий аттенюатор 6 для регулирования сигнала, снимаемого с линии 3 задержки отводами 5 по амплитуде и фазе. Линия 3 задержки на конце нагружена согласно па сопротивление 4. Каждый из аттенюаторов 6 представляет собой набор электронных ключей, управляемых триггерами, соединенными в регистр сдвига с числом возможных состояний регистра, равном , где k - число триггеров в регисте. Сумматор 7 служит для сложения по амплитуде и фазе всех сигналов, снимаемых с выходов аттенюаторов 6.

Анализатор 8 амплитуды сигнала в момент стробирования служит для взятия проб полярности рабочего двоичного сигнала в средней части посылки. Стробирующие импульсы для того поступают с хропизатора 21.

Двусторонний ограничитель 9 предназначеп для усиления и ограничения импульсов - проб, снимаемых с выхода анализатора 8, амплитуд, и имеет два выхода, на один из которых выдаются импульсы, соответствующие принятым двоичным символам, - «единица, а на другой - импульсы, соогветстзующие «нулям. Триггер 10 представляет собой обычный триггер с запуском по раздельным входам. Совместно с анализатором 8 амплитуды сигнала и двусторонним ограничителем 9 он выполняет задачу восстановления (регенерации) принятого двоичного сигнала по амплитуде и длительности.

Приемник 11 информации служит для приема и дальнейшей обработки или передачи iia оконечное регистрирующее устройство принятой информации. Узел 12 фиксированной задержки представляет собой линию задержки и предназначен для компенсации времени задержки двоичного сигнала элементами 8-10 и 13. ФНЧ 13 предназначен для формирования эталонного сигнала «идеальной формы из прямоугольного двоичного сигнала, снимаемого с тригера 10. Соответственно ФНЧ имеет частотные характеристики, соответствующие характеристикам фильтра Найквкста.

Удлинители М и 15 предназначены для выравнивания по амплитуде двух сигналов, один из которых снимается с узла 12 фиксированной задержки, а другой - с ФНЧ 13. Вычитающий узел 16 предназначеп для выделения межсимвольной помехи из рабочего двоичного сигнала путем сравнения по форме двух сигналов, один из которых имеет искажение формы от воздействия межсимвольных и других помех, а другой - эталонный сигнал «идеальной формы, получаемый с помощью элементов S-10 и 13 из принятого двоичного

сигнала. Детектор 17 предназначен для выпрямления межсимвольной помехи, поступающей с выхода вычитающего узла 16.

Интегратор 18 служит для накопления энергии межсимвольной помехи. Он может быть реализован на основе использозания схемы ФНЧ или на операционном усилителе. Блок 19 индикации служит для измерения энергии помех, воздействующих на рабочий двоичный

сигнал. Показания этого блока пропорциональны суммарному значению энергии межсимвольных и других помех, воздействующих на рабочий двоичный сигнал, т. е. показания блока 19 пропорциональны величине искажения формы элементарного двоичного сигнала. Стробирующий узел 20 служит для взятия проб величины напряжения, снимаемого с выхода интегратора 18 через промежутки времени, равные периоду усреднения в этом интеграторе.

Хронизатор 21 предназначен для обеспечения синхронной и синфазной работы источника 1 информации и анализатора 8 амплитуды сигнала в момент стробировапия. Решающий

узел 22 предназначен для формирования импульсной последовательности, необходимой для работы стробирующего узла 20, а представляет собой дели1тель частоты 1:т, где т--число тактовых промежутков, в течение

которых производится усреднение в интеграторе 18. Элемент 23 задержки служит для задержки импульса пробы, снимаемого с выхода стробирующего узла 20, я а время одного периода стробирования.

Амплитудный селектор 24 предназначен для сравнения по амплитуде двух импульсов, поступающих па его входы с элементов 20 и 23, и выдачи результата сравнения в виде импульса на один из его выходов. Если амплитуда импульса, снимаемого со стробирующего узла 20, больще амплитуды импульса, снимаемого с выхода элемента 23 задержки, то появляется импульс напряжения на выходе «обратно амплитудного селектора 24. В противном случае амплитудный селектор 24 выдает импульс напряжения на выходе «прямо. Диодная матрица 25 предназначена для обеспечения поочередной коммутации выхода амплитуднот-с селектора 24 на входы

аттенюатора 6. Соответственно, диодная матрица 25 имеет один вход и число пыходоп. равное числу аттенюаторов 6.

Динатический триггер 26 служит для формирования заданной серии импульсов по одному запускающему, поступающему с выхода «обратно амплитудного селектора 24. Динамический триггер 26 представляет собой регистр сдвига на р ячейках, где р - число дискретных ступеней регулирования любого из av тенюаторов 6. При этом выходы первой (р-1) ячейки объединены и поданы на «Вых. 1, а выход последней ячейки подан на «Вых. 2. Регистр 27 управления диодной матрицей предназначен для обеспечения управлением диодной матрицей 25. Число триггеров в регистре 27 находится в соотношении с числом выходов диодной матрицы 25 п-{-, как

.

Рабочий двоичный сигнал от источника / информации, прошедший тракт 2 передачи данных и получивший искажение формы от воздействия межсимвольных и других помех в канале связи, ностунает на линию :J задержки, согласованно нагруженную на конце на сопротивление 4. Линия 3 задержки iiMceT соответствующее число равноудаленных отводов 5 с регулируемыми аттенюаторами 6. Сигнал с выхода всех аттенюаторов 6 поступает на сумматор 7.

Для выделения энергии межсимвольпо помехи сигнал с выхода сумматора 7 подаетс.ч на устройство анализатора искажения формы двоичного сигнала, состоящее из элементов 8-10, 12-16. Выделение межсимвольной помехи из рабочего двоичного сигнала происходит в вычитающем узле 16 на основе сравнения по форме двух сигналов, один из которых является принятым сигналом и искаженным по форме, в том числе межсимвольной помехой, а другой - эталонным сигналом «идеальной формы. В качестве двоичного сигнала «идеальной формы применяется двоичный сигнал, снимаемый с триггера 10 и нропущенный через ФНЧ 13, частотные характеристики которого соответствуют характеристикам идеального канала нри передаче двоичных сигналов в исходной низкочастотной полосе. Двоичный сигнал, снимаемый с триггера 10, имеет форму нрямоугольных посылок восстановленной амплитуды и длительности, т. е. вид сигнала, аналогичный вводимому в тракт 2 передачи данных от источника / информации. Совмещение по фазе сравниваемых сигналов в вычитающем узле 16 производится с помощью узла 12 фиксированной задержки. Выравнивание сравниваемых сигналов по амплитуде производится с помощью удлинителей 14 и 15.

Помеха, выделенная в результате сравнения по форме двух сигналов в вычитающем узле 16, выпрямляется в детекторе 17 и усредняется в интеграторе 18. Подключенный к выходу интегратора 18 блок 19 индикации измеряет величину напряжения, пропорционального энергии номех, в том числе межсимвольной

помехи, БоздеГютвующей на рабочий двоичный слгнал. иднонременно к выходу интегратора 18 подключен стробирующий узел 20, который с помощью импульсов, получаемых с решающего узла 22, обеспечивает взятие проб величины напряжения с выхода интегратора 18 через промежутки времени, равные времени усреднения межсимвольной помехи. Эти пробы в виде однополярных импульсов с амплитудой, пропорциональной энергии межсимвольной помехи, поступают на элемент 23 задержки и одновременно - на один из входов амплитудного селектора 24. Поскольку элемент

23задержки имеет время задержки, равное периоду следования стробирующих импульсов,

подаваемых на элемент 20, то в амплитхдгюм селекторе 24 производится сравнение амплитуд каждый раз двух соседних импульсовпроб, поступающих с вы.хода стробирующего

узла 20, полученных при разном положении одного из аттенюаторов.

В результате сравнения амплитуд двух импульсов-нроб, или, что то же, в результате сравнения величин энергий межсимвольных

помех, полученных при разном положении аттенюаторов 6, на одном из выходов амплитудного селектора 24, ноявляется импульс напряжения. При появлении импульса на выходе «прямо, он поступает непосредственно на

вход диодной матрицы 25 и далее, в зависимости от положения регистра 27, управляющего диодной матрицей 25 - на вход управления соответствующего аттенюатора (5 для переключения его на одно положение в прямом направлении. При появлении импульса на выходе «обратно амплитудного селектора

24он поступает на динамический триггер 26. Последний выдает серию из (р-1) импульсов на «Вых. 1, которые поступают на в.ход управления соответствующего аттенюатора 6 по той же цепи, что и импульс управления с выхода «прямо амплитудного селектора 24, описанной выше. В результате регулируемой аттенюатор 6, имеющий р возможных дискретных положений и находящийся в /,-ом положении перейдет в (/-1)-ое положение. После выдачи серии из (р-1) импульсов на «Вых. 1 появляется один импульс на «Вых. 2 динамического триггера 26, который переключит

регистр 27 управления диодной матрицей на одно положение, коммутируя ее вход на следующий по номеру выход для регулировки очередного аттенюатора 6. Для того, чтобы при автоматической настройке корректора не происходили сбои информации во время переключения аттенюаторов 6, переключающие элементы этих аттенюаторов должны обладать достаточным быстродействием, и частота работы динамического триггера 26 выбирается во много раз больше частоты нередачи импульсов информации. После проведения регулировки всех аттенюаторов 6 корректор либо постоянно остается включенным и производится процесс непрерывного

контроля и необходимой коррекции, либо си