Регенератор двоичного линейного сигнала

: СОЮЗ СОВЕТСНИХ саичнлюеснии РЕСПУБЛИК аю аа ЯОН 04 Ь 25 66 И вщате 1 ьст И АВТОРСН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ АНИЕ ИЗОБ(56) 1. Маевский В.и др. Цифровые систеьи передачи. М аСвязь, 1979, с. 862. Авторское свидетелъство СССР Р 177451, кл. Н 04 Ь 25/66, 1983 (прототип).(54)(57) РЕГЕНЕРАТОР ДВОИЧНОГО ЛИНЕЙНОГО СИГНАЛА, содержащий усилитель с корректирующим контуром, вычитаюций блок, первый вход которого. соединен с входом линии задержки, выход которой подключен к второму входу вычитанщего блока, выход которого соединен с входом двухполупериодного выпрямителя, выход которого поднлючен к первому входу элемента совпадения и к вхОду блока восстановления временных интервалов, выход которого соединен с вторым входом элемента совпадения, выход которого подключен к входу первого счетного триггера, и выходной усилитбпь, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с це-, лью повыаения помехозащищенности, в него введены Фазовый корректор, фильтр нижних частот и второй счетный триггер, выход которого соединен с входом выходного усилителя, причем выход усилителя с корректирующим контуром через последовательно соединенные фильтр нижних частот и фазовый корректор подключен к вхо- Е ду линии задержки, а выход первого счетного триггера соединен с входом второго счетного триггера.Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано в цифровых системах передачи.Известен регенератор диполярных импульсов, содержащий усилитель с автоматической регулировкой усиления, выход которого соединен с первыми входами первого и второго решающих блоков и с входам блока выделения хронирующего сигнала, выход которого соединен с первыми входами выходных согласующих блоков и с вторыми входами первого и второго решающих блоков, выходы которых подключены к вторым входам соответствую щих выходных согласующих блоков, вы ходы которых подключены к трансформатору (1.Недостаток этого устройства - низ кая помехоустойчивость.Наиболее блйзким техническим ре шением к изобретению является регенератор двоичйого линейного сигнала, содержащий усилитель с корректирующим контуром, вычитающий блок, первый вход которого соединен с входом 25 линии задержки, выход которой под.ключен к второму входу вычитающего блока, выход которого соединен с входом двухполупериодного выпрямителя, выход которого подключен к пер- З 0 вому входу элемента совпадения и к входу блока восстановления временных интервалов, выход которого. соединен с вторым входом элемента совпадения, выход которого подключен к входу первого счетного триггера, и выходной усилитель (2).Однако известный регенератор обладает недостаточной помехозащищенностью из-за широкой полосы пропускания тракта передачи линейного сигнала. Цель изобретения - повышение помехозащищенности.С этой целью в регенератор двоич ного линейного сигнала, содержащий усилитель с корректирующим контуром; вычитающий блок, первый вход которого соединен с входом линии задержки, выход конторой подключен к второму входу вычитающего блока, выход которого соединен с входом двухполупериодного выпрямителя, выход которого подключен к первому входу элемента совпадения и к входу блока восстановления временных интервалов, выход которого соединен с вторым входом элемента совпадения, выход которого подключен к входу первого счетного триггера, и выходной усилитель, введены, фазовый корректор, 60 Фильтр нижних частот и второй счетнуй триггер, выход которого соединен с входом выходного усилителя, причем выход усилителя с корректирующим контуром через последовательно сое диненные Фильтр нижних частот и Фазовый корректор подключен к входу линии задержки, а выход первого счетного триггера соединен с входом второго счетного триггера,На Фиг. 1 изображена структурнаяэлектрическая схема предложенногорегенератора; на Фиг. 2 - временныедиаграммы его работы.Предложенный регенератор двоичного линейного сигнала содержит линию1 задержки, усилитель 2 с корректирующим контуром, вычитающий блок 3,двухполупериодный выпрямитель 4, элемент 5 совпадения, первый счетныйтриггер б, выходной усилитель 7блок 8 восстановления временных интервалов, фазовый корректор 9, Фильтр10 нижних частот и второй счетныйтриггер 11.Регенератор работает следующимобразом. Двоичный линейный сигнал С (Фиг, 28) на вход входящего кабеля поступает от предыдущего регенератора, идентичного предлагаемому, т.е. сигнал Со идентичен по форме выходному сигйалу С 7 (фиг. 2 М) пред. лагаемого регенератора, однако сигнал С 0, очевидно, опережает сигнал Сна величину, равную времени распространения сигнала Со в входящем кабеле в сумме с временем задержки регенерации этого сигнала. На Фиг.25 си% нал С для удобства изображен без учета времени распространения его в кабеле, т.е, сдвинутым вправо на величину, равную времени распространения.Двоичный линейный сигнал С является двухуровневым сигналом с симметричными относительно нулевого потенциала уровнями. Для определенности условимся считать элементарной ненулевой посылкой сигнала Со положительный импульс длительностью один тактовый интервал (Фиг. 2 а), отсчитываемый от нижнего уровня. Вероятность посылки сигнала С равна вероятности пропусКа (отсутствияпосылки) .Такой сигнал является импульсным случайным процессом с детермированным тактовым интервалом. В энергетическом спектре такого сигнала постоянная составляющая отсутствует, однако непрерывная часть спектра имеет максимум при нулевой частоте Е=О и плавно спадает до нуля в полосе частот от Й=О до й=Г, где Рт тактовая частота двоичного линейного сигнала Со .В кабеле сигнал Со ослабляется и искажается за счет большего ослабления высших частот его спектра, однако усилитель 2 с корректирующим контуром полностью компенсирует,ненулевой посылки. рым счетным триггером 11 со счетным амплитудно-частотные искажения сиг-,нала в полосе частот 0 - Рт/2 и уси"ливает сигнал, причем спектр (пофурье) одиночной посылки сигнала Сна выходе усилителя 2 с корректирующим контуром имеет постоянное значе 5ние в этой полосе частот. Фильтр 10.нижних частот подавляет все составляющие спектра сигнала, а также помехи, лежащие по частоте вьдае Е=Р/2фазовый корректор 9 компенсируетсуммарные фазо-частотные искажениявсех предыдущих звеньев тракта (кабель, усилитель 2 с корректирующимконтуром и фильтр 10 нижних частот),причем результирующая фаэо-частотная 15характеристика тракта имеет вид пря- :мой, проходящей через начало координат. В результате этого одиночнаяпосылка сигнала С(фиг. 2) на выходе Фазового. корректора 9 (например,Яна 2-м тактовом интервале, фиг, 2 й)имеет вид колоколообразного импульсас длительностью о основанию 2 Т(где Т=1/Р - тактовый интервалдвоичного линейного сигнала), с дли. 25тельностью по уровню 0,7, равной Т,и с известной амплитудой (котораяобычно выбирается. в диапазоне 13 В).Поскольку, на выходе предыдущего ЗОрегенератора (в составе выходногоусилителя 7) и на входе предлагаемо-.го регенератора (в составе усилителя2 с корректирующим контуром) имеются тра,сформаторы, ослабляющие самыенизшие частоты спектра сигнала Сто длинная серия одинаковых посылокв сигнале С имеет спад плоской вершины (например, на 4 - 8 тактовыхинтервалах).Такой сигнал нЬ пригоден для анализа, поэтому сигнал С) предварительно подвергается дополнительной обработке в вычитающем блоке 3 дюнии1 задержки и двухполупериодном выпрямителе 4. 45Вычитающий блок 3 производит взя-тие разности мгновенных значенийсигнала Ср, отделенных друг от друга интервалом времени, равным двумтактовым интервалам двоичного линейного сигнала, путем вычитания иэсигнала С сигнала Сфиг. 22)т.е, того же сигнала С, но задержанного линией 1 задержки на 2 Т,т.е; на 2 тактовых интервала двоич- уного линейного сигнала.1В результате этого на выходе вычитающего блока 3 образуется трех"уровневый сигнал С) (фиг, 2) с положительными, отрицательными и ну- бОлевыми посылками, в котором исключены длинные серии одинаковых ненулевых посылок, а значит исключаетсяи спад плоской вершины серии посылок. Более точно можно сказать, что65 в сигнале Сне могут. следовать подряд (или разделенные произвольнымчислом нулей) более двух ненулевыхпосылок одного знака, Ненулевая посылка сигнала Су появляется на каждом тактовом интервале, в котором произошло изменение посылки сигнала С по сравнению с посылкой этого же сигнала, распЬложенной на 2 тактовых интервала ранее.После двухполупериодного выпрямления сигнала С в двухпзлупериодном выпрямителе 4 образуется двоичный сигнал С 4 (фиг. 2 е), в котором имеются. нулевые .(с нулевым потенциалом) и положительные посылки, причем положительные посылки являются результатом выпрямпения положительных и отрицательных посылок сигнала Су. Выход двухполупериодного выпрямителя 4,гальванически соединен с первым входом элемента 5 совпадения так что спад плоской вершины серии положительных посылок в сигнале С 4 поступающем на элемент 5 совпадения не возникает; На второй вход элемента 5 совпадения с выхода блока 8 вос становления временных интервалов поступает сигнал С 8 (фиг. 2 к), который представляет собой последовательность узких положительных импульсов (стробимпульсов) с частотой, равной тактовой частоте Р. двоичного линейного сигнала,.и расположенных в серединах тактовых интервалов, Сигнал С 8 формируется в блоке 8 восстановления временных интервалов из сигнала С 4, подвергнутого двустороннему огра ничению и узкополосной фильтрации.Элемент 5 совпадения на каждом такТовом интервале производит ана" лиз сигнала С 4 путем сравнения его мгновенного значения(потенциала) в середине тактового интервала с пороговым уровнем (порогом срабатывания элемента 5 совпадения), равным половине амплйтуды посылки сигнала С 4 и выдает на выходе узкие импульсы сигнала С(фиг. 2) на тех тактовых интервалах, на которых мгновенное значение сигнала С 4 превышает порог срабатывания элемента 5 совпадения в момент появления строба сигнала С 8 Таким образом, двухполуперисщный выпрямитель 4 вместе с элементом 5 совпадения образует решакж(ее устрой" ство, которое принимает решение о на личии или отсутствии в сигнале СЭ Сигнал С управляет первым счет- ным триггером б со счетным входом, заставляя его менять состояние (на противоположное) при каждом импульсе этого сигнала Выходной сигнал С.(фиг. 2 и) первого счетного триг; гера б в свою очередь управляет втъ1075435 Фвходом, з аставляя его мен ять состоя; аие (на противоположное) при каждом положительном импульсе сигнала С.В результате этого на выходе второго счетного триггера 11 образуется двоичный сигнал С 1 (фиг. 2 к), повторяющий по форме сигнал Су, поступающий на вход входящего:кабеляусиленный выходным усилителем 7, сигнал С с выхода регенератора поступает в исходящий .кабель (линию) в виде 10 сигнала С 7. Таким образом, сигнал на выходе регенератора повторяет сигнал на входе входящего кабеля, т,е. регенератор обеспечивает регенерацию ослабленного и искаженного15 кабелем линейного сигнала.ф Важно подчеркнуть, что сигнал Су на выходе регенератора повторяет сигнал Со на входе входящего кабеля только в том случае, если линия 1 р задержки имеет задержку, равную 2 Т, т.е. двум тактовым интервалам двоичного линейного сигнала. При Любых других задержках, кратных тактовому интервалу (например, при задержке, 25 равной 1 тактовому интервалу), такого восстановления сигнала в регенераторе не достигается. Это объясняется тем, что преобразование прошед.щего кабель. сигнала Со в вычитающем блоке 3 согласовано с его дальнейши- . ми преобразованиями в блоках регенератора (двухполупериодном выпрямителе 4, элементе 5 совпадения счетном триггере б и втором счетном триггере 11) только при задержке линии 1 задержки равной двум тактовым интер. валам двоичного линейного сигнала.При распространении сигнала по кабелю на него накладываются (суммируются с ним) помехи различного про-.40 исхождения (;тепловые шумы, переходные помехи в кабеле, внешйие помехи), которые приводят к появлению ошибок при регенерации сигнала. Вероятность ошибки определяется отношением сиг нал/шум на выходе вычитающего блока 3. Достаточно большой выброс помехи может привести к неправильному срабатыванию элемента 5 совпадения: пропуску импульса на его выходе 50 (если помеха уменьшает амплитуду посылки сигнала С, а значит и сигнала С 4, до величины, меньшей порога элемента 5 совпадения) или появлению лишнего импульса на его выхо,де (если помеха при отсутствии посылки сигнала С превышает порог элемента 5 совпадения) . Это в свою очередь приводит к пропуску срабатывания первого счетного триггера б или к его лишнему срабатыванию и, следовательно, изменению дальнейшей работы второго счетного триггера 11. После такой ошибки на выходе второго счетного триггера 11 (и регенератора) будет сигнал Сц, отличающийся от сигнала Со инверсией каждой второй посылки, т.е. происшедшая однократная ошибка многократно размножается в линейном сигнале С.,Чтобы избежать .такого размноже- гния ошибок в передаваемом по тракту передачи информационном двоичном сигнале, этот сигнал на входе тракта преобразуют в другой двоичный сигнал, который и передается по тракту в качестве двоичного линейного сигнала. Это преобразование осуществляется двумя последовательно включенными триггерами со счетными входами.На выходе тракта осуществляют обратное преобразование переданного сигнала и восстанавливают информационный двоичный сигнал. Это преобразование осуществляется сумматором по модулю 2, который суммирует переданный линейный сигнал, полученный с:вйхода последнего регенератора, с.этим же сигналом, задержанным на 2 тактовых:интервалах линейного сигнала.В этом случае один. пропуск срабатывания. первого счетного триггера б (или один его лишний переброс) приводит к пропуску одной ненулевой посылки (или появлению одной лишней ненулевой посылки) переданного информационного двоичного сигнала.Вероятность такой ошибки в информационном сигнале может быть сделана достаточно малой (порядка 1 б) при пректировании регенерационного участка, содержащего кабель и регенератор, выбором типа и длины кабеля и параметров регенератора.Вследствие более узкой полосы пропускания тракта регенерационного участка (по сравнению с известнымустройством в два раза) в предлагаемом регенераторе обеспечивается более высокое отношение сигнал/шум,чем в известном устройстве, т,е.прЕдЛагаемый рЕгенератор обладаетбольшей помехозащищенностью при сохранении скорости двоичного линейного сигнала;,1075435 фиа 2 оставитель А.Москевичехред Т.МаточкаФ сна рект н сно 5 атент ф, г,Ужгород, ул.Проектная, 4 ал ПП аказ 519/51 Ти ВНИИПИ ГОСУД по делам н 113035, Москаж 635 рственного комите обретений и откры а, Ж, Рауюская вЩЕтювЕ ю