Преобразователь двоичного сигнала в квазитроичный сигнал

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 1, 3/О О ИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ( ТЕЛЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(56) 1. Авторское свидетельство СССРк 640435, кл. Н 04 Ь 3/02, 1978,(54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДВОИЧНОГОСИГНАЛА В КВАЗИТРОИЧНЫЙ СИГНАЛ, содержащий два элемента И, выходы которыхчерез соответствующие формирователиоднополярных импульсов подключены квходам блока объединения двух потоководнополярных импульсов, выход которого является выходом преобразователя,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повьппения помехозащищенностикваэитроичного сигнала в условиях,ЯО 11 926 А воздействия переходной помехи, в него введены сумматор по модулю два,два триггера со счетным входом, инвертор и реверсивный счетчик, счетный вход которого объединен с первыми входами первого и второго элементов И, входом инвертора и являетсявходом преобразователя, при этом выход инвертора через первый триггерсо счетным входом подключен к первому входу сумматора по модулю два,к второму входу которого через второйтриггер со счетным входом подключенвыход переноса реверсивного счетчика,к входу управления которого, а такжек второму входу первого элемента Иподключен прямой выход сумматора помодулю два, инверсный выход которогоподключен к второму входу второгоэлемента И.110991Изобретение относится к электросвязи, в частности к цифровым системам передачи (ЦСП), использующим кабельные линии или линии других типов, оборудованные регенераторами ква зитроичнага сигнала с самахранираванием.В таких системах исходный двоичный сигнал (ИДС) для передачи по линии преобразуется (кодируется) в сбалансированный квазитроичный сигнал, который возможно передавать без искаженийчерез разделительные цепи (например, трансформаторы), которые неизбежно имеются в линии передачи, а после передачи производится обратное преобразование квазитроичного сигнала (декодирование) в двоичный сигнал,Сбалансированный квазитроичный сигнал представляет собой последовательность различным образом чередую- щихся положительных, отрицательных и нулевых посылок, причем положительные и отрицательные посылки представляют собой прямоугольные импульсы одинаковой амплитуды. Закон чередования положительных и отрицательных посылок в сбалансированном квазитроичном сигнале обеспечивает равенство нулю всех составляющих .энер 30 гетического спектра на нулевой частоте (т.е. отсутствие постоянной составляющей и подавление нижних частот спектра), что и позволяет передавать его без искажений через разделительные цепи.Кроме того, энергетический спектр балансного квазитроичного сигнала обращается в нуль также и на частотах, кратных тактовой частоте этого сигнала.Известен преобразователь двоичного сигнала в квазитроичный сигнал, содержащий два элемента задержки, формирователь квазитроичного кода и счетчик, а также синхронный комму 45 татар, входы которого соединены с выходами элементов задержки, а выход синхронного коммутатора подключен к первым входам формирователя квазитроичного кода и счетчика, второй вход которого соединен с входом первого элемента задержки, при этом выход счетчика подключен к второму входу формирователя квазитроичного кода и входу второго элемента задерж ки 11.Недостатком преобразователя является то, что энергетический спектр 26его квазитроичного сигнала обращается в нуль только на крайних частотах полосы частот от нулевой частоты до частоты, равной тактовой частоте, нигде не обращаясь в нуль внутри этой полосы частот. Эта особенностьспектра квазитроичных сигналов не позволяет практически достичь наивысшей теоретической помехозащищенности при приеме этих сигналов.Наиболее близким к изобретению является преобразователь двоичного сигнала в квазитроичный сигнал, содержащий два элемента И, выходы кото; рых через соответствующие формирователи однапалярных импульсов подключены к входам блока объединения двух потоков однапалярных импульсов, выход которого является выходом преобразователя 2.Однако известный преобразователь обладает низкой помехозащищенностью квазитроичного сигнала в условиях воздействия переходной помехи.Цель изобретения - повышение помехозащищенности квазитроичнаго сигнала в условиях воздействия переходной помехи.Для достижения поставленной цели в преобразователь двоичного сигнала в квазитроичный сигнал, содержащий два элемента И, выходы которых через соответствующие формирователи одна- полярных импульсов подключены к входам блока объединения двух потоков однополярных импульсов, выход которого является выходом преобразователя, введены сумматор по модулю два, два триггера со счетным входом, инвертор и реверсивный счетчик, счетный вход которого объединен с первыми входами первого и второго элементов И, входом инвертора и является входом преобразователя, при этом выход инвертора через первый триггер со счетным входом подключен к первому входу сумматора по модулю два, к второму входу которого через второй триггер со счетным входом подключен выход переноса реверсивного счетчика, к входу управления которого, а также к второму входу первого элемента И подключен прямой выход сумматора по модулю два, инверсный выход которого подключен к второму входу второго элемента И. На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.Преобразователь содержит инвертор 1, реверсивный счетчик 2, триггеры 3 и 4 со счетным входом, сумма тор 5 по модулю дна, элементы И 6 и 7, Формирователи 8 и 9 однополярных импульсов и блок 10 объединения двух потоков однополярных импульсов.Преобразователь работает следую щим образом.Импульсы исходного двоичного сигнала (фиг. 2 а) длительностью Т (Т- тактовый интервал исходного двоичного сигнала) поступают на вход инвер тора 1 и одновременно на первые входы элементов И 6 и 7 и счетный вход реверсивного счетчика 2, который должен быть выполнен с четным модулем счета. С выхода инвертора 1 инверти рованный входной сигнал (фиг. 2 д) поступает на счетный вход первого триггера 3 со счетным входом (который может быть выполнен в виде синхронного триггера, момент переключения 25 которого определяется сигналом тактовой частоты), этот триггер переключает ся в конце каждого тактового интервала, на котором имеется единичная посылка сигнала на выходе инвертора 1, З 0 т.е. нулевая посылка исходного двоичного сигнала, и его выходной сигнал (фиг. 2) поступает на первый вход сумматора 5 по модулю два. Реверсивный счетчик 2 считает единичные по- З 5 сылки исходного двоичного сигнала, прибавляя каждый раз единицу к предыдующему значению своего внутреннего сигнала (фиг. 2 Ъ), при единичном значении сигнала (фиг. 2 ж) на его входе управления, или вычитая каждый раз единицу от предыдущего значения своего внутреннего сигнала(Фиг. 2 )при нулевом значении сигнала (фиг,29. При достижении любого крайнего сос тояния (И = 2) реверсивный счетчик 2 выдает на своем выходе переноса единичную посылку сигнала (фиг.2). Реверсивный счетчик 2 может быть выполнен в виде синхронного реверсивного счетчика, момент переключения которого определяется сигналом тактовой частоты. Сигнал (фиг. 2) с выхода переноса реверсивного счетчика 2 поступает на счетный вход второго триггера 4 со счетным входом, который также может быть выполнен в виде синхронного триггера, момент переключения которого определяется сигналом тактовой частоты. Этот триггер переключается в конце каждоготактового интервала, на котором имеется единичная посылка сигнала переноса (фиг, 2), и с его выхода сигнал (фиг. 2 е) поступает на второйвход сумматора 5 по модулю два, Двоичный выходной сигнал на прямом выходе сумматора 5 по модулю два (фиг.2 а,принимает значение "1" (высокий по"тенциал) в том случае, если на еговходах имеются различные значениясигналов, т.е. "0" и "1" или " 1"и "0". Если на двух входах сумматора 5 по модулю два имеются одинако 1 1вые значения сигналов, т.е. 0 и"0" или "1" и "1", то сигнал на прямом выходе сумматора 5 по модулю двапринимает значение "0" (низкий потенциал) . Сигнал (фиг, 2 3) на инверсномвыходе сумматора 5 по модулю двавсегда противоположен сигналу на прямом выходе сумматора 5 по модулю два,т.е. значение "1" сигнала на инверсном выходе сумматора 5 по модулю двавсегда совпадает со значением "О"сигнала на прямом выходе сумматора 5по модулю два и наоборот, следовательно, сигнал (фиг. 2.) изменяетсяодновременно с сигналом (фиг. 2%).Сигналы с прямого и инверсного выходов сумматора 5 по модулю два поступают на вторые входы соответственно первого и второго элементов И 6и 7, а сигнал с прямого выхода сумматора 5 по модулю два, кроме того,поступает на вход управления реверсивного счетчика,Следовательно, на выход первогоэлемента И 6 проходят (фиг. 2 И) теимпульсы исходного двоичного сигнала, которые совпадают со значением"1" сигнала на прямом выходе сумматора 5 по модулю два, а на выход второго элемента И 7 проходят (фиг.2 К)те импульсы исходного двоичного сигнала, которые совпадают со значением"0" сигнала на прямом выходе сумматора 5 по модулю два. Сигнал с прямого выхода сумматора 5 по модулю двауправляет направлением счета реверсивного счетчика 2. Импульсы сигналов (Фиг.2 и,к) далее поступают навходы формирователей 8 и 9 однополярных импульсов соответственно. Каждый Формирователь однополярных импульсов в ответ на каждый импульсна его входе Формирует на своем выходе прямоугольный импульс длитель 3 11099 ностью 0,5 Т, жестко привязанный по своему временному положению к определенному месту в пределах тактового интервала (например, расположенный строго в его первой половине), С целью обеспечения необходимых параметров импульсов формирователя в нем обычно используется сигнал тактовой частоты (т.ч.), который поступает от синхрогенератора, общего с источником исходного двоичного сигнала, и имеет вид меандра с длительностью полупериодов 0,5 Т. Однополярные сигналы (фиг, 24 и фиг. 2 М), образующиеся на выходах формирователей 8 и 9, однополярных (положительных) импульсов, объединяются в блоке 10 объединения двух потоков однополярных импульсов в один квазитроичный сигнал (фиг, 2 К), Блок 10 может быть пас"20 сивным устройством, например, он может представлять собой двухтактовый трансформатор, в этом случае формирователи 8 и 9 однополярных импульсов должны обеспечивать на выходах необходимые амплитуды (мощности) импульсов, которые проходят на выход блока 10 объединения двух потоков одно- полярных импульсов. Однако в общем случае блок 10 может содержать и усилители мощности сигналов, причем эти усилители могут работать как в линейном, так и в ключевом режимах.Очевидно, когда импульсы входного исходного двоичного сигнала проходят35 на выход первого элемента И 6, тогда в сигнале на выходе блока 10 объединения двух потоков однополяр 1:ых импульсов появляются положительные импульсы, а когда импульсы исходного дискретного сигнала проходят на выход второго элемента И 7, тогда в выходном сигнале появляются отрицательные . импульсы, причем одновременно с изменением полярности импульсов выходного сигнала изменяется и направление счета реверсивного счетчика 2. Управление полярностью импульсов выходного сигнала и направлением счета реверсивного счетчика 2 происходит с помо 50 щью выходного сигнала сумматора 5 по модулю два. Изменение этого сигнала (фиг. 2 ж) происходит в одном из следующих двух случаев. Во-первых, реверсивный счетчик 2 достигает одного из крайних состояний, а на его вы ходе появляется нечетное число импуль" сов сигнала переноса (тактовые ин.тервалы 4, 8, 17, 22, 28 на фиг.2),2 Ьвследствие чего изменяется значение . сигнала (фиг. 2 ю) на втором входе сумматора 5 по модулю два (А). Вовторых, в исходном двоичном сигнале (фиг. 2 О) появляется нечетное число нулевых посылок подряд (тактовые интервалы 13 и 20 (фиг. 2), вследствие чего изменяется значение сигнала (фиг, 26) на первом входе сумматора 5 по модулю два (Б).Очевидно, что изменение направления счета реверсивного счетчика 2 по причине (А) приводит к тому, что цифровая сумма, выходной сигнал, определяемая выражением где А = +1, если на 1 -м тактовоминтервале имеется положительный импульс(выходного сигнала), О 1= -1,если на-м тактовом интервале имеется отрицательный импульс; д;= О,если на 1 -м тактовом интервале нетимпульса (нулевая посылка выходногосигнала), оказывается ограниченной,причемв отличие от известного устройства,поскольку диапазон счетареверсивного счетчика Мо = 4,МХ, (2)Таким образом, в выходном сигналене может накапливаться преобладаниеположительных или отрицательных импульсов, т.е. выходной сигнал преоб-разователя является сбалансированным,и, следовательно, его энергетическийспектр должен быть равен нулю нанулевой частоте (отсутствие постоянной составляющей) и на частотах, кратных тактовой частоте этого сигнала,что и подтверждается расчетом спектра,Изменение направления счета реверсивного счетчика 2 по причине (Б)приводит к тому, что импульсы выходного сигнала, разделенные нечетньмчислом нулевых посылок; имеют различные знаки. Такая закономерностьчередования знаков посылок ведет ктому, что,кроме описанных особенностей, энергетический спектр выходногосигнала преобразователя имеет нулевые значения на частотах=( 2 к Ф 1) - 1-, К = 0,1,2причем в полосе частот О - + энерГгия выходного сигнала сосредоточенав нижней части этой полосы.1109926 Таким образом, предложенный преобразователь двоичного сигнала в квазитроичный сигнал обеспечивает повышение помехозащищенности квазитроичного сигИДС Составитель Г. Лерантовичедактор О.Юрковецкая Техред Т.Фанта Корректор О. Тигор Зака Тираж 635 Пенного комитета СССРтений и открытий-35, Раушская наб д. 4/5 одписно лиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 103/43ВНИИпо1130 Государстлам изобрМосква,нала в условиях воздействия переходнойпомехи на ближнем конце в симметричномкабеле путем концентрации энергии этого сигнала в нижней части полосы частот.