Устройство для приема относительного биимпульсного сигнала

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1)5 Н 04 ( 5/14, 7/02 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1536519, кл. Н 01 1 5/14, 15.02,88,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА ОТНОСИТЕЛЬНОГО БИИМПУЛЬСНОГО СИГНАЛА(57) Изобретение относится к электросвязии может использоваться в цифровых системах передачи в качестве приемников субпервичных цифровых потоков, Цель,5 О 1672578 А 1 изобретения - сокращение времени вхождения в синхронизм. Устройство для приема относительного биимпульсного сигнала содержит формирователь 1 импульсов, поло- совой фильтр 2 с формирователем сигнала, делитель 3 частоты на два, первый, второй, третий триггеры 4, 8, 5, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6, 11, 10, счетчики 14, 15. Цель достигается введением четвертого, пятого, шестого, седьмого триггеров 7, 22, 18.20, амплитудного детектора 9, элементов ИЛИ 12, 13, 19,21, второго, первого элементов И 16, 17,3 ил,Изобретение относится к электросвязи и может использоваться в цифровых системах передачи в качестве приемников субпервичных цифровых потоков.Цель изобретения - сокращение времени вхожедния в синхронизм.На фиг.1 изображена структурная электрическая схема предложенного устройства; на фиг,2 и 3 - временные диаграммы, поясняющие работу,Устройство содержит формирователь 1 импульсов, полосовой фильтр 2 с формирователем сигнала, делитель 3 частоты на два, первый и третий триггеры 4 и 5, первый элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ б, четвертый и второй триггеры 7 и 8, амплитудный детектор 9, третий и второй элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10 и 11, первый и второй элементы ИЛИ 12 и 13, второй и первый счетчики 14 и 15, второй и первый элементы И 16 и 17, шестой триггер 18, третий элемент ИЛИ 19, седьмой триггер 20, четвертый элемент ИЛИ 21, пятый триггер 22.Устройство работает следующим образом.На вход устройства поступает относительный биимпульсный сигнал (фиг,2 и За), в котором на каждом тактовом интервале присутствует два импульса разного уровня с обязательным переходом от одного уровня к другому в середине интервала, причем при передаче символа "1" сохраняется, а при передаче символа "0" изменяется последовательность чередования уровней на очередном тактовом интервале по сравнению с предыдущим,Входной биимпульсный сигнал подается на вход формирователя 1 импульсов, преобразующего все переходы из одного уровня в другой в этом сигнале в последовательность импульсов (фиг.2 и Зб), Из полученного сигнала полосовой фильтр (фиг.2 с) формирователем сигнала вырабатывает сначала синусоидальный (фиг,2 и Зв), а затем импульсный сигналы (фиг.2 и Зг) удвоенной тактовой частоты, С помощью делителя 3 частоты на два образуется восстановленный тактовый сигнал согласно диаграмме на фиг,2 д либо согласно диаграмме на фиг,Зд в зависимости от начальных условий работы делителя 2, а на инверсном выходе делителя 3 формируется сигнал тактовой частоты (фиг,2 и Зе), инверсный сигналу на фиг.2 и Зд. Первый и второй триггеры 4 и 5 положительными фронтами сигналов тактовых частот(фиг.2 и Зд, е) стробируют входной биимпульсный сигнал (фиг,2 и За), в результате чего на их выходах образуются сигналы соответственно согласно фиг,2 и Зж,е. Эти выходные сигналы суммируются 5 10 15 20 30 35 40 45 50 55 по модулю два в элементе ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6, образуя сигнал на фиг,2 и Зи,Поскольку один из триггеров 4 и 5 считывает значения уровней первой половины тактового интервала биимпульсного сигнала (фиг,2 и За), а другой триггер - значения второй половины, а моменты стробирования в этих триггерах сдвинуты на половину тактового интервала, то выходной сигнал элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 (фиг,2 и) можно рассматривать состоящим из двух последовательностей импульсов длител ьностью в половину тактового интервала, причем импульсы этих двух последовательностей чередуются. Одна, регулярная, последовател ьность - это результат сравнения уровня первой половины тактового интервала с уровнем в 1 орой половины тактового интервала биимпульсного сигнала (фиг,2 и За), Так как эти уровни должны быть противоположны, то в сигнале (фиг.2 и Зи) эта последовательность представляется только импульсами высокого уровня. Другая, случайная, последовательность - это результат сравнения в элементе ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ буровня второй половины тактового интервала с уровнем первой половины следующего тактового интервала сигнала (фиг,2 и За), Этот результат - импульс высокого уровня при передаче символа "1" и импульс низкого уровня при передаче символа "0" в биимпульсном сигналеОднако воэчикающие в биимпульсном сигнале (фиг,2 и За) искажения уровней на половинах тактовых интервалов приводят к ошибкам стробирования в выходных сигналах триггеров 4 и 5 (фиг.2 и Зж,з) и соответственно в выходном сигнале элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ б (фиг,2 и Зи. звездочки). Из временных диаграмм видно, что одна ошибка попадает в обе последовательности сигнала (фиг,2 и Зи), изменяя уровни на соседних половинах тактовых интервалов.В четвертом триггере 8 сигнал (фиг,2 и Зи) задерживается на половину тактового интервала (фиг.2 и Зк). Выходной сигнал триггера 8 стробиреутся в элементах ИЛИ 12 и 13 сигналами тактовых частот с прямого и инверсного выходов делителя 3 частоты на два (фиг.2 и Зд,е). На выходах элемента ИЛИ 12 (сигнал на фиг,2 и Зл) и элемента ИЛИ 13 (сигнал на фиг. 2 и Зм) выделяются по отдельности указанные ранее в сигнале (фиг.2 и Зм) последовательности импульсов. Ввиду того, что фаза сигналов тактовых частот (фиг,2 и Зд,е) устанавливается случайно, то любая из двух последовательностей может попасть на выход как элемент ИЛИ 12, так и элемента ИЛИ 13, На временных диаграм 1672578мах(фиг.З) регулярная последовательность. в которой импульсы низкого уровня вызваны только ошибками, попадает на выход элемента ИЛИ 12 (фиг.2 л), а на фиг,З, наоборот - на выход элемента ИЛИ 13 (фиг,Зм). Эти сигналы являются последовательностями ошибок, Случайные последовательности (искажаемые ошибками), имеющие импульсы низкого уровня при передаче символа "0", показаны на фиг.2 м, Зл,Выходные сигналы элементов ИЛИ 12 и 13 поступают на тактовые входы счетчиков 14 и 15, который увеличивает свое состояние на единицу при поступлении на тактовый вход импульса низкого уровня, Выходы этих счетчиков - это выходы их и-х разрядов. После счета определенного количества импульсов на выходах счетчиков появляется высокий уровень сигнала, Поскольку при удовлетворительном качестве приема в случайной последовательности (фиг,2 м, Зл) импульсов больше, чем в последова-ельности ошибок (фиг.2 л, Зм), то первым окончит счет счетчик, на вход которого поступает случайная последовательность. Если этим счетчиком окажется счетчик 14, то сигналом высокого уровня с его выхода триггер 18 будет установлен так, что сигнал высокого уровня появится на его втором выходе и откроет элемент И 17. Если первым закончит счет счетчик 15, то триггер 18, наоборот, сформирует высокий уровень на первом выходе, и открытым окажется первый элемент И 16, Одйовременно, после окончания счета какого-либо счетчика сигнал высокого уровня с его выхода пройдет через элемент ИЛИ 19 на установочные входы счетчиков 14 и 15 и вызовет их обнуление, а следовательно, снятие высокого уровня с выхода элемента ИЛИ 19. После этого процесс счета и счетчиках начинается заново. Выходной сигнал высокого уровня элемента ИЛИ 19, кроме того, устанавливает триггер 20 в состояние "0". Таким образом, оказывается открытым только один из элементов И 16 и 17, причем через него на вход элемента ИЛИ 21 поступает последовательность ошибок либо с выхода элемента ИЛИ 12 (фиг,2 л), либо с выхода элемента ИЛИ 13(фиг.Зм). На другие два входа элемента ИЛИ 21 поступают сигналы низкого уровня с выхода закрытого элемента И 16 или 17 и с выхода триггера 20. На вход элемента ИЛИ 21 проходит с инверсией последовательность ошибок (фиг,2 и Зи).Эта последовательность ошибок суммируется по модулю два, в элементе ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11 с выходным сигналом триггера 8 (фиг.2 и Зк). В результате суммирования исправляются ошибки, попадающие в регулярную последовательность сигнала (фиг.2 и Зк) (сигнал на фиг.2 и Зо), Сигнал (фиг.2 и Зо) задерживается на половинутактового интервала в третьем триггере 75 (фиг,2 и Зп), затем сигналы (фиг,2 и Зо,п)суммируются по модулю два во втором элементе ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10. В выходном сигнале элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ 10 (фиг.2 и Зр) импульсы случайной по 10 следовательности из выходного сигналатриггера 8 (фиг,2 и Зк) занимают уже двепоследовательные половины тактового интервала, Это делает возможным считываниесигналов (фиг,2 и Зр) в триггер 22 сигналом15 тактовой частоты(фиг,2 иЗд) слюбой из двухего возможных фаз. Выходной сигнал триггера 22 - это восстановленный информационный сигнал (фиг.2 и Зс), в котором на одноискажение биимпульсного сигнала (фиг,2 и20 За) приходится ошибка на одном тактовоминтервале,Для того, чтобы после включения устройства или вскоре после начала поступления входного биимпульсного сигнала не25 происходили неверные исправления ошибок в элементе ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11,амплитудный детектор 9 оценивает наличиеимпульсов(фиг.2 и Зг) на выходе полосовогофильтра 2 с формирователем сигнала, Если30 эти импульсы отсутствуют (амплитуда сигнала меньше требуемого высокого логического уровня), то на выходе амплитудногодетектора 9 образуется сигнал высокогоуровня, который через элемент ИЛИ 19 об 35 нуляет счетчики 14 и 15 и устанавливаеттриггер 20 в состояние "1". Выходной сигнал высокого уровня триггера 20 постоянноподдерживает на выходе элемента ИЛИ 21сигнал низкого уровня, предотвращая исп 40 раеление ошибочных импульсов в элементеИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11.После начала работы устройства возникают колебания в полосовом фильтре 2 с.формирователем сигнала, на выходе ампли 45 тудного детектора 9 появляется сигнал низкого уровня, снимается сигнал высокогоуровня с установленных входов счетчиков14 и 15, Счетчики, находящиеся в нулевомсостоянии, оказываются подготовленными50 к счету импульсов, Однако, на выходе триггера 20 сохраняется сигнал высокого уровнядо тех пор, пока первый раз не заполнитсякакой-либо из счетчиков 14 и 15 и пока сигналвысокого уровня с выхода счетчика, пройдя55 через элемент ИЛИ 19, не установит триггер20 в состояние "0". Только после этого станетвозможным прохождение последовательности ошибок через элемент ИЛИ 21.Второй вход триггера 20, подключенный к выходу амплитудного детектора 9, 1672578должен иметь приоритет перед его первым входом, соединенным с выходом элемента ИЛИ 19. Это достигается, например, если второй вход - это Я-вход, а первый - С-вход триггера из серии микросхем широкого и рименения, причем на О-вход заведен низкий уровень сигнала,Временные диаграммы (фиг,2 и 3) учитывают задержки в элементах схемы, что подтверждает работоспособность устройства, уверенное считывание нужных уровней во всех триггерах,В интервале времени после появления низкого уровня на выходе амплитудного детектора 9 до заполнения одного из счетчиков 14 и 15 информационный сигнал на выходе устройства уже восстанавливается, хотя ошибки в элементе ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11 не исправляются. При этом ошибки в информационном сигнале на выходе устройства могут удваиваться. Однако, вероятность такого события очень мала, поскольку при нормальной работе устройства вероятность ошибки стробирования биимпльсного сигнала требуется не более 10 (одна ошибка в среднем на 10 тактовых интерваблов), а для первого заполнения счетчика 14 или 15, считающего, например, до 16, при равновероятных символах "1" и "0" передаваемой информации потребуется в среднем 32 тактовых интервала, Вероятность появления и удвоения ошибки в эти 32 тактовых интервала составит 3,2 10 Формула изобретения Устройство для приема относительного биимпульсного сигнала, содержащее последовательно соединенные формирователь импульсов, полосовой фильтр с формирователем сигнала, делитель частоты на два, первый триггер, первый элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и второй триггер, информационный вход первого триггера соединен с входом формирователя импульсов, третий триггер, второй и третий элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два счетчика, о т л и ч а ющ е е с я тем, что. с целью сокращения времени вхождения в синхронизм, введены амплиудный детектор, четвертый, пятый, шестой и седьмой триггеры, четыре элемен 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 та ИЛИ, два элемента И, причем информационный вход третьего триггера соединен с информационным входом первого триггера, выход полосового фильтра с формирователем синала соединен с входом амплитудного детектора, вторым входом второго триггера, первым входом четвертого триггера, второй, вход которого соединен с выходом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, соединенным с первым входом третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом четвертого триггера, выход второго триггера соединен с первыми входами, второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первого и второго элементов ИЛИ, первый выход делителя частоты на два соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, первым входом пятого триггера и является тактовым выходом устройства, второй выход делителя частоты на два соединен с вторыми входами третьего триггера и второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первыми входами первого счетчика и первого элемента И, второй вход которого соединен с первым выходом шестого триггера, второй выход которого соединен с первым входом второго элемента И. второй вход которого и первый вход второго счетчика соединены с выходом первого элемента ИЛИ, выход третьего триггера соединен с вторым входом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с вторым входом пятого триггера, выход которого является информационным выходом устройства, выход второго счетчика соединен с первыми входами шеста;о триггера и третьего элемента ИЛИ, вторые входы которых соединены с выходом первого счетчика, второй вход которого, второй вход второго счетчика и первый вход седьмого триггера соединены с выходом третьего элемента ИЛИ, третий вход которого и второй вход седьмого триггера соединены с выходом амплитудного детектора, выходы второго, первого элементов И и выход седьмого триггера соединены с соответствующими входами четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИСКЛ ЮЧАЮ ЩЕ Е ИЛИ.1672578 дд17 абГ0еж3О Ф иЛЮУбРС ФФьГ Составитель Н. ЛазареваРедактор Л, Гратилло Техред М.Моргентал Ко екто Л. Бескидрр Р 3 2847 Тираж 373 аказ Подписное осудар т и ГКНТ СССР ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5