Устройство для восстановления информации

)5 0 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВИДЕТЕЛ ЬСТВ КО АВ тельство ССВ 20/10, 19 Е,О 3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Московский институт инженеров гражданской авиации(56) Патент США М 4191976,кл. 360 - 51, опублик, 1980.Патент СШР 1 Ь 3537082, кл, 360 - 51опублик. 1970.Регарское саиде СР13"4238. кл, б 11 88,РОЯСТВО ДЛЯ ВОССТАНО ФОРг,",Р ИИбрете чие предназначено для н фор,л; ц и и может быть исполя восстановления дискре Изобретение относится к накоплениюинформации, а именно к восстановлению информации,Известно устройство для восстановления информации содержащее блок фазовой автоподстройки частоты, декодер, делитель частоты и элемент задержки, причем вход блока фаэовой автоподстройки частоты соединен с входной шиной, а выход - к выходу делителя частоты и к перволу входу декодера, выход которого соединен с выходной шиной устройства.Недостатками известного устройстваявляются высокая погрешность восстановления информации за счет влияния фазовых колебаний информационного сигнала, а такинфор;лации. Целью изобретения является повышение быстродействия и точности устройства, Устройство для восстачоьления информации содержит блок элементов задержки и блок фаэовой автоподстройки частоты, подключенные вхсдали к входной ,вине, м)льтиплексор, информационные входы которого соединены с выходами элементов задержки, а выход - с одним входом декодера, другой выход которого соединен с выходол дел бетеля, выход которо.о порключен к выходу блока фазовой аьтоподстройки частоты, выход дексдера с-единен с выходной шиной устройс"е, рер.льн,:й счетчик и элемент задержки, вход которого соединеч с выходом блока фазсвой автоподстроики частоты В устр."истьо ьве;,еы формирователь импульсо=. ен-:;:-т. ", рег".стр, сч тчик, дешифратор, эле ле, ,1. ", и сумглатор. 2 ил. же ниэ се быс-.родейстьие и неьь сокая точность восстановления информации.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для восстановления информации, содержащее блск фазовой аьтоподстройки частоты, подклкоченный входогл к входной ш не и выходэл через делитель частоты к перволюбу входу декодера, соединенного выко-ом с выходной шиной, эле)лент задержки, мультиплексор, триггер, реверсивный счетчик и блсл г,о.;ледовательно соединенных элелмнтов задержки, подключенный входом к вхсдной шине и выходами элементов задержки к информационным входам лфультиплексора, подсоединенного вь,ходом ксинхронизирующему входу реверсивного счетчика и триггера, соединенного выходом с управляющим входом реверсивного счетчика и с вторым входом декодера, причем элемент задержки включен между выходом блока фазовой автоподстройки частоты и информационным входом триггера, в реверсивный счетчик подключен выходами к адресным входам мультиплексора,Недостатком известного устройства является низкое быстродействие, При значительном фазовом колебании реверсивный счетчик осуществляет подстройку задержкиинформационного сигнала к центру временного окив, последовательно перебирая все значения задержки от текущего до оптимального. При этом возникает объективное противоречие (свойственное большинству подобных систем) - требование точности подстройки фазового сдвига под значение окна обусловливает большое количество :лементсв задержки в блоке, причем каждая задержка (отдельного элемента) должна быть малой, чтобы не допустить большей 1 сгрешности,Наличие большого количества элементов задержки при их последовательном переборе требует большсгс времени подстройки задержки информационного сигнала к временному окну, что снижает эффективность работы устройства, так как значительное время иэ общего врел 1 ени работы формируемый им Фазовый сдвиг может находиться вдали от временного окна, не успевая подстраиваться под него при ограстке Фазовых кслебэнй Пр значительных фазовых колебаниях (в плохих каналах связи) устройство может даже потерять работоспособность, тэх кэк при фиксированной скорости стс.;е,лаэния Ф;- зсвых колебаний будет не в состоя н отрабатывать их фазсвый сдвг (меатся в виде информационные сигналы),Если же время отдельных задержек выбрано достаточно большим для реализации подстройки при значительных Фазовых колебаниях, это вызывает снижение точности подстройки, так как, например, находясь вблизи временного окна в области ранней временной задержки, информационный сигнал вызывает подстройку устройства в область поздних временных задержек, что при большом значении отдельной временной задержки в блоке элементов задержки означает отдаление от оптимального времени задержки,С целью частичного устранения указанного недостатка целесообразно реализовать переменную величину подстройки: на основе оценки блиэсс 1 и задержки инфор мационного сигнала к значению окна шаг подстройки должен быть пропорциональным разности между текущей и оптимальной задержками.Кроме того, целесообразно реализовать зону нечувствительности устройсвта при достижении задержками значения, близкого к оптимальному (около временного окна), с целью повышения точности подстройки, Будучи близко к временному окну (или даже -510 в нем,неправомерно осуществлять подстройку, которая заведомо ухудшит фазовое соотношение информационного сигнала и синхросерии 15 20 Целью изобретения является повышение быстродействия и точности,Поставленная цель достигается тем, что в устройство для восстановления информации, содержащшее блок элементов задержки и блок фазовой автоподстрсйки частоты, подключенные выходами к входной шине, мультиплексор, информационные входы которого соединены с выходами элементов задержки, а выход соединен с одним входом 25 декодера, другой выход которого соединен с вхсдсл 1 делителя, вход которого подключен к выходу блока Фаэсвсй автспсдстрсйк частоты, выход декодера сседнен с выходной шиной. реверсивный счетчк и элемент задержки, вход которого соединен с выходом блока Фазсвой автспсдстрсйки частоты,30 введены формрсватель импульсов, генератор. регистр, счетчик, дешифратор, элел 1 ент ИЛИ и сумматор, причем выход генератора соединен с сн;срсвхсдсл 1 счетчика, выходы 35 которого ссед 1 нены с входам дешфратсра, выходы кстсрсгс подключены к входам элемента ИЛИ, выхсд которого подключен к синхрснэирующел 1 у входу реверсиенсго счетчика, выход стэршегс рээрядэ счетка сседг ен с упрэвляющич вхсдс реверсвнсгс счетчла сс стар.,м разряд" г первой группы ехсдсл 1 сул 1;этсра, к дргому входу первой гру" пы кстсрогс подключены выходы реверсивного счетчка, входы второй группы сумл"атсра соединены с выходами регистра и с адресными входами мультиплексора, а выходы - с информационными входами регистра, выход мультиплексора подключен к синхровходу счетчика, выход элемента задержки через формирователь импульсов соединен с входами сброса счетчика и реверсивного счет 4045 50 чика ции; на фиг.2 - структурная схема сумматора.Устройство для восстановления информации содержит блок 1 элементов задержНа фиг.1 приведена структурная схема55 устройства для восстановления информа 1707620ки, мультиплексор 2, сумматор 3. реверсивлый счетчик 4, элемент 5 задержки, блок 6 фазовой автоподстройки частоты, генератор 7, счетчик 8, дешифратор 9, элемент ИЛИ 10, регистр 11, делитель 12, декодер 13 и формирователь 14. Входная шина 15 устройства соединена с входами блоков 1 и 6, Выходная шина 16 устройства соединена с выходом блока 13. Выходы блока 1 оединены с информационными входами блока 2, выход которого подключен к синхрониэирующему входу блока 11. Выходы блока 3 соединены с информационными входами блока 11. Выходы блока 4 соединены с одной группой в:,адов блока 3. Выход блока 6 соединен с ьходом блока 13 и через блоки 5 и 14 соединен с входами сброса блоков 4 и 8. Выход блока 7 подключен к синхровходу блала 8, выходы которого соединены с входами блока 9, выходы которого соединены с входами блока 10, выход которого подключен ку синхровходу блока 4.Выход блока 11 соединен с дру ой группой входов блока 3 и с адресными входами блока 2. Выход блока 12 соединен с другим входом блока 13, выход блока 14 подключен к входам сброса блоков 4 и 8. Выход старшего разряда блока 8 соединен с дополнительным (старшим) входом второго слагаемого блока 3.Сумматор 3 содержит группу сумматоров 17 по модулю два. одни входы которых соединены с выходами блока 4, а другие объединены и подключены к выходу старшего разряда блока 8, соединенному также с одним входом старшего разряда сумматора 18.Другой вход (второго слагаемого) старшего разряда сумматора 18 заземлен, Входы первого слагаемого у сумматора 18 соединены с выходами сумматоров 17 по модулю два, входы второго слагаемого - с выходами регистра 11. Вход переноса сумматора 18 эаэемлен. Выходы сумматора 18 соединены с входами первого слагаемого сумматора 19, входы второго слагаемого которого заземлены, выход переноса сумматора 18 соединен с выходом переноса сумматора 19. Выходы сумматора 19 соединены с входами регистра 11 устройства.Устройство работает следующим образом.Блок 6 фаэовой автоподстройки частоты служит для формирования импульсов из входной информации и привязки их по частоте и фазе. С его выхода синхросигналы через делитель 12 (делитель на два) частоты поступают на вход декодера 13, на другой вход которого поступает входная информация. Декодер 13 осуществляет декодирова 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ние(прием)информации, Блок 1 последовательно соединенных элементов задержки представляет собой согласованную линию задержки. Мультиплексор 2 производит выборку задержанных сигналов в соответствии с адресом, содержащимся в регистре 11. Старшимй разряд его значение) счетчика 8 задает направление счета реверсивному.счетчику 4. Элемент 5 задержки осуществляет задержку своего входного сигнала нэ величину, равную половине максимальной величины задержки блока 1 последовательно соединенных элементов задержки, чтобы иметь возможность регулировать задержку входного сигнала с обеих сторон временного окна (являющегося оптимальной задержкой временного сигнала для восстановления информации при фазовых флуктуациях), Счетчик 8 создает временную сетку импульсов для оценки близости и знака рассогласования между информационным импульсом с текущей задержкой и временным окном, В счетчике 4 (реверсивном) хранится текущая (для каждого значения рассогласования) величина коррекции задержки, выраженная в числе номеров элементов задержки блока 1 на которое при определенном рассогласовании передвинется задержанный информационый импульс.Дешифратор 9 определяет для каждого значения рассогласования переход реверсивного счетчика с одного значения шага коррекции на другой, В сулматоре 3 вычисляется скорректированный номер элемента задержки блока 1. с которого мультиплексор снимает информационный сигнал.Принцип работы устро,1 ства основан на автоматической установке данных в центр временного окна для устра чения погрешности синхронизации, причем в отличие от известного устройства установка производится шагами, величина которых зависит от рассогласования информационного сигнала и синхросигнала по фазе (фазовой флуктуации информационного сигнала), и имеет место зона нечувствительности устройства, за счет которой при нахождении информационного сигнала внутри временного окна коррекции не производится, чем дополнительно повышается точность устройства.Генератор 7 вырабатывает импульсы, частота которых в целое число раз больше частоты сигналов с блока фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ): Гг - гп1 эдпч. Модуль счета счетчика 8 также равен гп, так что счетчик 8 эа период сигнала с выхода блока ФАПЧ пробегает все состояние от 0 до в. По положительному фронту сигнала с эле 17078205 10 15 ОО ЗО 35 40 45 50 55 мента 5 задержки формирователь 14 вырабатывает короткий импульс, устанавливающйй СчЕтЧНКИ 4 И 8 В НУЛЕВОЕ СОСтсян 1 Е. Этаделается для устранения нэкоплеия ошибки в рэбэ- с 1 етч 1 ксв 8 и 4 и блоэ ОАПЧ,1 ак кэк генератор 7 и блок ФАПСИ (и с ним -частота информационных сигналов) не синхронизированы жестко, и если за время периода сигнала с выхода блока ФАПЧрассогласование между этим периодом ипериодом сигнала с выхода счетчика 8 может быть прсиэвольно мало (для кварцевыхгенераторов не ь ревы шэет ть Г 1 ных дэле 1прсцен; з то за длительРОе ереф,. Работы.С : :; Бхсд, й ин 4 О,эцг ) нй и .1-та В Л ОЛ 1.Нт :.Д-: СЧЕТчй0 ; .,.О;1:я Е Н,ЛЕ-Ол ССС 1 Н 1." 1 Офсло1 СО 1 т-, ЕТ, Тэу; - Т МОМЕНТУ Пр ход ПОЛ,ч,11 С 1 О С,АФРОНТ: СИГН;,"Выл "Э Г 1 ка ОАП 11 Если иф:,рл 1 ац 11 сн 1,й л,пгьс свыхода м;, ьтиплекс;ра посгупает раньше,ЧЕ;л Пог, и ИТЕЬЫ 11 +:"ОНТ С ВЫл Э Эпсл 1 ЕН -тэ 14 задержки имее 1 место ранняя ээд ржкэ, т.е, инФОрл 1 ационньи импульсопережает вр:мснное окно и его ну;.но зэдс, кать на большее время, че т лущсезначение э-держки. Если 1 нф О." "цисИ"ПУЛС ОТСТЭЕТ, ЧТО ОН НЭ;.Д, - :,ПОЗДНС,1 ЗВДЕРЖКИ И НОМЕР Элвл ЕН-Э ЗЭ ЕО.жки блока 1 необходимо ул 1 еь ть ч 1 сГ.ПрИбл 1 Э - ,Ь И форкацИОННЫС 1 СИГНЭг К ОПТИ. ЭЛЬНСМУ ЭНЗЧЕНИ,О - ВРЕЛ 1 ЕННЭл 1 У ОУ.Выходы счетика 8 берутся (ьсе, вклюэястарший разряд) с инвсрсных вы Од; в соответствую цих триггеров счетика, тэ;,л образом, в момет сброса со сч-, икэсн 1 мается (напр 1 лер, двочное) п;с-О111 а перед его сброссм с него сп м;етсядвоичное число 0000,Это необходимо для прав.1 льно; О 4 у 1 кционирования узлов, реализующих коррекцию.Деш.+ ратор 9 определяет вел 11 ну ц.ага подстройки и область значен,11 содерж мого счетчика 8, для которой выбранконкретный шаг подстройки. Ра" смотрим реализацию узлов 8,9 и 4 на кокретнол 1 примере.Предположим, что пт = 100. Следовательно, на 51 такте генератора 7 стэрш 1 й разряд счетчика 8 устанавливается в еди. ничное значение (с инверсного выхода снимается нулевой потенциал),Дешифратор 9 настраивается нэ комбинации разрядов счетчика 8, сислметричные относительно нулевого значения содержимого счетчика (например, он настроен нэ колбинации: 5,20,40,60,80,95) и последние трИ ЧИСЛа СООТВЕТСТВУЮТ Отрйцатвль,1 числам относительно периода 100 - чела -10, -20, 1-5. ПОСЛЕ СбрОСа Счвтч 11 коо Сиг 1 Э- лы элемента 10 ИЛИ поступают на счетныи влод реверсивного счетчика в указанные такты работы. При этом, поскольку в первой г Оловине периода счета счетчика 8 значение з 1 акового разряда нулевое, единичный с,:гнал с его выхода уста,э;еэет счетчик 4 в режил слслке,1 я, Тэн м "брээол, до 5 такта сетч к 4 - в лево л состсд 111, ст . до 20 - в состгян и 000 1, от 20 до 40 - 00010, ст 40 до 60 - в сс 1:тс-,н 1 и П"г 11, ПО-ле 50 такта значение рэ ддэ (стар ыего) счетчика 8 меняется, и счстч 4 перевод, тся в ре,11 л еьчитаия, т е. госге 80 такта " лр 11 Ое его г 1 п 0 1" г-. 1 РО - "пп "О;ле 15 - О".О .0 Тэк: . Обрэ -м, в -" - дгя ЛобОГО ОтрЕЭКЭ ВрЕЛ.НИ Г,. Г . Сд Сигнала С ЭлЕМЕнта .4 С -;1 С,.држится абсолютная еина шэгзГГ, Е К Ц 1 1Знак шага Опр:деляется значением СтарШЕГО раэрдда СОДЕрж 1 л 1 СГО СЧСтл 1 КЭ 8, подэвэелого в кае тае знэовог рэз:,ядэ для слэгэелого От с.1 ет-.э 4 с с ."л.т: сСуЛматор 3 МСжет Эыт В:, и".л,сч С"-,. с ь м образом для алгебраич Огэ слсПЕ"ВОСО СЛГЭЕЛСГО ГСОДЕ-, . ""Е,;-,Э 11, представляющего собО,1 те 1;О 1 нсл 1 ер элемента ээд. ряхки блока 1, с которого снима.тся 11 нфорл 1 эциопьи сигнал нэ 1 ульт 1 плесор 2) - э о с; гэе "1 ое всегда ПОЛОжТЕ 1 ЬНОЕ, И ВТООЭ 1 СЛЭГЭЕЛ 1 ОГО (ПО- правка к ном"ру элсл ента задержки блока 1, ко 1 орый будет подк ючен на вьход мультипл=:сора 2 в реэуль а е вычисленного и реа;изован ного шага подст ройки) - зт О слааемое л 1 ож.т бь ть кэл голожительное, так и отрицательное, в зс в".гл 1 ости от Фазы содежимого счет 11 ка 8 .Си поступлении информационного имгул,са.Сама величина шэгэ записана в счетчике 4.Пусть, например, иОрлационный импульс поступил в л 1 эл 1 ент врвмени, когда счетчик 8 находится в состоянии 25 (здесь приведены десятичные эквиваленты номе 1707620 1 О5 10 15 20 25 30 ф)5 40 45 50 55 ров тактов и содержимого счетчика 8 дляпростоты). При этом содержимое счетчика 4равно 00010, Приход информационногоимпульса на 25 такте означает, что информационные импульсы находяться в областипоздней задержки (так как идеальное состояние - приход их при содержимом счетчика8 000.00).Следовательно, необходимо уменьшитьномер элемента задержки блока 1, с которого формируется сигнал нз выходе мультиплексора. чтобы приблизить его квремен ному окну.Данное устройство уменьшает номер на2 (число, записанное в двоичном коде в счетчике 4). Положительное значение сигнала синверсного выхода старшего разряда счетчика 8 определяет режим вычитания содержимого счетчика 4 иэ содержимогорегистра 11.Сумматор 3 осуществляет преобразование (на сумматорах 17 по модулю два) слагаемого от счетчика 4 в обратный код.Суммирование производится в обратномкоде на сумматорах 18 и 19, причем в соответствии с операциями в обратном коде вслучае переполнения (сигнала переноса)знакового разряда эта единица добавляется4в лладший разряд алгебраической суммы,что реагизуется сумматором 19, Сумматор 3может быть выполнен лкбыгл другим стандартным образом, когда одно из сла;аемыхможет быть как голсжительным, так и отри.цательным, и алгебраическое суммиобвание гроизвсдится в обратчсм коде.Таким образом, из текущего значенияномера задержки с блока 1 вычитается 2,лодифицироеачное число записывается (вмомент поступления импульса с мультиплексора - информационного импульса) врегистр 11 и становится новым значениемзадержки информационного сигнала.Аналогично работает устройство приприходе информационного импульса в момент, когда содержимое счетчика 8 находится в пределах 50-100. При этом значениесигнала с выхода старшего разряда счетчика 8 (с инверсного выхода) нулевое, имеетместо ранняя задержка. содержимое счетчика 4 сумлируется с содержи, ы,"л регистра11, и номер элемента задержки блока 1 увеличивается, приближая значение задержкиинформационного илпульса к окну,При поступлении информационного импульса при содержимом счетчика 8 от 5 до+; содержимое счетчика 4 нулевое, что соответствует нахождению информационногосигнала во временном окне, и не требуеткоррекции, что обеспечивает зону нечувствительности устройства при удовлетворении задержки информационного сигналатребованиям точности,Выбор количества различных шаговкоррекции, их значения и области фаэ счетчика 8, к которым относятся конкретныезначения шагов, величина зоны нечувствительности и, соответственно, быстрота иточность коррекции фазовых флуктуацийинформационного сигнала, определяетсяемкостью счетчиков, величиной гп и задействованными выходами дешифратора 9.Предпочтительно перед началом работы устройства устанавливать содержимоерегистра 11 в среднее значение, соответствующее выборке информации со среднегоэлемента задержки блока 1.Таким образом, заявляемое устройствоэа счет переменного шага коррекции, зависящего от рассогласования по фазе синхросигнала и информационного сигнала,позволяет повысить быстродействие по коррекции фазовых флуктуаций и тсчность засчет реализации эоны нечувствительности,При задействованных первом и последнем выходах дешифратора 9, соединенныхс входами элемента ИЛИ, работа заявляемого устройства не отличается от работыизвестного.Базовым объектом для предлггаемсгоустройства является известное устройстводля восстановления информации.Недостатками базового объекта является низкая точность, большая погрешностьвосстановления информации из-за недостаточного устранения влияния фазовых флуктуаций а также низкое быстродействие,Заявляемое устройство псзволяет в цироих прсделах регулировать быстродействиепри удовлетворении требозаний к течостикоррекции и обработке фа новых код-.еганийинф зрмационного сигнала относи. ельносин росгналов. ч-о позволяет кацест. сенои быстро восстанавливать информа и з иповышать эффективность соответств, ющихсистем передачи данных и обработки сигналов.Формула изобретенияУстройство для восстановления информации, содержащее блок элементов задеркки и блок фазовой автоподстройкичастоты, подключенные входагли к входнойшине, мультиплексор, информационныевходы которого соединены с выходами элементов задержки, а выход соединен с однимвходом декодера, другой вход которого соединен с выходом делителя, вход которогоподключен к выходу блока фазовой автоподстройки частоты, выход декодера соединенс выходной шиной, реверсивный счетчик иэлемент задержки, вход которого соединен, Гратилло Тех рер М. Моргентал ектор Н, Ревская акт аказ 268 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственчого комитета по изобретениям и открытиям113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 КНТ ССС Произоде.венце-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул.Гагарина с выходом блока фазовой автоподстройки частоты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, в него введены формирователь импульсов, генератор, регистр, счетчик, дешифратор, элемент ИЛИ и сумматор, причем выход генератора соединен с синхровходом счетчика, выходы которого соединены с входами дешифратора, выходы которого подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого подключен к синхровходу реверсивного счетчика, выход старшего разряда счетчика соединен с управляющим входом реверсивного счетчика и со старшим разрядом первой группы входов сумматора, к другим входам первой группы которого подключены выходы ре версивного счетчика, входы второй группысумматора соединены с выходами регистра и с адресными входами мультиплексора, а выходы - с информационными входами регистра, выход мультиплексора подключен к ЪО синхровходу регистра, выход элемента задержки через формирователь импульсов соединен с входами сброса счетчика и реверсивного счетчика,