Адаптивный цифровой корректор

СОЮЗ СОВЕТСКИХоаИИамвнаРЕСПУБЛИК 9) ОИН 04 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) 1.Авторское свидетельство СССВ 741477, кл. Н 04 В 3/04, 1980.2, Авторское свидетельство СССРУ 519869; кл. Н 04 В 3/04, 1974(54)(57) АДАПТИВНЫЙ ЦИФРОВОЙ КОРРЕК.ТОР, содержащий последовательно сое.диненные первый аналого-цифровойпреобразователь, первый оперативныйзапоминающий блок, цифровой перемножитель и сумматор-накопитель, атакже второй оперативный запоминающий блок, управляемый генератор,блок адаптивной настройки и блокуправления, причем выход сумматоранакопителя соединен с первым входомблока адаптивной настройки, второйвход которого соединен с вторым выходом первого оперативного запоминающего блока, первый выход блокаадаптивной настройки соединен с вторым входом цифрового перемножителя,первые управляющие входы первого ивторого оперативных запоминающихблоков соединены соответственно спервым и вторым выходами блока управления, третий и четвертый выходыкоторого соединены с третьим и четвертым входами блока адаптивной настройки, а выход управляемого генератора соединен с входом блока управления, о т л и ч а.ю щ и й с я тем,что, с целью расширения диапазона. корректируемых линейных искаженийсигнала, в него введены второй ана-лого-цифровой преобразователь, регистр сдвига, цифровой вычитатель, два триггера, счетчик и дешифратор, при этом сигнальный вход первого аналого-цифрового преобразователясоединен с сигнальным входом второ. го аналого"цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом второго оперативного запоминающего блока, выход которого соединен с первым входом цифрового перемножи. теля, выход сумматора-накопителя соединен с сигнальным входом регистра сдвига, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым входами цифрового вычитателя, выход которого соединен с первым входом первого триггера, выход которого соединен с первым входом управляемого генератора, второй вход первого триггера соединен с пятым выходом блока управления, а второй вход управляемого генератора соединен с первым входом счетчика и с шестым выходом блока управления, выход управляемого генератора соединен с первым входом второго триггера, выход которого соединен с вторым входом счетчика, выход которого соединен с входом дешифратора, первый выход которого соединен с вторым водом второго триггера, а второй и третий выходы соединены соответственно с управляющими входами первого и второго аналого-цифровых преобразователей, вторые управляющие входы первого и второго оперативных запоминающих блоков и управляющий вход регистра сдвига соединены с седьмым выходом блока управления, восьмой выход которого соединен с пятым входом блока адаптивной настройки.1 ОВЗЗИзобретение относится к электро 1связи и может использоваться для адаптивной коррекции межсимвольной интерференции в принимаемых сигналах даннык. 5Известен адаптивный корректор цифровых сигналов, содержащий последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, запоминающий блок, цифровой перемножитель, сумма О тор-накопитель и блок адаптивной настройки 1"1 1Недостаток известного устройства заключается в том, что для выделения тактовой синхронизации исполь- , 15 зуется неоткоррехтированный входной сигнал, что ухудшает работу системы синхронизации, а при больших линейных искажениях сигнала (глазковая диаграмма закрыта) делает ее невоз можной. Поэтому устройство обладает малой помехоустойчивостью и малым диапазоном корректируемых линейнык искажений принимаемого сигнала.Наиболее близким по технической 25 сущности к предлагаемому является адаптивный цифровой корректор, содержащий последовательно соединенные. первый аналого-цифровой преобразователь, первый оперативный запоми- Зо нающий блок, цифровой перемножитель и сумматор-накопитель, а также второй оперативный запоминающий блок, управляемый генератор, блок адаптивной настройки и блок управления причем выход сумматора-накопителя соединен с первым входом блока адаптивной настройки, второй входкоторого соединен с вторым выходом первого оперативного запоминающего 40 блока, первый выход блока адаптивной настройки соединен с вторым входом цифрового перемножителя, первые управляющие входы первого и второго оперативных запоминающих блоков сое" 45 динены сбответственно с первым и вторым выходами блока управления, третий и четвертый выходы которого соединены с третьим и четвертым входами блока адаптивной настройки, фа выход управляемого генератора соединен50 с входом блока управления 21.Данное устройство характеризуется малым диапазоном корректируемых линейных искажений принимаемого сигнала из-за недостаточно эффектив ной работы схемы синхронизации в начальный период адаптивной настройкикорректора. Информация. о фазе выделя 79= 1 Т+ ДТ+2 зпервым и вторым входами цифрового вычитателя, выход которого соединен с Первым входом первого триггера, выход которого соединен с первым входом управляемого генератора, вто рой вход первого триггера соединен с пятым выходом блока управления, а второй вход управляемого генератора соединен с первым входом счетчика и с шестым выходом блока управления, 10 выход управляемого генератора соеди/нен с первым входом второго триггера, выход которого соединен с вторым входом счетчика, выход которого соединен с входом дешифратора, первый 15 выход которого соединен с вторым входом второго триггера, а второй и третий выходы соединены соответственно с управляющими входами первого и второго аналого-цифровых преобразова телей, вторые управляющие входы пер- . вого и второго оперативных запоминающих блоков и управляющий вход реги-ф стра сдвига соединены с седьмым вы-ходом блока управления, восьмой вы ход которого соединен с пятым входом блока адаптивной настройки.На фиг. 1-4 приведены структурные электрические схемы адаптивного цифрового корректора, блока адаптивной З 0 настройки, блока управления и управляемого генератора соответственно; на фиг.5 - результаты экспериментальных исследований. Адаптивный .цифровой корректор (фиг. 1) содержит аналого-цифровые преобразователи (АЦП) 1 и 2, опера-. тивные запоминающие блоки 3 и 4, цифровой перемножитель 5, сумматор накопитель 6, блок 7 адаптивной настройки, регистр 8 сдвига, цифровой вычитатель 9, первый триггер 10, управляющий генератор 11, второй триггер 12, счетчик 13, дешифратор 45 14, блок 15 управления.Блок адаптивной настройки (фиг.2) содержит регистр 16 сдвига, цифровой вычитатель 17, постоянный запоминающий блок 18, знаковый перемно житель 19, сумматор-вычитатель 20, оперативный запоминающий блок(ОЗУ) 21.Блок управления (фиг. 3) содержит триггер 22, счетчик 23, дешифратор 55 24, элемент И 25, счетчик 26, элемент И 27, счетчик 28, тактовый генератор 29. 4Управляеь 1 ый генератор (фиг. 4)содержит инвертор 30, реверсивныерегистры 31 и 32 сдвига, блок 33добавления-вычитания импульсов,делители 34 и 35 частоты.На фиг. 5 приведены сравнительоные экспериментальные зависимостивероятности ошибки Р приема диск"ретной информации на выходе предлагаемого устройства и прототипаот соотношения сигнал/шум 0 /О нас аих входе для трех типов каналов связи с разными линейными искажениями,причем кривые 1 и 1 соответствуютиканалу без искажений, кривые 2 ин2 - каналу с неравномерностью АЧХ12 дБ, а 3 и 3" - неравномерностиАЧХ 5 дБ на выходе прототипа ипредлагаемого устройства соответственно.Адаптивный цифровой корректорработает следующим образом,Принимаемый сигнал с выхода канала связи поступает на входы АЦП 1и 2, где стробируется и преобразуется в цифровой двоичный код, причемв АЦП 1 сигнал стробируется в моменты времени где 7 - оценка фазы момента стробирования;Т - длительность элементарнойпосылкиа в АЦП 2 в моменты времени при дТ ( Т. Иоменты стробированияиопределяются тактовым гене-. ратором 29 и управляемым генератором 11, задающим моменты времени КТ+, и триггером 12, счетчиком 13 и дешифратором 14, определяющим постоянный временной сдвиг дТ между моментами стробирования. С выходов АЦП 1 и 2 цифровой код отсчетов входного сигнала с частотой Е = 1/Т переписытвается в оперативные запоминающие блоки 3 и 4 соответственно по сигналу, сформированному дешифратором 24, счетчиком 23 и триггером 22.Далее следует процедура вычислейия откорректированного выходного отсчета сигнала, которая на интервале Т производится дважды для вычисления выходных отсчетов У и У(й ).Для вы10833 ДУ ат 40 5числеиия У(С ) производится после"довательное считывание неоткоррек"тированных отсчетов входного сигнала Х, из оперативного запоминающего блока 3 с частотой 51 съ 2 Г, (Я+1), где Я - количествоотсчетов, записанных в оперативномзапоминающем блоке 3, причем адреса обращения к оперативному запоминающему блоку 3 формируются счетчи-. 10ком 26 и элементом И 25, Цифровойперемножитель 5 выполняет 0 опера-.ций перемножения отсчетов входногосигнала на соответствующие весовыекоэффициенты корректора С, эапи-15санные в ОЗУ 21, команды управлениядля которого Формируются счетчиком28 и элементом И 27. Результатывсех произведений суммируются сумматором-накопителем 6, и через М опе" 20раций сложения получается выходнойотсчет откорректированного сигналайт.( ).Е Х. (Е ) С,1 1 ии 1-и 125что соответствует алгоритму цифровойнерекурсивной Фильтрации, Вычисление выходного отсчета У(1) производится аналогично, только дпя коррекции используются входные отсчеты, 30записанные в оперативном запоминающем блоке 4,Оптийизация весовых коэффициентов корректора производится на каждом такте, параллельно с вычислением выходного отсчета по знаковомуалгоритму стохастической аппроксимации где С - значение п-го весового коНэффициента корректора после) - шаг- адаптации;е 1 1,1 - среднеквадратичная ошибка.Знак сигнала среднеквадратичнойЭ ошибки, который вычисляется в цифровом вычитателе 17 из выходногоотсчета Т(1), и порогового уровня, записанных в регистре 16 сдвига и в постоянный запоминающий блок 18 соот. ветственно, умножается на знаки неоткорректированных отсчетов сигна ла в знаковом перемножителе 19, Взависимости от результата перемйоже. ния в сумматоре-вычитателе 20 осуще 79 аствляется суммирование или вычита-.ние значения шага адаптации.из коэффициентов корректора, записаннвйр в оперативном запоминающем блоке 21.Определение фазы моментов стробирования входного сигнала производится по алгоритму где В - шаг подстройки фазы такто"вого колебания;- фаза стробирования на 1-мшаге подстройки,Вместо определения знака производной - - производится вычислениедГзнака айпроксимации У(Ф) - У(Г+ Д),для этого выходные отсчеты У(е 1) иТ(й ) последовательно записываютсяв регистр 8 сдвига и после вычитанияв цифровом вычитателе 9 знак результатазаписывается в триггер 10,По этому сигналу производится подстройка фазы моментов стробирования в управляемом генера 1торе 11. Управляющий сигнал усредняется реверсивными регистрами 31 и32 сдвига, причем на второй из нихсигнал поступает через инвертор 30.Блоком 33 добавления-вычитания импульсов по сигналу, приходящему свыходов реверсивных регистров 31 и32, производится добавление иливычитание импульсов из последовательности, формируемой тактовым генератором 29 и делителем 34 частоты(на два), что соответствует сдвигуфазы стробирования влево или вправо,Делитель 35 частоты делит частоту импульсной последовательности, приходящей с выхода блока 33 до тактовойчастоты Й еПо сигйалу тактовой синхронизации, приходящему с выхода делителя35 частоты, триггер 22 устанавливается в исходное состояние и даетсигнал разрешения на счетчик 23,который вместе с дешифратором 24формирует сигналы управления и синхронизации корректора. Цикл формирования заканчивается установкойтриггера 22 в нулевое состояниесигналом,приходящим с дешифратора 24,Предлагаемое техническое решениепозволяет существенно расширить диапазон корректируемых линейных искажений сигнала и повысить помехоустойчивость приема, особенно в каналах связи с быстронэменяющимися10833 7параметрами. Этот. эффект обусловлен тем, что в предлагаемом устройстве фаза тактовых импульсов определяется из условия равенства нулю производной огибающей сигнала на выходе корректора и стробирование входного сигнала осуществляется всегда в точках максимума на тактовом интервале./ Такой критерий выделения фазы позволяет уменьшить флуктуации фазы так .товых импульсов, особенно в начальный период настройки адаптивного корректора.Как видно из результатов экспериментов (фиг. 5), зависимости вероят ности ошибки приема от соотношения сигнал/шум на входе корректора для 79 8известного и предлагаемого устройств в канале без искажений (кривая 1 и 1 ) совпадают. При больших искажениях (неравномерность АЧХ 12 и 15 дБ) кривая помехоустойчивости/ для известного устройства (кривые 2 и 3) не убывает с ростом соотношения сигнал/шум, что свидетельствует об отсутствии сходимости вектора коэффициентов корректора к оптимальному, в то время как в предлагаемом устройстве вероятность ошибки бывает почти так же, как и в канале, без искажений (кривые 2 и 3"), что подтверждает эффективность предлагаемого технического решения.1083379 то 1 Г 78 3 Составитель А. СеселкТехред М,Кузьма Петра едакто 89/53 Тираж 635 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушссное каэ тета СССРрытий на Патент" Ужгород, ул. Проектная,о 2 Я 4 Х Ю 7 ектор А. Зимокос