Регенератор двоичных сигналов

Регенератор двоичных сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е «»794752

ИЗОБРЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со!аз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свил-Ву (22) Заявлено 19.02.79 (21) 2731303/18-09 с присоединением заявки хй -— (23) Приоритет— (51) М. Кл з

H 04J 3/08/

/Н 04 1 7 02

Государственный комитет ва делам изобРетений (43) OnyoäH1;oÂÝHÎ 07.01.81. Гэ!отлете!!ъ ¹ 1 (53) УДК 621.394 (088.8) и открытий (45) Дата опубликования описания 07.01.81 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

А. Е. Красковский и В. В. Мухин

Ленинградский ордена Ленина институт инженеров железнодорожного транспорта им. акад.

В. Н. Образцова (54) РЕГЕНЕРАТОР ДВОИЧНЫХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в устройствах передачи дискретной информации.

Известен регенератор двоичных сигналов, содержащий асинхронный приемник, выходы которого подключены к входам блока элементов записи и через первый элемент ИЛИ к первому входу блока синхронизации, выход задающего генератора подключен к входу асинхронного приемника и к второму входу блока синхронизации, первый выход которого через последовательно соединенные блок вычитания, блок добавления и счетчик-распределитель подключен к первым входам коммутатора, вторые входы которого соединены с выходом первого элемента ИЛИ, выход коммутатора подключен к первым входам первого и второго счетчиков, вторыс входы которых соединены с другими выходами коммутатора, второй выход блока синхронизации подключен к первому входу первого ключа, выход которого подключен к первому входу распределителя записи и к первому входу распределителя считывания, соответствующий выход счетчика распределителя подключен к второму входу распределителя записи, выходы которого через последовательно соединенные блок элементов записи, блок элементов буфер2

H0é памяти и блок элементов считывания подключсны к входам соотвстствующих второго и третьего элементов ИЛИ, выходы которых подключены к входам выходного триггера, соответствующий зыход распределителя записи подключен к второму входу первого ключа, другой выход которого подключен к второму входу распределителя считывания, вы. !

О ходы которого подключены и 1ругнх! ьходам блока элементов считывания, выходы первого и второго счетчиков подключены соответственно к вторым входам блока добавления и блока вычитания (1).

15 Однако известный рсгснератор обладает нсдостаточной jocTOBcðíoñò!.1î приема двоичных сигналов.

Для этого в регенератор двоичных сигналов, содержащий асинхронный присм2р ник, ВыхОды которого подкл!очсны к Входам блока элементов записи и чсрсз первый элемент ИЛИ к первому ьходу блока синхронизации, выход задающего генератора подключен к входу асинхронного приемника и к второму входу блока синхронизации, первый выход которого чсрсз последовательно соединенныс блок вычитания, блок добавления и счетчик-распрсделитель подключен к первым входам ком30 мутатора, вторыс Входь которого сосдпне794752

3 ны с выходом первого элемента ИЛИ, выход коммутатора подключен к первым входам первого и второго счстчикои, вторые входы которых соединены с другими выходами коммутатора, второй выход блока синхронизации подключен к первому входу первого ключа, выход которого одключен к первому входу распределителя записи и к первому входу распределителя считывания, соответствующий выход счетчика-распределителя подклю!ен к второму входу распределителя записи, выходы которого через последовательно соединенные блок элементов записи, блок элементов буферной памяти и блок элементов считывания подключены к входам соогветствующHx второго и третьего элементов

ИЛИ, выходы которых подключены к входам выходного триггера, соответствующпи выход распределителя записи подключсн к второму входу первого ключа, другой выход которого подключен к второму входу распределителя считывания, выходы которого подключены к другим входам блока элементов считывания, введены второй и третий ключи, четвертый и пятый элементы ИЛИ, анализатор шума, анализатор входного сигнала, блок коррекции цикла записи,- решающий блок, блок проверки фазы сигнала записи, блок определения знака и величины сдвига сигнала записи и блок определения знака сдвига входного сигнала, при этом выходы первого и второго счетчиков подключены к первым входам соответственно второго и трегьего ключей, выходы которых через четвертый и пятый элементы ИЛИ подключены к другим входам соответственно блока добавления и блока вычитания, выход первого элемента ИЛИ подключен к входам анализатора шума и анализатора входно

ro сигнала, выходы которых подключены к вторым и третьим входам второго и третьего ключей, соответствующий выход распределителя считывания подключен к первым входам блока проверки фазы сигнала записи, блока определения знака и величины сдвига, сигнала записи и блока определения знака сдвига входного сигнала, выходы которых через решающий блок подключены к первому входу блока коррекции цикла записи, выход блока проверки фазы сигнала записи подключен к вгорому входу блока коррекции цикла записи, выходы которого подключены к другим входам четвертого и пятого элементов

ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ подключен к второму входу блока определения знака сдвига входного сигнала, соответствующий вход блока элементов записи подключен к вторым входам блока определения знака и величины сдвига cHI нала зг: иси и блока проверки фазы сигнала записи, третий вход которого сосдинсн с выходом анализатора шума.

25, 30

4О

45 о

6О

4

1-1а чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого рсгeнсратора.

Регенератор двоичных сигналов содержит асинхронный приемник 1, блок 2 синхронизации, задающий генератор 3, первый элемент ИЛИ 4, блок 5 вычитания, блок 6 добавления, счетчик-распределитель 7, коммутатор 8, первый 9 и второй 10 счетчики, второй 11 и третий 12 элементы

ИЛИ, первый 13 и второй 14 ключи, анализатор 15 шума, анализатор 16 входного сигнала, блок 17 коррекции цикла записи, рсшающий блок 18, блок 19 проверки фазы сигнала записи, блок 20 определения знака и величины сдвига сигнала записи, блок 21 определения знака сдвига входного сигнала, трстий ключ 22, распределитель 23 записи, блок 24 элементов записи, блок 25 элементов буферной памяти, блок 26 элементов считывания, четвертый 27 и пятый 28 элементы ИЛИ, распределитель 29 считывания, выходной триггер 30.

Регенератор двоичных сигналов работает следующим образом.

Сигнал двоичной информации поступает на вход асинхронного приемника 1, на выходах которого в зависимости от выходного сигнала формируются импульсы, соответствуюшие границам элементарных посылок. Сформированные импульсы подаются в блок 24 для запоминания входной информации, а также для подстройки системы тактовой синхронизации импульсы поступают на вход блока 2. С выхода блока 2 через блоки 5 и 6 на вход счетчикараспределителя 7 поступает импульсный сигнал с частотой, превышающей в 4 раза тактовую частоту fo. Счетчик-распределитель 7 рассчитан на четыре выхода н одновременно выполняет функцию обычного счетчика на четыре, поэтому сигнал с четвертого выхода счетчика-распределителя 7 имеет тактовую частоту и управляет работой распределителя 23.

Чтобы не появлялись ошибки, когда амплитуда качаний входного сигнала совместно с шумовыми флуктуациями фазы границ посылок привысит половину длительности посылок, осуществляется слеженис за фазой входного сигнала по отношению к опорному сигналу, каковым является сигнал четырехкратной тактовой частоты, снимаемый с выхода блока 2, и изменение в соответствии с направлением и скоростью качаний фазы сигнала на входе счетчика-распределителя 7, что автоматически приводит к изменению фазы сигнала на входе счетчика-распределителя 7.

При отсутствии качаний сигнала на входе регенератора фазовое положение не флуктуирующих границ посылок соответствует середине тактового периода импульсной последовательности с четвертого выхода

794752

55

5 счетчика-распределителя 7. Реальные шумовые флуктуации границ посылок не велики и находятся в промежутке + то, 1

4 что соответствует второму и третьему состояниям я м счетчика-р асп редел ител я 7.

Это не приводит к изменению фазы сигнала на выходе счетчика-распределителя 7.

Сигналом с четвертого выхода счетчикараспределителя 7 управляется распределитель 23.

При наличии качаний входного сигнала для того, чтобы не появлялись ошибки при записи входной информации, осуществЛяется слежение за фазой входного сигнала по отношению к опорному сигналу, и изменяется фаза сигнала записи на

«1/4то в соответствии с направлением и скоростью качаний фазы входного сигнала. Это осуществляется с помощью блоКоВ 5 H 6, счетчика-распределителя 7, КоМмутатора 8 и счетчиков 9 и 10. Таким образом, происходит уменьшение ьероятности ложного приема информации и достигается высокая цикловая устойчивость тактовой синхронизации при быстрых качаниях фазы входного сигнала.

Работа регснератора при следующих возможных состояниях входного сигнала: смена сильнозашумлснного входного сигнала-нормальным; незначительное (до то) качание и флуктуация фронта входного сигнала; медленные значительные (более то) сдвиги фронтов входного сигнала; рсзкис за одну — две посылки скачки фазы входного сигнала всличиной более

1/2 тр.

Анализаторы 15 и 16, постоянно анализируя входной сигнал, выдают команды, сигнализирующие о поступлении на вход регенератора шума (сильнозашумленного сигнала) ил и нормального входного сигнала. Анализаторы 15 и 16 представляют собой набор счетчиков, на вход которых подаются фронты входного сигнала. Анализ шума или входного сигнала основан на реальном нормальном законе распределения фронтов входного сигнала в зоне пх наиболее вероятного появления. В случае действия шума импульс-команда закрывает ключи 14 и 22. Этим исключается хаотическая подстройка сигнала записи фронтами шумов. 1 роме того, тот же импульс сигнализирует о необходимости проверки фазы сигнала записи. В случае сдвига фазы сигнала записи, что определяет блок 19, поступает команда в блок 17 для проведения коррекции сигнала записи, Тем самым он подготавливается для записи входной информации в случае ее поступления.

Блок 17 представляет собой генератор определенного числа импульсов для добавления их в последовательность импульсов, поступающих на вход счетчика-распреде5

6 лнтсля 7, пли вычитания из этой последовательности. Число их зависит от величины коррекции, необходимой для восстановления фазы сигнала записи. Величину ухода сигнала записи относительно высокостабильного сигнала считывания постоянно определяет блок 19. При наличии нормального входного сигнала анализатор 16 подаст команду на ключи 14 и 22, открывая их и предоставляя возможность осущсствлять слежение за качаниями входного сигнала, беспрепятственно пропуская импульсы добавления или вычитания на входы блоков 5 и 6.

При случайных флуктуациях фронтов входного сигнала илп их незначительных медленных сдвигах происходит подстройка фазы сигнала записи с помощью счетчикараспрсдслитсля 7, коммутатора 8 и счетчиков 9 и 10 путем добавления или вычитания в блоках 5 и 6 одного импульса при смещении границ посылок более чем на

1/4 Тр. Тем самым происходит слежение сигнала записи за смещающимися ьходными посылками. В блоках 20 и 2! (с каждым тактом записи) определяется направлснис смещения фронта входного сигнала и подстройки фазы сигнала записи относитсльно высокостабильного сигнала считывания. Медленные качания фазы входного сигнала могут достигнуть величины, превышающей разрешающую способность бу. ферной памяти, т. е. будет использовано возможное число подстроек, которос определяется емкостью блока 25 и шагом подстройки (емкостью счетчика-распредели геля 7). В этом случае решающий блок 18 подаст команду на блок 17»а восстановление цикла записи, устраняя тем самым возможные сбои по циклу.

При резких слу raiiHblx. бросках фазы фронтов входного сигнала на величину больше чем 1/2 то за одну — две посылки возможны ошибки, когда знаки сдвига фронтов входного сигнала и сигнала записи нс будут совпадать в результате того, что неправильно определится критерий подстройки сигнала записи в системе коммутатор 8, счетчик-распределитель 7, счетчики 9 и 10. Как только сигнал записи сдвинстся на один шаг подстройки и знак подстройки не совпадет со знаком сдвига входного сигнала, сразу жс по поступающим с блоков 20 и 21 импульсам-командам блок 18 определяет направление коррекции сигнала записи и се величину, необходимую для исключения сбосв по циклу

По команде блока 18 блок 17 выдает необходимое число импульсов добавления или вычитания на входы блоков 5 илн 6, сразу изменяя тем самым знак подстройки сигнала записи, причем изменится не только знак подстройки сигнала записи (согласно смещению входного сигнала), но и пропзойдет необходимая коррекция фа794752 зового рассогласования сигнала з" ïèñè и входного сигнала. Дальнейшая подстроика будет производиться в соответствии с возможными состояниями входного сигнала.

Формула изобретения

Регенератор двоичных сигналов, содерхкащий асинхронный приемник, выходы которого подключены к входам блока элементов записи и через первый элемент

ИЛИ к первому входу блока синхронизации, выход задающего гснератора подключен к входу асинхронного приемника н к второму входу блока синхронизации, первый выход которого через последовательно соединенные блок вычитания, блок добавления и счетчик-распределитель подключен к первым входам коммутатора, вторые входы которого соединены с выходом первого элемента ИЛИ, выход коммутатора подключен к первым входам первого и второго счетчиков, вторые входы которых соединены с другими выходами коммутатора, второй выход блока синхронизации подключен к первому входу первого ключа, выход которого подключен к первому входу распределителя записи и к первому входу распределителя считывания, соответствующий выход счетчика-распределителя подключен к второму входу распределителя записи, выходы которого через последовательно соединенные блок элементов записи, блок элементов .буферной памяти и блок элементов считывания подключены к входам соответствующих второго и третьего элементов ИЛИ, rbt oäû которых подключены к входам выходного триггера, соответствующий выход распределителя записи подключен к второму входу первого ключа, другой выход которого подключен к второму входу распределителя считывания, выходы которого подключены к другим входам блока элементов считывания, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности приема двоичных сигналов, введены второй и третий ключи, четвертый и пятый элементы ИЛ! !, анализатор шума, анализатор входного сигнала, блок коррекции цикла записи, решающий блок, блок проверки фазы сигнала записи, блок определения знака и величины сдвига сигнала записи и блок определения знака сдвига входного сигнала, при этом выходы первого и второ,1О го счетчиков подключены к первым входам соответственно второго и третьего ключей, .выходы которых через четвертый и пятый элементы ИЛИ подключены к другим входам соответственно блока добавления и д блока вычитания, выход первого элемента

ИЛИ подключен к входам анализатора шума и анализатора входного сигнала, выходы которых подключены к вторым и третьим входам второго и третьего клю20 чей, соответствующий выход распределителя считывания подключен к первым входам блока проверки фазы сигнала записи, блока определения знака и величины сдвига сигнала записи и блока определения знака сдвига входного сигнала, выходы которых через решающий блок подключены к первому входу блока коррекции цикла записи, выход блока проверки фазы сигнала записи подключен к второму зо входу блока коррекции цикла записи, выходы которого подключены к другим входам четвертого и пятого элементов ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ подключен к второму входу блока определения знака

З сдвига входного сигнала, соответствующий вход блока элементов записи подключен к вторым входам блока определения знака и величины сдвига сигнала записи и блока проверки фазы сигнала записи, третий

4р вход которого соединен с выходом анализатора шума.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

4 1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2535144/18-09, кл, Н 04 В

3/02, 1977 (прототип).