SU1062880A1

SU1062880A1 - Device for selecting clock pulses

Info

Publication number: SU1062880A1
Application number: SU823417817A
Authority: SU
Inventors: Борис Сергеевич Данилов; Вячеслав Владимирович Орлов
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6609
Priority date: 1982-04-02
Filing date: 1982-04-02
Publication date: 1983-12-23

Abstract

УСТРОЙСТВО ВЬЩЕЛЕНИЯ ТАКТО,ВЫХ ИМПУЛЬСОВ, содержащее послёдовательно соединенные блок добавлени вычитани , делитель частоты и фазовый дискриминатор, а также реверсивный счетчик, выходы переноса которого подключены к соответствующим входам блока добавлени -вычитани , дополнительный вход которого вл етс входом устройства выделени тактовых импульсов, отличающеес тем, что, с целью повышени точности выделени тактовых импульсов , введены последовательно соединенные элемент ИЛИ и блок прив зки импульсов, последовательно соединенные входной счетный триггер и счетчик, а также первый, второй, третийи четвертый элементы И и асинхронный триггер, выход которого подсоединен к первым входам первого и второго элементов И, выходы которых подсоединены к соответствующим входам реверсивного счетчика, вторые входы первого и второго элементов И подключены к соответствующим выходам фазового дискриминатора и соответствующим входам элемента ИЛИ, выход Сброс блока прив зс $ ки импульсов подсоединен к сбросовому входу счетчика, выходы которо (Л го поразр дно чере.з соответствующие третий и четвертый элементы И подсоединены к раздельным входам асинхронного триггера, при этом парафазный выход счетного триггера подсоединен к второму входу блока прив зки импульсов. СЗд юTAKTO, OUT PULSE EQUIPMENT DEVICE, containing successively connected subtraction addition unit, frequency divider and phase discriminator, as well as a reversible counter whose transfer outputs are connected to the corresponding inputs of the addition and subtraction unit, the additional input of which is the input of the clock pulses, different themes that, in order to improve the accuracy of the selection of clock pulses, the sequentially connected element OR and the block of binding of pulses were introduced, successively Incoming input trigger and counter, as well as the first, second, third and fourth elements AND an asynchronous trigger whose output is connected to the first inputs of the first and second elements AND, whose outputs are connected to the corresponding inputs of the reversing counter, the second inputs of the first and second elements AND to the corresponding outputs of the phase discriminator and the corresponding inputs of the OR element, the output of the Reset block of the pulsed actuator is connected to a reset input of the counter, the outputs of which (L The corresponding third and fourth elements And are connected to the separate inputs of the asynchronous trigger, while the paraphase output of the counting trigger is connected to the second input of the pulse clamping unit. Szd y

Description

Изобретение относитс к радиотехнике и другим област м, св занным с передачей модулированных сигналов данных по каналам тональной частоты и, в частности, с вьще лением тактовых импульсов при прие ме сигналов, имеющих многопозицнон ную квадратурную амплитудную модул цию или комбинированную амплитуд но-фазовую модул цию с одной части но подавленной боковой полосой час тот . Иэвест ю устройство синхронизации , которое может использоватьс в качестве устройства выделени тактовых импульсов, содержащее пос довательно соединенные задающий генератор, делитель частоты и фазовый дискриминатор, выход которог через управл ющий элемент подключе . к другому входу делител частоты j Недостатком данного устройства синхронизации вл етс пониженна точность вьщелени тактовых импуль сов при приеме сигналов данных, имеющих многопозиционную квадратурную амплитудную модул цию и комбинированную амплитудно-фазовую- модул цию с одной частично подавленной боковой полосой частот . Наиболее близким техническим решением к изобретению вл етс устройство синхронизации, которое может использоватьс дл вьщелени тактовых импуль.сов, содержащее последовательно соединенные блок добавлени - вычитани , делитель частоты и фазовый дискриминатор , а также реверсивный счетчик , выходы переноса которого подключены к соответствующим входам блока добавлени -вычитани , дополнительный вход которого вл етс входом устройства выделени тактовых импульсов, при этом к дополнительному входу фазового дискриминатора подключен выход входного блока, а выходы фазового дискриминатора через блок переменного коррекционного эффекта подключены к соответствующим входам реверсивного счетчика 2 , Недостатком известного устройст ва выделени тактовых импульсов вл етс пониженна точность выделени тактовых импульсов, обусло ленна нестабильностью фазы тактов иг4пульсов при приеме сигналов данных , имеющих многопозиционную квад ратурную амплитудную модул цию и комбинированную амплнтудно-фазовую модул цию с одной частично подавленной боковой полосой частот. При использовании этих методов модул ции распределение временных моментов, соответствующих границам принимаемых посылок, имеет сложную конфигурацию, значительно отличающуюс от нормального распределени . Нестабильность фазы тактовых импульсов, вызванна этим распределением границ, может быть лишь частично компенсирована путем усреднени импульсов управлени реверсивным счетчиком. Кроме того, устройство отличаетс повышенной чувствительностью к импульсным помехам, возникающим в каналах тональной частоты. Импульсные помехи привод т к смещению (искажению) границ принимаемых посылок . Управл ющие импульсы, соответствующие искаженным границам посылок , поступа на подстройку фазы тактовых импульсов, вызывают неправильную регулировку их фазы, что ведет к нестабильности фазы тактовых импульсов. Цель изобретени - повышение точности выделени тактовых импульсов . Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство выделени тактовых импульсов, содержащее последовательно соединенные блок добавлени -вычитани , делитель частоты и фазовый дискриминатор, а также реверсивный счетчик, выходы переноса которого подключены к соответствующим входам блока добавлени -вычитани , дополнительный вход которого вл етс вxoдo l устройства выделени тактовых импульсов, введены последовательно соединенные элемент ИЛИ и блок прив зки импульсов, последовательно соединенные входной счетный триггер и счетчик, а также первый, второй, третий и четвертый элементы И и асинхроннЕлй триггер, выход которого подсоединен к первым входам первого и второго элементов И, выходы которых подсоединены к соответствующим входам-реверсивного счетчика, вторые входы первого и второго элементов И подключены к соответствующим выходам фазового дискриминатора и соответствующим входам элемента ИЛИ, выход Сброс блока прив зки импульсов подсоединен к сбросовому входу Счетчика , выходы которого поразр дно через соответствуюиц е третий и четвертый элементы И подсоединены к раздельным входам асинхронного триггера , при этом парафазный выход счетного триггера подсоединен к второму входу блока прив зки импульсов. На фиг.1 представлена блок-схема устройства вьщелени тактовых импульсов , на фиг.2 - диаграммы, по сн ющие работу устройства вьщел:ени тактовых импульсов; на фиг.3 - эпюра распределени веро тностей моментовThe invention relates to radio engineering and other areas associated with the transmission of modulated data signals over channels of the tonal frequency and, in particular, with the increase in clock pulses in the reception of signals having multipositional quadrature amplitude modulation or combined amplitude-phase modulation from one part but depressed sideband one hour. Ievesta is a synchronization device that can be used as a device for clock extraction, containing successively connected master oscillator, frequency divider and phase discriminator, which is output through a control element connected. to another input of the frequency divider j The disadvantage of this synchronization device is the reduced accuracy of clock pulses when receiving data signals that have multiple quadrature amplitude modulation and combined amplitude-phase modulation with one partially suppressed sideband. The closest technical solution to the invention is a synchronization device that can be used to select clock pulses containing a series-connected addition block - subtraction, frequency divider and phase discriminator, as well as a reversible counter, the transfer outputs of which are connected to the corresponding inputs of the addition block - subtraction, the auxiliary input of which is the input of the clock extraction device, while connecting to the auxiliary input of the phase discriminator The output of the input block and the outputs of the phase discriminator are connected to the corresponding inputs of the reversing counter 2 via the variable correction effect block. A disadvantage of the known device for selecting clock pulses is the reduced accuracy of the clock pulse selection caused by the instability of the phase of the pulses of pulses when receiving data signals having multipositional quadrature amplitude modulation and combined amplitude-phase modulation with one partially suppressed sideband. When using these modulation methods, the distribution of the time points corresponding to the boundaries of the received parcels has a complex configuration that is significantly different from the normal distribution. The phase instability of the clock pulses caused by this boundary distribution can only be partially compensated by averaging the control pulses of the reversible counter. In addition, the device is characterized by increased sensitivity to impulse noise arising in the channels of the tonal frequency. Impulse noise leads to a shift (distortion) of the boundaries of received parcels. Control pulses corresponding to the distorted boundaries of the parcels, arriving at the phase adjustment of the clock pulses, cause an incorrect adjustment of their phase, which leads to instability of the clock pulse phase. The purpose of the invention is to improve the accuracy of the selection of clocks. This goal is achieved by the fact that a clock pulse device containing serially connected addition-subtraction unit, frequency divider and phase discriminator, as well as a reversible counter, the transfer outputs of which are connected to the corresponding inputs of the addition-subtraction unit, whose additional input is input l devices for selecting clock pulses, the serially connected element OR and the pulse binding unit are introduced, the input counting trigger and the counter are connected in series, and also the first, second, third and fourth elements of AND and the asynchronous trigger, the output of which is connected to the first inputs of the first and second elements AND, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the reversing counter, the second inputs of the first and second elements AND are connected to the corresponding outputs of the phase discriminator and the corresponding inputs of the element OR, the output Reset of the pulse binding unit is connected to the reset input of the Counter, the outputs of which are bitwise through the corresponding third and fourth elements AND subs dinene to the separate inputs of the asynchronous trigger, while the paraphase output of the counting trigger is connected to the second input of the lock pulse unit. Fig. 1 shows a block diagram of a device for clock pulses; Fig. 2 shows diagrams explaining the operation of the device: • clock pulses; 3 is a plot of probability distribution of moments.

времени, соответствующих границам посылок при передаче сигналов с использованием комбинированной амплитудной и относительной фазовой модул цией и импульсов управлени .time corresponding to the boundaries of the parcels when transmitting signals using a combined amplitude and relative phase modulation and control pulses.

Устройство вьщелени тактовых импульсов содержит фазовый дискриминатор 1, делитель 2 частоты, элемент ИЛИ 3, элементы И 4 и 5, блок б прив зки импульсов, триггеры 7 и 8, счетчик 9, содержащий d -триггеров,, блок 10 элементов совпадени , реверсивный счетчик 11, блок 12 добавлени -вычитани , входы 13-15 устройства .The clock pulse device contains a phase discriminator 1, a divider 2 frequencies, an element OR 3, elements AND 4 and 5, a pulse assignment block B, triggers 7 and 8, a counter 9 containing d triggers, a block of 10 elements of coincidence, a reversible counter 11, add-read unit 12, inputs 13-15 of the device.

Устройство вьщелени тактовых импульсов работает следующим The clock pulse device operates as follows

Дифференциалы переходов через нуль принимаемого сигнала в виде узких импульсов поступают на вход 13 фазового дискриминатора 1, где они сравниваютс по фазе с пр моугольным колебанием, снимаег шм с выхода делител 2 частоты. Импульсы с выходов фазового дискриминатора 1 (импульсы управлени ) поступают на входы элемента ИЛИ 3 и элементов И 4 и 5. При этом импульсы управлени , объединенные в элементе Ш1И 3 поступают на вход блока б прив зки импульсов, в котором осуществл етс прив зка этих импульсов к ближайшим по времени действи | импульсам высокочастотной последовательности, подаваемой с выхода триггера 8, который обеспечивает разделение ис одной высокочастотной последовательности , поступающей на вход 14 устройства , на две последовательности, сдвинутые на половину периода следовани .The differentials of zero-crossing of the received signal in the form of narrow pulses are fed to the input 13 of the phase discriminator 1, where they are compared in phase with a rectangular oscillation, removing the frequency divider 2 output. The pulses from the outputs of the phase discriminator 1 (control pulses) are fed to the inputs of the OR element 3 and the AND 4 and 5 elements. At the same time, the control pulses combined in the SH1I element 3 are fed to the input of the pulse binding unit, in which these pulses are assigned to the closest in time | impulses of the high-frequency sequence supplied from the output of the trigger 8, which ensures the separation of a single high-frequency sequence applied to the input 14 of the device into two sequences that are shifted by half of the follow-up period.

Импульсы с выхода блока б прив зки импульсов поступают на установочный вход счетчика 9, вызыва периодические переключени (смены состо ний ) его триггеров. При этом за счет использовани сдвинутых импульсных последовательностей обеспечиваетс разнесение во времени моментов обнулени и моментов смены состо ний триггеров счетчика 9,The pulses from the output of the b block of pulses are fed to the installation input of the counter 9, causing periodic switchings (change of states) of its triggers. In this case, due to the use of shifted pulse sequences, the separation in time of zeroing moments and moments of change in the state of triggers of the counter 9 is provided,

Блок 10 элементов совпадени вырабатывает импульсы, соответствующие границам сигнала Фазова зона (ФЗ), а триггер 7 формирует указанный сигнал в виде единого импульсного сигнала. При этом соответствующие соединени входов блока 10 элементов совпадени и выходов триггеров счетчика 9 обеспечивают получение сигналов ФЗ с длительностью , составл ющей Т (10-Т) 20 с, середина которых расположена в конце временного интервала, равного Т, от момента обнулени счетчика 9, где Т - период следовани тактовых импульсов, соответствующих модул ционной скорости. Количество триггеров в счетчике 9 определ етс возможностью формировани сигнала ФЗ указанной длительности .Block 10 of the coincidence elements generates pulses corresponding to the boundaries of the Phase zone (FZ) signal, and the trigger 7 generates the specified signal as a single pulse signal. At the same time, the corresponding connections of the inputs of the block 10 of coincidence elements and the outputs of the triggers of the counter 9 provide for obtaining the signals of the FZ with a duration of T (10-T) 20 s, the middle of which is located at the end of the time interval equal to T from the moment of zeroing of the counter 9, where T is the period of the following clock pulses corresponding to the modulation speed. The number of triggers in the counter 9 is determined by the possibility of forming the signal of the FZ of the specified duration.

В элементах И 4 и 5 осуществл етс сравнение по фазе каждого импульса управлени (с выходов фазового дискриминатора 1) с сигналом ФЗ (с выхода триггера 7. При этом импульс управлени соответствует те0 кущему дифференциалу, а сигнал ФЗ, сформированный по импульсу управлени , соответствует предыдущему дифференциалу, поступившему ранее на один или несколько интервалов Т в устройство.In elements 4 and 5, the phase of each control pulse (from the outputs of phase discriminator 1) is compared with the signal of the FD (from the output of the trigger 7. In this case, the control pulse corresponds to the current differential, and the signal of the FZ generated by the control pulse corresponds to the previous the differential previously received at one or more intervals T in the device.

В случае совпадени во времени указанных сигналов, импульс управлени с выхода элемента И 4 или 5 следует на соответствующий вход реверсивного счетчика 11, который осуществл ет усреднение во времени поступающих на его входы сигналов . Выходные сигналы реверсивного счетчика 11 воздействуют на блок 12 добавлени -вычитани . При этом происходит добавление импульсов в высокочастотную последовательность импульсов, следующих на вход устройства, или исключение импульсов из этой последовательности. В результате рассмотренной операции обеспечиваетс сдвиг фазы тактовых импульсов/ на выходе делител 2 частоты и, следовательно, имеет место фазова автоподстройка тактовых колебаний на выходе устройства.In the case of coincidence of these signals, the control pulse from the output of the element 4 or 5 follows the corresponding input of the reversible counter 11, which averages the time of the signals arriving at its inputs. The output signals of the reversible counter 11 affect the addition-subtraction unit 12. When this occurs, the addition of pulses to the high-frequency sequence of pulses next to the input of the device, or the exclusion of pulses from this sequence. As a result of the considered operation, the phase shift of the clock pulses / at the output of the divider frequency 2 is provided, and, therefore, the phase self-tuning of the clock oscillations takes place at the output of the device.

При приеме посылки с границами соответствующими моментам времени t{ иtn(фиг.2.в), в устройстве через интервал времени Т после поступлени на его вход импульса управлени , соответствующего границе i посылки, вырабатываетс импульсный сигнал ФЗ (фиг.2г).Если импульс, соответствующий границе 12 этой посылки, совпадает по фазе с сигналом ФЗ, то он проходит на выход соответствующего элемента И 4 или 5 (фиг. 2д, Веро тность совпадени ФЗ с импульсом, соответствующим границе посылки в момент времени tgj составит Р (фиг. 2б) . При этом на фиг.2 а представлены наиболее веро тностные положени границ принимаемых посылок.When receiving a parcel with boundaries corresponding to time points t {and tn (Fig.2.b), a pulse signal FL is generated in the device after the time interval T after the control pulse corresponding to the boundary i of the parcel arrives at its input (Fig.2d). corresponding to the boundary 12 of this premise, coincides in phase with the signal of the FZ, then it passes to the output of the corresponding element 4 or 5 (Fig. 2e). ). At the same time in figure 2a are presented The most probable positions of the boundaries of received parcels.

Аналогична ситуаци наблюдаетс и в случае, приема посылки с границами , соответствующш1и моментам времени i и t4 . Веро тность совпадени по фазе сигнала ФЗ с управл ющим им; пульсом, соответству мцим моменту времени i составит Р(фиг.2 б).A similar situation is observed in the case of receiving a parcel with boundaries corresponding to time points i and t4. The probability of coincidence of the phase of the signal of the FZ with the controller; pulse, corresponding to the moment of time i will be P (figure 2 b).

При приеме посылки с границами t ui, импульс, соответствующий границе i не совпадает по фазе с сигналом ФЗ и поэтому не проходит на подстройку фазы тактовых импульсов. Предлагаема методика отбора импульсов управлени позвол ет значительно сузить функцию распределени веро тностей временных моментов соответствующих этим импульсам, кото рые проход т на выход элементов И 4 и 5. На фиг.З приведено распределение веро тностей моментов време и , .соответствующих границам посылок крива I) при передаче сигналов ср,, скоростью 4800 бит/с с использованием комбинированной амплитудной и относительной фазовой модул ции и аналогичное распределение импульсов управлени (крива п), полученное при использовании методики, примененной в предлагаемом устройстве. На кривых I и П распределени веро т ностей заштрихована область, соответствующа отклонению фазы тактовых импульсов на величину, не превышающу 10% от их точного положени . Отношение площади заштрихованной части кри вой к ее незаштрихованной части пропорционально веро тности отклонени от точного значени фазы управл ющих импульсов, а следовательно, и фазы тактовых импульсов в пределах указанной 10% зоны. Расчеты показывают что использование предлагаемого усТройСтва вьаделени тактовых импульсов позвол ет повысить точность выделени тактовых импульсов в ,5 раза по сравнению с известными„устройствами при многопозиционных комби нированных амплитудно-фазовых методах модул ции. Предлагаемое устройство позвол ет также понизить чувствительность фазы тактовых импульсов к -импульсным помехам , возникающим в каналах тональной частоты. 1 мпульсные помехи привод т к смещению границ принимаемых посылок. Примером такого смещени границы может служить положение границы посылки в .момент времени i (фиг.2 в). Управл ющий импульс, со- ответствующий этой границе посылки, не совпадает по фазе с сигналом ФЗ (фиг.2 г)и, следовательно, не поступает на подстройку фазы тактовых импульсов . Технико-экономическа эффективность предлагаемого устройства выделени тактовых импульсов заключаетс в том, что применение данного устройства позвол ет за счет снижени нестабильности тактовых импульсов значительно увеличить точность их выделени .When receiving a parcel with the boundaries t ui, the pulse corresponding to the border i does not coincide in phase with the signal of the FZ and therefore does not pass on the adjustment of the phase of the clock pulses. The proposed method of selection of control pulses allows us to significantly narrow the probability distribution function of the time moments corresponding to these pulses that pass to the output of elements AND 4 and 5. Figure 3 shows the probability distribution of time moments and, corresponding to the boundaries of the curve I) when transmitting signals cp, at a speed of 4800 bps using a combined amplitude and relative phase modulation and a similar distribution of control pulses (curve n), obtained using me odiki applied in the proposed device. On the curves I and P of the probability distribution, the region corresponding to the phase deviation of the clock pulses is shaded by an amount not exceeding 10% of their exact position. The ratio of the area of the shaded part of the curve to its unshaded part is proportional to the probability of deviation from the exact value of the phase of the control pulses, and hence the phase of the clock pulses within the specified 10% zone. Calculations show that the use of the proposed clock pulse implantation enables one to increase the accuracy of the clock pulse selection by a factor of 5 compared with the known devices with multi-stage combined amplitude-phase modulation methods. The proposed device also makes it possible to lower the sensitivity of the phase of the clock pulses to the -pulse noise arising in the channels of the tonal frequency. A 1 mouss interference causes the bounds of the received packages to be shifted. An example of such a border displacement is the position of the boundary of the premise at time i (Fig. 2c). The control pulse corresponding to this boundary of the premise does not coincide in phase with the signal of the FZ (Fig. 2 g) and, therefore, does not go to adjust the phase of the clock pulses. The technical and economic efficiency of the proposed clock extraction device is that the use of this device allows, by reducing the instability of the clock pulses, to significantly increase the accuracy of their release.

««""

аbut

I II I

РГWg

Claims

TACTO SELECTION DEVICE, OUTPUT PULSES, containing sequentially connected subtraction add block, frequency divider and phase discriminator, as well as a reverse counter, the transfer outputs of which are connected to the corresponding inputs of the add-subtract block, the additional input of which is an input of the clock extraction device, which differs from I the fact that, in order to improve the accuracy of the selection of clock pulses, introduced in series connected element OR and block binding pulses, connected in series the input counting trigger and counter, as well as the first, second, third AND elements are connected to the corresponding outputs of the phase discriminator and the corresponding inputs of the OR element, the output of the Reset pulse binding unit is connected to the reset input of the counter, the outputs of which are bitwise through the corresponding t rety and fourth AND gates are connected to separate inputs of an asynchronous flip-flop, wherein the step _h rafazny countable output latch coupled to the second input pulse anchor block.