SU1543562A1

SU1543562A1 - Digital signal regenerator

Info

Publication number: SU1543562A1
Application number: SU874351637A
Authority: SU
Inventors: Владимир Алексеевич Хижняк; Владимир Михайлович Алексеев; Николай Николаевич Ольшевский; Сергей Леонидович Шутов
Original assignee: Пензенский Политехнический Институт
Priority date: 1987-12-28
Filing date: 1987-12-28
Publication date: 1990-02-15

Abstract

Изобретение относитс к технике св зи. Цель изобретени - повышение помехоустойчивости и точности регенерации сигнала, а также расширение функциональных возможностей. Регенератор содержит усилитель 1, компараторы 2 и 17, формирователь (Ф) 3 выходных информационных импульсов, выделитель 4 тактовых импульсов, блок 5 регулировани порогового напр жени , источник 16 опорного напр жени , инвертор 18, счетчики 19 и 21, Ф 20 кодовых комбинаций "начального числа", эл-т ИЛИ-НЕ 22 и эл-т задержки 23. Цель достигаетс за счет исключени зависимости формируемого порогового напр жени от неравномерности следовани информационных импульсов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.The invention relates to communication technology. The purpose of the invention is to increase the noise immunity and accuracy of signal regeneration, as well as to expand the functionality. The regenerator contains amplifier 1, comparators 2 and 17, shaper (F) 3 output information pulses, 4 clock pulses, a threshold voltage control unit 5, a reference voltage source 16, an inverter 18, counters 19 and 21, F 20 code combinations the initial number, the EL-NO-22, and the delay-23. The goal is achieved by eliminating the dependence of the generated threshold voltage on the non-uniformity of the information pulses. 1 hp f-ly, 1 ill.

Description

Изобретение относится к технике ^в информационном сигнале. При дости связи и может быть использовано для регенерации цифровых сигналов в системах передачи дискретной информации.The invention relates to techniques ^{in an} information signal. When communication is achieved, it can be used to regenerate digital signals in discrete information transmission systems.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости и точности регенерации сигнала и расширение функциональных возможностей. *The purpose of the invention is improving noise immunity and accuracy of signal regeneration and expanding functionality. *

На чертеже приведена структурная ₁₀электрическая схема регенератора цифровых сигналов»The drawing shows a structural ₁₀ electrical circuit of a digital signal regenerator "

Регенератор цифровых сигналов содержит входной усилитель 1, первый компаратор 2, формирователь 3 выход” ных информационных импульсов, выделитель 4 тактовых импульсов, блок 5 регулирования порогового напряжения, в состав которого входят инвертор 6, с первого по четвертый элементы И 10, реверсивный счетчик 11, блок 12 коммутации кодовой комбинации, формирователь 13 кодовой комбинации начального числа, блок 14 памяти и цифроаналоговый преобразователь 15, ис-jg точник 16 опорного напряжения, второй компаратор 17, инвертор 18, первый счетчик 19, Формирователь 20 кодовых комбинаций начального числа, второй счетчик 21 , элемент ИЛИ-НЕ 39 22 и элемент 23 задержки.The digital signal regenerator comprises an input amplifier 1, a first comparator 2, a driver 3 of the output information pulses, a clock pulse extractor 4, a threshold voltage regulation unit 5, which includes an inverter 6, from the first to the fourth elements I 10, the counter 11 block 12 switching code combination, shaper 13 code combination initial number, block 14 memory and digital-to-analog converter 15, is-jg reference voltage meter 16, second comparator 17, inverter 18, first counter 19, 20 l codewords seed, the second counter 21, a NOR element 22, 39 and delay element 23.

Регенератор работает следующим образом.The regenerator operates as follows.

Входная последовательность информационных импульсов, искаженная каналом связи и помехами, поступает на входной усилитель 1_Л где усиливается до уровня, необходимого для работы компараторов 2 и 17.The input sequence of information pulses, distorted by the communication channel and interference, is fed to a 1 _L input amplifier where it is amplified to the level necessary for the operation of comparators 2 and 17.

Сигнал с выхода компаратора 2 п’о- дд ступает на выделитель 4 тактовых импульсов, формирователь 3 выходных информационных импульсов, информационный вход первого счетчика 19 и через инвертор 18 на информационный 45 вход второго счетчика.21,The signal from the output of the comparator 2 p’-dd steps onto the 4 clock pulse extractor, the 3 output information pulse shaper, the information input of the first counter 19 and through the inverter 18 to the information 45 input of the second counter. 21,

На выходе выделителя 4 тактовых импульсов формируются короткие импульсы тактовой частоты. В формирователе 3 выходных информационных им пульсов производится стробирование этими импульсами сигнала с выхода компаратора 2 в серединах принятых поселок и формируется выходной сигнал регенератора. Первый 19 и второй 21 счетчики под действием импульсов тактовой частоты, поступающих на их входы синхроимпульсов, подсчитывают количество символов 1 и 0 жении каким-либо счетчиком (19 или 21) предельного состояния на его выходе появляется потенциал 0, который сохраняется до момента заполнения другого счетчика. Потенциал 0, появляющийся на выходе счетчика, поступает на вход элемента ИЛИ-НЕ 22 и вызывает появление на его выходе 1, которая, пройдя через элемент 23 задержки, устанавливает счетчики 19 и 21 в исходное состояние, т.е. переписывает в них коды начального числа, поступающие из формирователя 2С кодовых комбинаций начального числа, в результате чего на выходах счетчиков 19 и 21 устанавливаются состояния 1. После этого начинается новый цикл счета.At the output of the isolator 4 clock pulses are formed short pulses of the clock frequency. In the shaper 3 of the output information pulses, a signal is gated by these pulses from the output of the comparator 2 in the middle of the received villages and the regenerator output signal is generated. The first 19 and second 21 counters under the influence of clock pulses arriving at their inputs of the clock pulses, count the number of characters 1 and 0 when any counter (19 or 21) of the limit state is counted, a potential 0 appears at its output, which remains until the filling of another counter . The potential 0 that appears at the output of the counter goes to the input of the OR-NOT 22 element and causes 1 to appear at its output, which, passing through the delay element 23, sets the counters 19 and 21 to their original state, i.e. rewrites in them the codes of the initial number coming from the generator 2C of code combinations of the initial number, as a result of which the states 1 are set at the outputs of the counters 19 and 21. After that, a new counting cycle begins.

Опорное напряжение второго компаратора 1? устанавливается равным половине амплитуды входных сигналов при номинальном значении коэффициента передачи тракта и остается неизменным во времени.The reference voltage of the second comparator 1? is set equal to half the amplitude of the input signals at the nominal value of the transmission coefficient of the path and remains unchanged in time.

Сигнал с выхода второго компаратора 17 поступает на инвертор 6. Выходные сигналы второго компаратора 17 и инвертора 6 поступают на первые входы первого 7 и второго 8 элементов И. На вторые входы последних поданы импульсы от генератора опорных импульсов, частота следования F_oo которых значительно превышает значение тактовой частоты. В результате на выходах первого 7 и второго 8 элементов И обрабатываются пакеты импульсов, число импульсов в которых пропорционально длительности импульсов с выхода второго компаратора 17.The signal from the output of the second comparator 17 is fed to the inverter 6. The output signals of the second comparator 17 and the inverter 6 are fed to the first inputs of the first 7 and second 8 elements I. The second inputs of the latter are supplied with pulses from the reference pulse generator, the repetition rate F _{oo of} which significantly exceeds the value clock frequency. As a result, at the outputs of the first 7 and second 8 AND elements, pulse packets are processed, the number of pulses in which is proportional to the pulse duration from the output of the second comparator 17.

Выходы первого 7 и второго 8 элементов И через третий 9 и четвертый 10 элементы И соответственно подключены к входам прямого и обратного счета реверсивного счетчика 11, который устанавливается в исходное состояние импульсами с выхода элемента 23 задержки, т,е, в начале интервала усреднения,. При установке реверсивного счетчика 11 в исходное состояние в него по импульсному сигналу с выхода элемента 23 задержки записывается кодовая комбинация начального числа, равная половине емкости счетчика, Полная емкость реверсивного счетчика 11 соответствует максималь ной амплитуде входного сигнала при номинальном коэффициенте усиления тракта. При поступлении импульса с выхода элемента 23 задержки блок 12 коммутации кодовой комбинации отпирается, что обеспечивает запись начального числа из формирователя 13 кодовой комбинации в реверсивный счетчик 11.The outputs of the first 7 and second 8 elements And through the third 9 and fourth 10 elements And, respectively, are connected to the inputs of the direct and reverse counting of the reverse counter 11, which is set to the initial state by pulses from the output of the delay element 23, i.e., at the beginning of the averaging interval. When the reverse counter 11 is set to its initial state, the code combination of the initial number equal to half the counter capacity is written to it by the pulse signal from the output of the delay element 23.The full capacity of the reverse counter 11 corresponds to the maximum amplitude of the input signal at the nominal path gain. When a pulse is received from the output of the delay element 23, the code combination switching unit 12 is unlocked, which ensures that the initial number is written from the code combination generator 13 to the reverse counter 11.

Такой же код поступает с второй группы выходов формирователя 13 кодовой комбинации начальногочисла на входы источника 16 опорного напряжения, в качестве которого используется цифроаналоговый преобразователь, и формирует на его выходе постоянное пороговое напряжение, равное в данном случае половине амплитудного значения входного сигнала при номинальном коэффициенте усиления тракта.The same code comes from the second group of outputs of the initial combination code generator 13 to the inputs of the reference voltage source 16, which uses a digital-to-analog converter, and generates a constant threshold voltage at its output, equal in this case to half the amplitude value of the input signal at the nominal path gain .

В начале интервала усреднения, оп-. ределенного первым 19 и вторым 21 счетчиками, на вторых «ходах третьего и четвертого элементов И(соответственно 9 и 10) присутствует уровень 1 и с выходов .первого 7 и второго 8 элементов И на входы реверсивного счетчика 11 поступают пакеты импульсов, которые соответственно прибавляются или вычитаются из уровня начального порога (начального числа.).At the beginning of the averaging interval, op. defined by the first 19 and second 21 counters, on the second “moves of the third and fourth AND elements (9 and 10 respectively) there is level 1 and from the outputs. of the first 7 and second 8 AND elements the pulse packets are received at the inputs of the reversible counter 11, which are respectively added or deducted from the level of the initial threshold (initial number.).

Первый 19 и второй 21 счетчики осуществляют подсчет интервала усреднения, задаваемого формирователем 20 кодовых комбинаций начального числа. При подсчете определенного числа информационных импульсов какойлибо полярности по сигналу с выхода соответствующего счетчика прекращается прохождение импульсов через элемент И 9 или· 10. При заполнении другого счетчика (т.е. по окончании интервала усреднения) по сигналу с выхода элемента ИЛИ-НЕ 22 число С выхода реверсивного счетчика 11 перепишется в блок 14 памяти и через некоторое время, определяемое задержкой сигнала, вносимой элементом 23, начинается новый интервал анализа. Выход блока 14 памяти подключен к цифроаналоговому преобразователю 15, на выходе которого отрабатывается пороговое напряжение, поступающее на пороговый вход компаратора 2.The first 19 and second 21 counters carry out the calculation of the averaging interval specified by the generator 20 code combinations of the initial number. When calculating a certain number of information pulses of any polarity according to the signal from the output of the corresponding counter, the pulses pass through the And 9 or · 10 element. When another counter is filled (i.e., at the end of the averaging interval), the signal from the output of the OR-NOT 22 element has the number C the output of the reverse counter 11 is rewritten in the memory unit 14 and after a while, determined by the delay of the signal introduced by the element 23, a new analysis interval begins. The output of the memory unit 14 is connected to a digital-to-analog converter 15, at the output of which a threshold voltage is supplied to the threshold input of the comparator 2.

При номинальном значении коэффи- циента передачи тракта за интервал усреднения количество импульсов, поступивших по входам прямого и обратного счета реверсивного счетчика, оди наково. В результате накопленное в реверсивном счетчике 11 к концу материала усреднения число практически равно числу, принудительно установлен ному в начале интервала.At the nominal value of the transmission coefficient of the path for the averaging interval, the number of pulses received at the inputs of the forward and reverse counts of the reversible counter is the same. As a result, the number accumulated in the reversible counter 11 toward the end of the averaging material is practically equal to the number forcibly set at the beginning of the interval.

При нарушении оптимальности условий приема в выходном сигнале второго компаратора 17 появляется преобладаθ ние. В результате к концу интервала усреднения в реверсивном счетчике 11 накапливается число, отличающееся от величины начальной_tустановки, что вызывает изменение порогового уровня ₅ компаратора 2 в нужную сторону.If the reception conditions are not optimized, a predominance appears in the output signal of the second comparator 17. As a result, by the end of the averaging interval, a number is accumulated in the reversible counter 11, which differs from the initial setting _t , which causes the threshold level _{5 of the} comparator 2 to change in the desired direction.

Выбирая соответствующим образом частоту опорного генератора и емкость реверсивного счетчика 11, можно получить заданную линейность регулиро0 вания и, как следствие, точность установки порога.Choosing the frequency of the reference oscillator and the capacity of the reversible counter 11, it is possible to obtain a given linearity of control and, as a result, the accuracy of the threshold setting.

При работе по несимметричным каналам следует установить необходимое соотношение периодов счета первого 5 19 и второго 21 счетчиков, которое выбирается обратно пропорциональным отношению вероятностей появления посылок 1 и 0 или отношению дли* тельностей импульсов 1 и 0 на 0 уровне оптимального порога принятия решения при данных вероятностях появления символов. Периоды счета этих счетчиков устанавливаются путем набора необходимых комбинаций началь$ ного числа в формирователе 20.When working on asymmetric channels, it is necessary to establish the necessary ratio of the counting periods of the first 5 19 and second 21 counters, which is chosen inversely proportional to the ratio of the probabilities of occurrence of parcels 1 and 0 or the ratio * of pulse durations 1 and 0 at the level of the optimal decision threshold for these occurrence probabilities characters. The counting periods of these counters are established by a set of necessary combinations of the initial number in the shaper 20.

В этом случае при работе регенератора цифрового сигнала на каждом интервале усреднения (анализа) при номинальном значении коэффициента передачи тракта число импульсов, поступающих к входам прямого и обратного счета реверсивного счетчика 11, одинаково. Таким образом исключается зависимость формируемого порогового напряжения от неравномерности следования информационных импульсов, что обеспечивает расширение функциональных возможностей регенератора цифровых сигналов.In this case, when the digital signal regenerator is operating on each averaging (analysis) interval at the nominal value of the transmission coefficient of the path, the number of pulses arriving at the inputs of the forward and backward counters of the reverse counter 11 is the same. This eliminates the dependence of the generated threshold voltage on the uneven sequence of information pulses, which provides an extension of the functionality of the digital signal regenerator.

Claims

Claim

1. A digital signal regenerator comprising an input amplifier, the output 5 of which is connected to the first input of the first comparator and the first input of the second comparator, the second input of which is connected to the output of the reference voltage source, the input of which is connected to the first output of the threshold voltage control unit, the second output of which is connected with the second input of the first comparator, the output of which is connected to the first input of the driver of the output information pulses and the input of the clock selector, the output of which is connected to the second input ^{of the} 1st output information pulse, the output of which is the output of the digital signal regenerator, the input (of the reference pulse of which is the corresponding input of the threshold voltage regulation unit, the information input of which is connected to the g output of the second comparator, characterized in that, in order to increase the noise immunity and accuracy regeneration and expansion of functionality, it introduced the generator of code combinations of the initial number, the first and second counters, the element OR NOT , a delay element ^, an inverter, wherein the first control input of the Threshold voltage control unit is connected to the first input of the OR-NOT element and the output of the First counter, the control input of which is combined with the second control input of the threshold voltage control unit, and is connected to the output of the delay element and control input the second counter, the clock input of which is connected to the input of the clock pulses of the first counter and the output of the clock selector ^ pulses, the input of which is connected to the Information input of the first count sensor and through an inverter with an information input of the second counter, the Preset input of which is connected to the first output of the initial code combination generator, the second output of which is connected to the preset input of the first counter, and the output to the OR-NOT element is connected to the third control input of the threshold control unit voltage and with the input of the delay element, and the output of the second counter is connected to the second input of the OR-NOT element and the fourth control input of the threshold control unit straining.

2. The regenerator according to claim 1, characterized in that the threshold voltage control unit comprises series-connected initial code combination generator, code combination switching unit, a reverse counter, a memory unit and a digital-to-analog converter, wherein the initial code combination generator output is the first output of the block regulation of the threshold voltage, the information input of which is the first input of the first element And, which is combined through an inverter with the first input of the second the And element, the output of which is connected through the third And element to the subtraction input of the reverse counter, the input of which is connected to the output of the fourth And element, the first input of which is connected to the output of the first And element, the second input of which is connected to the second input of the second And element and is the reference input pulses of the threshold voltage control unit, the first control input of which is the second input of the fourth AND element, and the control input of the code combination switching unit is the second control input th unit regulating the threshold voltage, the third control input of which is the control input of the storage unit, and the fourth control input of the threshold voltage regulating unit is a second input _{of the} third AND