SU383217A1 - Автоматический корректор характеристик каналов связи - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к технике передачи данных и может быть использовано при разработке высокоскоростной аппаратуры передачи данных, в частности при разработке устройств коррекции частотных характеристик каналов св зи с автоматической настройкой.

Известны автоматические корректоры с настройкой но рабочему двоичному сигналу. Однако эти корректоры не обеспечивают высокой точности коррекции из-за большой погрешности измерени  энергии межсимвольной помехи , так как измер ют межсимвольную помеху только в средней части элементарной носылки; чрезмерно сложны по устройству, имеют неприемлемые во многих случа х дл  практики габаритно-весовые характеристики и стоимость из-за большого числа устройств управлени  аттенюатора.ми, равного числу регулируемых аттенюаторов; кроме того, неудобны в экснлуатации, так как не обеспечивают визуального контрол  за состо нием характеристик канала св зи и динамикой работы автоматического корректора.

Цель изобретени  - повышение достижимой точности коррекции за счет уменьшени  погрешности измерени  энергии мёжсимвольпой помехи.

Сущность изобретени  заключаетс  в измерении всей энергии межсимвольной помехи, воздействующей на элементарный двоичный

сигнал, путем сравнени  формы прин того рабочего двоичного сигнала с сигналом «идеальной формы, получаемом на приемной стороне с помощью триггера, который в сочетании

с другими устройствами выдает рабочий двоичный сигнал, восстановленный по амплитуде и длительности, и эквивалента идеального канала св зи, а также замене всех устройств управлени  аттенюаторами регулируемых отводов линий задержки гармонического корректора одним, управл ющим регулировкой отводов поочередно.

На чертеже представлена функциональна  схема предлагаемого автоматического корректора .

Схема содержит: источник / информации; тракт 2 передачи данных; линию 3 задержки, нагруженную согласованно на сопротивление 4, имеющую равноудаленные отводы 5 с аттенюаторами 6; сумматор 7; анализатор 8 амплитуд; двусторонний ограничитель 9; триггер 10 приемник // информации; узел 12 фиксированной задержки; фильтр 13 нижних частот (ФНЧ); удлинители 14 и 15; вычитающий

узел J6; детектор 17; интегратор 18 блок 19 индикации стробирующий узел 20; хронизатор 21; решающий узел 22 элемент 23 задержки; амплитудный селектор 24; диодную матрицу 25; динамический триггер 26 регистр 27 управлени  диодной матрицей.

Источник / информации служит дл  формировани  информационной последовательности двоичных сигналов.

Тракт 2 передачи данных состоит из модул тора , канала св зи и демодул тора. Модул тор преобразует сигналы двоичного вида, поступающие от источника / информации, к виду, удобному дл  ввода в канал св зи, а демодул тор служит дл  преобразовани  сигналов , полученных с выхода канала св зи, в сигнал двоичного вида. Лини  3 задержки состоит из некоторого числа звеньев задержки , каждое из которых задерживает сигнал на врем  Геей, где Г - длительность элементарной посылки. Число звеньев задержки определ ет необходимую степень корректировани . Лини  3 задержки имеет п+1 отводов 5, где л - число звеньев задержки, причем рассто ние между любыми двум  соседними отводами равно Teeh. В каждый из отводов 5 включен соответствующий аттенюатор 6 дл  регулировани  сигнала, снимаемого с линии 3 задержки отводами 5 по амплитуде и фазе. Лини  3 задержки на конце нагружена согласно па сопротивление 4. Каждый из аттенюаторов 6 представл ет собой набор электронных ключей, управл емых триггерами, соединенными в регистр сдвига с числом возможных состо ний регистра, равном , где k - число триггеров в регисте. Сумматор 7 служит дл  сложени  по амплитуде и фазе всех сигналов, снимаемых с выходов аттенюаторов 6.

Анализатор 8 амплитуды сигнала в момент стробировани  служит дл  вз ти  проб пол рности рабочего двоичного сигнала в средней части посылки. Стробирующие импульсы дл  того поступают с хропизатора 21.

Двусторонний ограничитель 9 предназначеп дл  усилени  и ограничени  импульсов - проб, снимаемых с выхода анализатора 8, амплитуд , и имеет два выхода, на один из которых выдаютс  импульсы, соответствующие прин тым двоичным символам, - «единица, а на другой - импульсы, соогветстзующие «нул м. Триггер 10 представл ет собой обычный триггер с запуском по раздельным входам . Совместно с анализатором 8 амплитуды сигнала и двусторонним ограничителем 9 он выполн ет задачу восстановлени  (регенерации ) прин того двоичного сигнала по амплитуде и длительности.

Приемник 11 информации служит дл  приема и дальнейшей обработки или передачи iia оконечное регистрирующее устройство прин той информации. Узел 12 фиксированной задержки представл ет собой линию задержки и предназначен дл  компенсации времени задержки двоичного сигнала элементами 8-10 и 13. ФНЧ 13 предназначен дл  формировани  эталонного сигнала «идеальной формы из пр моугольного двоичного сигнала, снимаемого с тригера 10. Соответственно ФНЧ имеет частотные характеристики, соответствующие характеристикам фильтра Найквкста .

Удлинители М и 15 предназначены дл  выравнивани  по амплитуде двух сигналов, один из которых снимаетс  с узла 12 фиксированной задержки, а другой - с ФНЧ 13. Вычитающий узел 16 предназначеп дл  выделени  межсимвольной помехи из рабочего двоичного сигнала путем сравнени  по форме двух сигналов , один из которых имеет искажение формы от воздействи  межсимвольных и других помех, а другой - эталонный сигнал «идеальной формы, получаемый с помощью элементов S-10 и 13 из прин того двоичного

сигнала. Детектор 17 предназначен дл  выпр млени  межсимвольной помехи, поступающей с выхода вычитающего узла 16.

Интегратор 18 служит дл  накоплени  энергии межсимвольной помехи. Он может быть реализован на основе использозани  схемы ФНЧ или на операционном усилителе. Блок 19 индикации служит дл  измерени  энергии помех, воздействующих на рабочий двоичный

сигнал. Показани  этого блока пропорциональны суммарному значению энергии межсимвольных и других помех, воздействующих на рабочий двоичный сигнал, т. е. показани  блока 19 пропорциональны величине искажени  формы элементарного двоичного сигнала. Стробирующий узел 20 служит дл  вз ти  проб величины напр жени , снимаемого с выхода интегратора 18 через промежутки времени , равные периоду усреднени  в этом интеграторе .

Хронизатор 21 предназначен дл  обеспечени  синхронной и синфазной работы источника 1 информации и анализатора 8 амплитуды сигнала в момент стробировапи . Решающий

узел 22 предназначен дл  формировани  импульсной последовательности, необходимой дл  работы стробирующего узла 20, а представл ет собой дели1тель частоты 1:т, где т--число тактовых промежутков, в течение

которых производитс  усреднение в интеграторе 18. Элемент 23 задержки служит дл  задержки импульса пробы, снимаемого с выхода стробирующего узла 20,   а врем  одного периода стробировани .

Амплитудный селектор 24 предназначен дл  сравнени  по амплитуде двух импульсов, поступающих па его входы с элементов 20 и 23, и выдачи результата сравнени  в виде импульса на один из его выходов. Если амплитуда импульса, снимаемого со стробирующего узла 20, больще амплитуды импульса, снимаемого с выхода элемента 23 задержки, то по вл етс  импульс напр жени  на выходе «обратно амплитудного селектора 24. В противном случае амплитудный селектор 24 выдает импульс напр жени  на выходе «пр мо. Диодна  матрица 25 предназначена дл  обеспечени  поочередной коммутации выхода амплитуднот-с селектора 24 на входы

аттенюатора 6. Соответственно, диодна  матрица 25 имеет один вход и число пыходоп. равное числу аттенюаторов 6.

Динатический триггер 26 служит дл  формировани  заданной серии импульсов по одному запускающему, поступающему с выхода «обратно амплитудного селектора 24. Динамический триггер 26 представл ет собой регистр сдвига на р  чейках, где р - число дискретных ступеней регулировани  любого из av тенюаторов 6. При этом выходы первой (р-1)  чейки объединены и поданы на «Вых. 1, а выход последней  чейки подан на «Вых. 2. Регистр 27 управлени  диодной матрицей предназначен дл  обеспечени  управлением диодной матрицей 25. Число триггеров в регистре 27 находитс  в соотношении с числом выходов диодной матрицы 25 п-{-, как

.

Рабочий двоичный сигнал от источника / информации, прошедший тракт 2 передачи данных и получивший искажение формы от воздействи  межсимвольных и других помех в канале св зи, ностунает на линию :J задержки , согласованно нагруженную на конце на сопротивление 4. Лини  3 задержки iiMceT соответствующее число равноудаленных отводов 5 с регулируемыми аттенюаторами 6. Сигнал с выхода всех аттенюаторов 6 поступает на сумматор 7.

Дл  выделени  энергии межсимвольпо помехи сигнал с выхода сумматора 7 подаетс.ч на устройство анализатора искажени  формы двоичного сигнала, состо щее из элементов 8-10, 12-16. Выделение межсимвольной помехи из рабочего двоичного сигнала происходит в вычитающем узле 16 на основе сравнени  по форме двух сигналов, один из которых  вл етс  прин тым сигналом и искаженным по форме, в том числе межсимвольной помехой, а другой - эталонным сигналом «идеальной формы. В качестве двоичного сигнала «идеальной формы примен етс  двоичный сигнал, снимаемый с триггера 10 и нропущенный через ФНЧ 13, частотные характеристики которого соответствуют характеристикам идеального канала нри передаче двоичных сигналов в исходной низкочастотной полосе . Двоичный сигнал, снимаемый с триггера 10, имеет форму нр моугольных посылок восстановленной амплитуды и длительности, т. е. вид сигнала, аналогичный вводимому в тракт 2 передачи данных от источника / информации . Совмещение по фазе сравниваемых сигналов в вычитающем узле 16 производитс  с помощью узла 12 фиксированной задержки . Выравнивание сравниваемых сигналов по амплитуде производитс  с помощью удлинителей 14 и 15.

Помеха, выделенна  в результате сравнени  по форме двух сигналов в вычитающем узле 16, выпр мл етс  в детекторе 17 и усредн етс  в интеграторе 18. Подключенный к выходу интегратора 18 блок 19 индикации измер ет величину напр жени , пропорционального энергии номех, в том числе межсимвольной

помехи, БоздеГютвующей на рабочий двоичный слгнал. иднонременно к выходу интегратора 18 подключен стробирующий узел 20, который с помощью импульсов, получаемых с решающего узла 22, обеспечивает вз тие проб величины напр жени  с выхода интегратора 18 через промежутки времени, равные времени усреднени  межсимвольной помехи. Эти пробы в виде однопол рных импульсов с амплитудой , пропорциональной энергии межсимвольной помехи, поступают на элемент 23 задержки и одновременно - на один из входов амплитудного селектора 24. Поскольку элемент

23задержки имеет врем  задержки, равное периоду следовани  стробирующих импульсов,

подаваемых на элемент 20, то в амплитхдгюм селекторе 24 производитс  сравнение амплитуд каждый раз двух соседних импульсовпроб , поступающих с вы.хода стробирующего

узла 20, полученных при разном положении одного из аттенюаторов.

В результате сравнени  амплитуд двух импульсов-нроб , или, что то же, в результате сравнени  величин энергий межсимвольных

помех, полученных при разном положении аттенюаторов 6, на одном из выходов амплитудного селектора 24, но вл етс  импульс напр жени . При по влении импульса на выходе «пр мо, он поступает непосредственно на

вход диодной матрицы 25 и далее, в зависимости от положени  регистра 27, управл ющего диодной матрицей 25 - на вход управлени  соответствующего аттенюатора (5 дл  переключени  его на одно положение в пр мом направлении. При по влении импульса на выходе «обратно амплитудного селектора

24он поступает на динамический триггер 26. Последний выдает серию из (р-1) импульсов на «Вых. 1, которые поступают на в.ход управлени  соответствующего аттенюатора 6 по той же цепи, что и импульс управлени  с выхода «пр мо амплитудного селектора 24, описанной выше. В результате регулируемой аттенюатор 6, имеющий р возможных дискретных положений и наход щийс  в /,-ом положении перейдет в (/-1)-ое положение. После выдачи серии из (р-1) импульсов на «Вых. 1 по вл етс  один импульс на «Вых. 2 динамического триггера 26, который переключит

регистр 27 управлени  диодной матрицей на одно положение, коммутиру  ее вход на следующий по номеру выход дл  регулировки очередного аттенюатора 6. Дл  того, чтобы при автоматической настройке корректора не происходили сбои информации во врем  переключени  аттенюаторов 6, переключающие элементы этих аттенюаторов должны обладать достаточным быстродействием , и частота работы динамического триггера 26 выбираетс  во много раз больше частоты нередачи импульсов информации. После проведени  регулировки всех аттенюаторов 6 корректор либо посто нно остаетс  включенным и производитс  процесс непрерывного

контрол  и необходимой коррекции, либо си