Регенератор двоичных сигналов для радиоканалов

 

1. РЕГЕНЕРАТОР ДВОИЧНЫХ СИГНАЛОВ . ДЛЯ РАДИОКАНАЛОВ, содержащий блок задержки, блок коммутации, решающий блок, блок тактовой синхро- , низации и формирователь регенерируемой посылки, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности регенерации, в него введены блок защиты от пауз, определи.тель экстремумов, определитель среднего уровня и последовательно соединенные дискретизатор уровня и квантователь длительности, выход которого через последовательно соединенные решающий блок, блок задержки.и блок коммута ции подключен к входу формирователя регенерируемой посылки, выход решающего блока подключен к первому входу определителя экстремумов, выход которого подключен к первому входу дискретизатора уровня, входу определителя среднего уровня и входу блока защиты от пауз, при этом выходы определителя среднего уровня и блока защиты от пауз подключены соответ ственно к второму и третьему входам блока коммутации, второй вход дискретизатора уровня соединен с входом блока тактовой синхронизации, первый S и второй выходы которого подключены (Л соответственно к второму входу квантователя длительности и второму входу определителя экстремумов, третий вход которого соединен с вторыми входами решающего блока и блока задержки , четвертым входом блока коммутации и третьим выходом блока тактовой синхронизации. эо сд

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И

3(5п Н 04 L 25/52

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3493235/18-09 (22) 27.09.82 (46) 07.04.84. Вюл.9 13 (72) A.Е.Красковский и A.A.Семенов (71) Ленинградский ордена Ленина институт инженеров железнодорожного транспорта им. акад. В.Н.Образцова (53) 621.394.64(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 640448, кл. Н 04. В 3/58; Н 04 L

25/52, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

9 774433221111, кл. Н 04 L 7/02, 1977 (прототип). (54)(57) 1. PErEHEPATOP ДВОИЧНЫХ СИГНАЛОВ..ДЛЯ РАДИОКАНАЛОВ, содержащий блок задержки, блок коммутации, ре-. шающий блок, блок тактовой синхронизации и формирователь регенерируемой посылки, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности регенерации, в него введены блок зашиты от пауз, определитель экстремумов, определитель среднего уровня и последовательно соединенные дискретиэатор уровня и квантователь длительности, выход которого через последовательно соединенные решающий блок, блок задержки.и блок коммутации подключен к входу формирователя регенерируемой посылки, выход решающего блока подключен к первому входу определителя экстремумов, выход которого подключен к первому входу дискретизатора уровня, входу определителя среднего уровня и входу блока защиты от пауз, при этом выходы определителя среднего уровня и блока защиты от пауз подключены соответ ственно к второму и третьему входам блока коммутации, второй вход дискретиэатора уровня соединен с входом блока тактовой синхронизации, первый и второй выходы которого подключены соответственно к второму входу квантователя длительности и второму входу определителя экстремумов, третий вход которого соединен с вторыми входами решающего блока и блока задержки, четвертым входом блока коммутации и третьим выходом блока тактовой синхронизации.

1085008

10 !

2. Регенератор по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что дискретиэатор уровня выполнен в виде моста, в одни плечи которого включены рези+ сторы, а в другие — ступенчатые регуляторы, причем к одной диагонали моста подключен блок опорного напряжения, а к другой — делитель напряжения, выходы которого подключены к соответствуницим опорным входам блока компараторов, сигнальный вход и выходы которого являются соответственно первым входом и выходом дискретизатора уровня, вторым входом

Изобретение относится к радиотехнике и может найти применение в àïïàратуре передачи данных и в качестве автономного устройства в системах связи.

Известен регенератор биполярных сигналов, содержащий сумматор, входной усилитель с автоматической регулировкой усиления, выделитель тактовой частоты, пороговые блоки, формирователи стробнрующих импульсов и формирователи многоуровневых последовательностей положительной и отрицательной полярности (1 )., Недостаток этого регенератора со-стоит в низкой помехоустойчивости при малом уровне сигналов, что приводит к повышению вероятности ошибки приема частотно-манипулированного сигнала в условиях селективных замираний.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является ре-. генератор двоичных сигналов для радиоканалов, содержащий блок задержки, блок коммутации, решающий блок, блок тактовой синхронизации и формирователь регенерируемой посылки Г21.

Недостаток известного регенератора состоит в низкой точности регенерации при сильных краевых искажениях сигнала.

Цель изобретения - повыаение точности регенерации °

Поставленная цель достигается тем, что в регенератор двоичных сигналов для радиоканалов, содержащий блок задержки, блок коммутации, решающий блок, блок тактовой синхронизации и формирователь регенерируемой посылки введены блок защиты от nays, определитель экстремумов, определитель среднего уровня и последовательно соединенные дискретнзатор уровня и квантователь длительности, выход которого через последовательно соединенные которого являются управляющие входы ступенчатых регуляторов,.

3. Регенератор по п.1„ о т л и ч а ю шийся тем, что решающий блок состоит нз последовательно сое-, диненных счетчика с дешифратором, триггера и элемента И, выход которого подключен к установочным входам триггера и счетчика с дешифратором, счетные входы которых являются первым входом решающего блока, выходом и вторым входом которого являются соответственно выход и второй вход элемента И. решающий блок, блок задержки и блок коммутации подключен: к входу формирователя регенерируемой посылки, выход решающего блока подключен к первому входу определителя экстремумов, выход которого подключен к первому входу дискретизатора уровня, входу определителя среднего. уровня и входу блока защиты от пауз, при этом выходы определителя среднего уровня и блока защиты от пауз подключены соответственно к второму и третьему входам блока коммутации, второй вход дискретиэатора уровня соединен с входом. блока тактовой синхронизации, первый и второй выходы которого подключены соответственно к второму входу квантователя длительности и второму вхо-" ду определителя экстремумов, третий вход которого соединен с вторыми входами решающего блока и блока эадЕржки, четвертым входом блока коммутации и третьим выходом блока тактовой синхронизации.

J;

25 Причем дискретизатор уровня выполнен в виде моста, в одни плечи которого включены резисторы, а в другие - ступенчатые регуляторы, при.чем к одной диагонали бюста подключен блок опорного напряжения, а к другой - делитель. напряжения, выходы которого подключены к соответствующим опорным входам блока компараторов, сигнальный вход и выходы которого являются соответственно первым входом и выходом дискретизатора уровня, вторым входом которого являются управляющие входы ступенчатых регуляторов.

Кроме того, решающий блок состо40 ит из последовательно соединенных счетчика с дешифратором, триггера и элемента И, выход которого подключен

; к установочным входам триггера и счетчика с дешифратором, счетные входы

45 которых являются первым входом реша1085008

Такое построение схемы регулиро- 60 вания величины напряжения на входах к делителей позволяет отслеживать уровень входного сигнала. Это в свою п очередь приводит к уменьшению погреш- н ности определения среднего уровня., 65 а ющего блока, выходом и вторым входом . которого являются соответственно вы- ход и второй вход элемента И.

На фиг.1 изображена функциональная электрическая схема регенератора; на фиг.2 — Функциональная элек-. трическая схема дискретизатора уровня;.на фиг.З вЂ” функциональная электрическая схема решающего блока> на .Фиг.4 - эпюры напряжения, поясняющие работу определителя экстремумов. t0

Регенератор содержит дискретизатор уровня 1, квантователь 2 длительности, решающий блок 3,- блок 4 задержки, определитель 5 .экстремумов, определи ель 6 среднего уровня, блок 15 коммутации 7, блок 8 тактовой синхронизации, блок 9 защиты от пауз и формирователь 10:регенерируемой посылки при этом дискретизатор 1 уровня содержит резисторы 11 и 12, ступенчатые регуляторы 13 и 14,блок 15 опорного. напряжения, делитель 16 напряжения и блок 17 компараторов, а решающий блок содержит счетчик с дешифратором 18, триггер 19 и элемент И, 20

Регенератор двоичных сигналов для

25 радиоканалов работает следующим образом.

Биполярный сигнал (фиг.4а) с выхода детектора приемника поступает на вход дискретиэатора 1 уровня. В этом блоке производится дискретизация.напряжения входного сигнала по десяти уровням (фиг.4а). Для получения необходимого уровня дискретизации на входы блока 17 компараторов Ç5 с блока 15 опорного напряжения подается опорное напряжение, которое создается. с помощью делителя 16 напряжения, получаемого в диагонале мосто. вой схемы. Величина опорного напряже-40 ния, подаваемого на вход мостовой схема, определяется максимально возможным входным напряжением. Величина напряжения в диагонале мостовой схемы зависит от положения ступенча-. 45 тых регуляторов 13 и 14, состоящих. из двоично-десятичных дешифраторов, к выходам которых подключены резистивные делители. Коммутация резистивных делителей, подключаемых. дополни= тельно.к резисторам 11 и 12,осущест(5О вляется четырехзначным кодом, который формируется в определителе 5 экс)тремумов и подается на вход дешифратора (фиг.3). В результате на резисторах 11 и 12 создается падение напряжения пропорциональное разности между максимальным и минимальным значениями биполярного сигнала.

При уровне напряжения входного сигнала, поступающего на сигнальный вход блока 17 компараторов, превышающем опорное напряжение, на выходе блока 17 компараторов появляется сиг-, нал единичного уровня, в.противном случае — сигнал нулевого уровня (Фиг.4 r-и). Таким образом, в зависимости от уровня входного напряжения на входе дискретизатора 1 уровня, на его выходе появляется определенный набор единиц и нулей ° Этот набор поступает на вход квантователя 2 длительности. Квантование необходимо для определения времени существования единицы в данном тактовом интервале.

Квантование и фиксация тактовых интервалов, осуществляемых в квантователе 2 длительности, производится с помощью тактовых импульсов опорной частоты (Фиг.4 б,в) с периодом

ting= 0,01 ig(g - длительность элемейтарной посылки), формируемых в блоке тактовой синхронизации, Квантовый сигнал поступает на вход решающего блока 3. На выходе решающего блока 3 появляется единичный импульс в том случае, если в результате квантования в тактовом периоде на определенном уровне дискретизации появится 50 импульсов час1 тоты f „= — . Эти импульсы подсчиton тываются счетчиком с дешифратором 18 и 50-й импульс устанавливает триггер 19 .в единичное состояние. Тактовый импульс, поступивший на второй вход решающего блока 3, проходит через элемент И 20 и обнуляет триггер.

Выход элемента И 20 является одним из выходов решающего блока 3. Вследствие этого, появление импульса (единицы) на каком-либо выходе решающего блока 3 означает, что время превышения входным напряжением данного уровня дискретизации более 50% длительности тактового интервала. На временной диаграмме (фиг.4д) показано, что время превышения входным наI пряжением первого уровйя дискретизации в одном тактовом интервале

t„ 0,5,Га, а в другом t> + С C 0,5бо.

Сигналы с выхода решающего блока

3 поступают на вход блока 4 задержки, в котором они задерживаются на время, равное длительности поступления десяти тактовых интервалов (интервалу анализа). Выбор интервала анализа, равного десяти тактовым пеРиодам, обуславливается возможностью определения экстремумов при сигнале

:9. Сигналы с выхода решающего блоа 3 подаются также на вход опредеителя 5 экстремумов. В этом блоке роиэводится фиксация поступления еди. ицы на всех уровнях дискретизации, также подсчитывается их количест1085008 во. В конце интервала анализа на входах. определителя 5 экстремумов появляются сигналы, определяющие максимальный и минимальный уровни входного напряжения. На фиг.4 минимальный уровень нулевой, а максимальный четвертый.

Сигналы с выхода определителя 5 экстремумов подаются на входы дискретизатора 1 уровня, блока 9 защиты от пауз, а также на вход определителя б среднего уровня.

В определителе 6 среднего уровня, представляющем собой дешифратор, производится логическая обработка поступающих сигналов. В результате этой15 обработки в конце интервала анализа, устанавливается нулевой уровень, соответствующий середине между максимальным и минимальным значениями входного сигнала. 20

В дискретизаторе 1 уровня сигналами, приходящими с выхода определителя 5 экстремумов, производится ступенчатая корректировка динамического диапазона напряжения, подаваемого на набор делителей. При этом корректировка осуществляется в том случае, если максимальный уровень входного напряжения находится ниже предпоследнего уровня дискретизации, а минимальный — выше второго уровня, а также при размахе напряжения входного сигнала, превышающем динамический диапазон уровней дискретизации, Если после этой коррекции выполняются упс— мянутые выше условия, то производит- З5 ся повторная коррекция. Такой способ регулирования напряжения на входе набора делителей позволяет следить за систематическими (исключая воздействие случайных выбросов) измене- 40 ниями уровня входного напряжения..Это особенно важно для борьбы с импульсными помехами, действие которых приводит к резкому изменению входного напряжения. 45

При длительном поступлении импульсов одной полярности, а также при отсутствии входного сигнала и действии шума на входе устройства, на выходе определителя-5 экстремумов могут появиться сигналы о наличии экстремумов в соседних уровнях дискретизации или даже в одном. Это приведет к неправильному определению нулевого уровня соответственно и неправильной регистрации знака прини- маемых посылок. Для исключения этой ситуации в схему устройства введен блок 9 защиты от пауз, в котором определяется, в течение интервала анализа, наличие экстремумов в одной зоне, а также в соседних с последующей регистрацией зиака посылок в данном интервале относительно среднего .уровня, .определенного в предыдущем интервале анализа. С помощью блока 7 коьепутации вход формирователя 10 регенерируемой посылки подключается к такому выходу блока 4 задержки, который соответствует среднему уровнк входного сигнала.Это позволяет точно определять знак посылки йезависимо от соотношения. амплитуд биполярных импульсов, которые подвержены изменениям в радиоканале, особенно при селективных замираниях сигнала. Сигнап с выхода формирователя 10 регенерируемой посылки поступает на выход устройства регистрации.

Технико-экономический эффект изобретения при его внедрении на каналах магистральной железнодорожной радиосвязи заключается в повышении точности регенерации за счет определения нулевого (среднего) уровня между экстремумами биполярного сигнала независимо от его информационной структуры, усреднения в тактовом периоде квантующих импульсов на каждом уровне дискретизации, предотвращения влияния импульсных помех на определение нулевого уровня, адаптации шага дискретизации к изменению амплитуды входного сигнала, а также устранения влияния на определение положения нулевого уровня однополярного сигнала с длительностью более продолжительности интервала анализа.

1085008

1085008

2

Составитель О. Андрушко

Редактор Г.Волкова Техред Л.Коцвбняк КорректорЛ.Пилипенко

Заказ 2037/54 . Тираж 635 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по.делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4