Устройство для восстановления временных интервалов цифровых сигналов,принимаемых из канала с ограниченной полосой пропускания

 

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к устройствам для вьделения цифровых сигналов из каналов цифровой передачи с ограниченной полосой пропускания, и Фив. 2 может быть использовано для воспроизведения цифровых сигналов с магнитного носителя с частотной модуляцией - модуляцией в цифровых системах видеозаписи, звукозаписи, накопителях информации в ЭВМ. Цель изобретения - повышение точности восстановления временных интервалов цифровых сигналов, принимаемых из канала с ограниченной полосой пропускания . Устройство содержит шину 1 входного сигнала, согласующий блок 2, блоки 3 и 4 задержки, блок 5 относительного усреднения, блоки 6 и 7 сравнения, блок 8 формирования импульсов , триггерный блок 9. Точность выделения временных интервалов, обес- JS печиваемая данным устройством, определяется характеристиками блока сравнения 6. 4 ил. (Л со to о 00 00 со

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИО ЛИСтИЧКСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„30„„1320883 (д1) 4 Н 03 К 5/06, 5/01 (21) 3853145/24-21 (22) 06.02.85 (46) 30,06.87. Вюл. М 24 (72) В.Н.Козубов (53) 621.399(088.8) (56) Гитлиц M.В. и др, Видеомагнитофоны и их применение. — М.: Связь, 1980, с. 145.

Заявка Японии М 57-40700, кл, Н 04 N 5/14, Н 03 К 3/02, 1982. может быть использовано для воспроизведения цифровых сигналов с магнитного носителя с частотной модуляцией — модуляцией в цифровых системах видеозаписи, звукозаписи, накопителях информации в ЭВМ. Цель изобретения — повышение точности восстановления временных интервалов цифровых сигналов, принимаемых из канала с ограниченной полосой пропускания. Устройство содержит шину 1 входного сигнала, согласующий блок 2, блоки 3 и 4 задержки, блок 5 относительного усреднения, блоки 6 и 7 сравнения, блок 8 формирования импульсов триггерный блок 9. Точность

C выделения временных интервалов, обес- ф печиваемая данным устройством, определяется характеристиками блока сравнения 6. 4 и=, С:: (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ

ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ ЦИФРОВЫХ СИГНАЛОВ, ПРИНИМАЕМЫХ ИЗ КАНАЛА С ОГРАНИ—

ЧЕННОЙ ПОЛОСОЙ ПРОПУСКАЩ1Я (57) Изобретение относится к импульсной технике, в частности к устройствам для выделения цифровых сигналов из каналов цифровой передачи с ограниченной полосой пропускания, и Пч :! ..ю а )

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,, К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ го блока 9, содержащего триггер 38, выход которого соединен с шиной 39, являющейся вьгходом восстановленной двоичной информации с исходными временными интервалами.

В устройстве восстановления временных интервалов (а также двоичной информации) цифровых сигналов, принимаемых иэ канала с ограниченной полосой пропускания, входной сигнал (фиг, i В ) дважды одинаково .задерживают (фиг. l t сплошная линия входной сигнал, точечная — однажды задержанный, пунктирная — дважды задержанный) без искажений и с одина,ковой амплитудой, производят относительное усреднение по амплитуде (например, делителем напряжения на резисторах) между входным сигналом и дважды задержанным сигналом (фиг.1 штрихпунктирная линия), выделяют раэностные сигналы при помощи сравнивающих устройств, а именно разностный сигнал между относительно усредненным и однажды эадержанньпр (фиг. 1 e ) и раэностный сигнал между входным и однажды задержанным

1 132088

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для выделения цифровых сигналов из каналов цифровой передачи с ограниченной полосой пропускания, в. частности для воспроизведения цифровых сигналов с магнитного носителя с ЧМмодуляцией в цифровых системах видеозаписи, звукозаписи, накопителях информации в ЭВМ. 50

ЦЕль изобретения — повышение точности восстановления временных интервалов цифровых сигналов, принимаемых иэ канала с ограниченной полосой пропускания. f5

На фиг. 1 представлены временные диаграммы сигналов; на фиг. 2 — функциональная схема устройства; на фиг. 3 — соответствующая принципиальная схема; на фиг. 4 — аналитические Zp построения вершин импульсов, показывающие свойства и ограничения сигналов устройства восстановления.

Устройство содержит (фиг. 2) шину

1 входного сигнала, согласующий блок 25

2, блоки 3 и 4 задержки, блок 5 относительного усреднения, блоки 6 и

7 сравнения, блок 8 формирования импульсов и триггерный блок 9. Шина

1 входного сигнала соединена с вхо- 30 дом согласующего блока 2, выполненного (см. фиг. 3) из последовательно соединенных входного усилителя

10, согласующего резистора 11 с первым .выходом блока 2 и выравнивающей цепи 12 на делителе напряжения, выполненном на резисторах 13 и 14 и имеющем второй выход блока 2. Первый выход блока 2 соединен с входом первого блока 3 задержки, включающего линию 15 задержки, и с первым входом блока 5 относительного усреднения, содержащего делитель напряжения на резисторах 16 и 17, второй вход блока

5 соединен с выходом второго блока 45

4 задержки, включающего последовательно соединенные линию 18 задержки и нагрузочный резистор 19, вход блока 4 задержки соединен с выходом блока 3 задержки и с первыми входами блока 7 сравнения и блока 6 сравне— ния,который выполнен на компараторах

20 и 21 с разнополярно объединенны ми входами. Первый и второй выходы блока 6 сравнения соединены с соответствующими информационными входами блока 8 формирователей импульсов, содержащего цепи 22 и 23 формирования импульсов по заднему фронту ин3 2 формационного сигнала. Второй выход согласующего блока 2 с выравнивающей цепи 12 соединен с вторым входом сравнивающего блока 1, в котором соединены с вторым входом общей шиной отрицательная цепь 24 смещения, включающая параллельно соединенные отрицательный источник 25 опорного напряжения и делитель напряжения на резисторах 26 и 27, и положительная цепь 28 смещения, включающая параллельно соединенные положительный источник 29 опорного напряжения и делитель напряжения на резисторах 30 и

31. Выход делителя цепи 24 смещения соединен с первым инвертирующим входом компаратора 32 сравнивающей цепи 33, а выход делителя цепи 28 смещения соединен с первым инвертирующим входом компаратора 34 сравнивающей цепи 33, вторые входы компараторов 32 и 34 соединены с первым входом блока 7 сравнения, выходы цепи

33 сравнения соединены с входами элемента ИЛИ 35, выход которого является выходом блока 7 сравнения и соединен с шиной запрета формирователей

22 и 23 блока 8 формирования импульсов, выходы которого соединены с шинами 36 и 37.„ предназначенными для дальнейшей обработки в цепях самосинхронизации, и с входами триггерно13208

3 (фиг, 1 д ). Выделенные сигналы от первого сравнивающего устройства (фиг. 1 8,и) подают на входные шины управления формирователями импульсов по заднему фронту, а от второго сравнивающего устройства (фиг. 1 е, с, y) — на информационные входы формирователей, в результате ложные импульсы, возникающие на выходе второго сравнивающего устрой- 10 ства (фиг. 1 «,p) при наличии на входном сигнале протяженных. импульсов, по длительности превышающих время нарастания фронта канала (фиг.l, б,s, третий единичный и следующий за ним нулевой с меткой, превышающей амплитуду цифровых сигналов), не проходят на выходе формирователей (фиг. 1 к, ) .

Сигналы формирователей используют для дальнейшей обработки в цепях самосинхронизации и подают на триггерные устройства, с выхода которых снимают исходный двоичный сигнал с восстановленными временными соотношениями (фиг. 1 м,cr).

Восстановление временных интервалов и двоичной информации происходит следующим образом.

С шины 1 на вход согласующего бло.ка 2 поступает составной цифровой сигнал, принятый иэ канала с ограниченной полосой пропускания (фиг.l ь ), Для примера показан сигнал вида

10100111 1010ИО

1!1 имеющий импульсы 35 протяженностью t большей времени нарастания фронта канала, т.е. (в данном случае время нарастания равно длительности двух бит, т.е.

=2Т ). С входного усилителя 10 чеф 6 рез согласующий резистор 1 сигнал поступает на блоки 3 и 4 задержки и делится пополам в блоке 5 относительного усреднения на резисторах 45

16 и 17 относительно задержанного сигнала на выходе блока 4 задержки.

На сравнивающем блоке 6 разность сигналов между сигналами на выходе блока 5 относительного усреднения и сигналом на выходе блока 3 задержки воздействует на компараторы 20 и 21 и на их выходах выделяются сигналы по пересечению относительного нуля разностного сигнала, которые поступают на информационные входы блока 8 формирования импульсов по заднему фронту. Ложные импульсы (фиг, l x, у) подавляются сигналами

83

4 блока 7 сравнения, который с заданными порогами (фиг. 1 8 ) цепей 24 и 28 смещения выделяет разностный сигнал между выравненным на выравнивающей цепи 12 входным сигналом и сигналом на выходе блока 3 задержки и объединяет сигналы цепи 33 сравнения на элементе ИЛИ 35 (фиг.1м), так как управляющий сигнал на входе управления блока 8 отсутствует, С выхода блока формирования на шинЫ.

36 и 37 поступают очищенные соответствующие исходным временным интервалам строб-импульсы единицы и нуля, поэтому двоичная информация легко выделяется обычным RS-триггером 38.

Точность выделения временных интервалов определяется характеристиками блока 6 сравнения, что доказывается следующей теоремой.

Рассматривая одновременно эпюры вершин импульсов входного, однажды и дважды задержанного сигнала одной амплитуды при времени нарастания фронта канала, равном или большем длительности бита (.< Та), и применяя линейную аппроксимацию нарастания фронта, имеем (фиг. 4 n ) три параллельные ломаные прямые: АВС вЂ” для входного сигнала, DEF — для однажды задержанного и HI — для дважды эадержанного сигнала, у которых параллельные прямые АВ, DE, Н, имеющие наклон д относительно временной оси абсцисс, взаимно пересекаются с тремя параллельными прямыми ВС, EF HI с наклоном р к оси абсцисс. В точках

В и Н произведем сечения, параллельные оси ординат, которые согласно теореме о пересекающихся параллельных прямых образуют подобные треугольники BIN u HKN ° Проведем в этих треугольниках линию LNM, равноотстоящую от линий BNK u INH. Линия LNM есть не что иное, как медиана треугольников BIN и NHM, делящая стороны BI u

HK пополам, но треугольники BLN u

HMN лежащие на медиане 1.ММ, также подобны и имеют медианами прямые LE и ЕМ, следовательно, при любых наклонах с и точки L u M всегда будут принадлежать сечениям BI и НК соответственно.

Аналогично для ломаных прямых, соответствующих протяженным импульсам ABP, DEP, СНР и ОВС, OEF, OHI, которые соответственно образуют треугольники BHL v BHK, у которых средние линии LH u BM также являются ме!

32088

5 дианами, но в треугольниках ВНЬ и

ВНМ прямые LE и ЕМ тоже являются медианами, следовательно, и в этих случаях точки L и М принадлежат се.чениям BI и НК независимо от наклонов k и р. Таким образом, точки пересечения L и М средней линии LM, соответствующей относительно усредненному сигналу, и прямых LE и ВМ, являющихся частью однажды задержанно- 10 го сигнала, независимо от крутизны нарастания и, спада импульсов неподвижны на временной оси и являются опорными точками для восстановления исходных интервалов цифрового сигнала, 15

При этом I и К должны обязательно присутствовать в зоне действующей, амплитуды, в противном случае, при увеличении крутизны фронтов (фиг.4 Б ) точки пересечения S линий относи- 2п тельного усреднения и однажды задержанного сигнала смещаются в глубину зоны между сечениями BI u НК, а линия относительного усреднения приобретает дополнительный излом RT. Ког- 25 да крутизна фронта импульса становится равной бесконечности (фиг.48), т.е. когда на вход поступают прямоугольные импульсы, точки пересечения $ и S ломаной линии относительного усреднения UARTHB К Т IQ между ломаными линиями UABB CQ входного сигнала и UGHH IQ дважды задержанного сигнала ложатся непосредственно на ломаную линию Ш)ЕЕ Щ однажды задержанного сигнала. Таким образом, для сохранения неподвижности точек пересечения Ь и М независимо от изменения крутизны импульсов необходимо превышение или равенство длительности времени нарастания фронта канала Г относительно суммарной заФ держки сигналов 2Т, т.е. i -, 2Т, и, следовательно, при непосредственном приеме цифровых сигналов, минуя канал, входной сигнал пропускают через эквивалент канала, например через интегрирующую цепь.

Формула изобретения

50 устройство для восстановления временных интервалов цифровых сигналов, принимаемых иэ канала с ограниченной полосой пропускания, содержащее согласующий блок, выполненный в виде последовательно соединенных входного усилителя, согласующего резистора и цепи выравнивания входного напряжения, два блока задержки с нагруэочным резистором, первый блок сравнения, выполненный.в виде двух компараторов, к разнополярным входам которых подключены две цепи смещения из делителей напряжения и источников опорного напряжения,. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности восстановления временных интервалов, в него дополнительно введены второй блок сравнения, выполненный в виде двух компараторов, блок формирования импульсов, выполненный в виде двух формирователей импульсов по заднему фрбнту, выходной RS-триггер, элемент ИЛИ в первый блок сравнения и блок относительного усреднения, причем первый вход блока относительного усреднения соединен с входом первого блока задержки, а второй вход соединен с выходом второго блока задержки, выход первого блока задержки соединен с первыми входами первого и второго блоков сравнения, а выход блока относительного усреднения — с вторым входом второго блока сравнения, выходы которого соединены с входами блока формирования импульсов, соответственно с информационными входами первого и второго формирователей импульсов по заднему фронту, выходы которых соединены с первой и второй выходными шинами и с входами выходно- го триггера, выход которого соединен с третьей выходной шиной, выход цепи выравнивания входного напряжения в согласующем блоке соединен с вторым входом первого блока сравнения, в котором второй вход соединен с общей шиной цепей смещения, положительный и отрицательный выходы Ко торых соединены соответственно с инвертирующим и неинвертирующими входами компараторов., вторые входы которых соединены с первым входом первого блока сравнения, а выходы соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого является выходом первого блока сравнения и соединен с входом запрета блока формирования импульсов.

1320883

1320883 о

Составитель Г.Брынский

Техред А. Кравчук

Редактор N.Äûëûí

Корректор А. Обручар

Заказ 2666/55

Тираж 901 ПОДписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, уд. Проектная, 4