Устройство тактовой синхронизации

 

Изобретение относится к областям электросвязи и радиотехники и м.б, использовано в системах передачи дискретной информации, в радиолокационных и радионавигационных системах; Целью изобретения является повышение точности синхронизации при изменяющихся значениях разности уровней сигнала и шума. Устр-во содержит квадратор 4, фильтры 6-8 нижних частот, перемножители 9, 10, полосоин5 вой фильтр (ПФ) 11, блок 14 задержки, управляемый, генератор 16 тактовых импульсов , делитель 17 частоты. Для достижения цели в устр-во введены квадратичный детектор 1, два блока 2, 5 вычитания, делитель 3 напряжений, управляемый усилитель 12, дополнительный усилитель 13 и формирователь 15 управляющего сигнала. ПФ II выделяет область частот с центральной частотой , равной 2-й гармонике тактовой частоты. Точное же выделение 2-й гармоники осуществляется петлей ФАПЧ, содержащей перемножитель 10, управляемый усилитель 12, фильтр 6 и управляемый генератор 16. Миним. среднеквадратическая ошибка слежения q при заданном отношении С/Ш м.б. получена при оптимальном выборе структуры фильтра 6 и коэф. усиления усилителя 12 в петле слежения, причем тип фильтра 6 зависит от корреляционных св-в сигнала, а коэф. усиления - в основном от значения отношения С/Ш. 2 ил. с (Л О5 со i4 ф 4 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 Н 04 ? 7/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4086814/24-09 (2Q 02.07.86 ,(46) 07.05.88. Бюл. Ф 17 (71) Свердловский инженерно-педагогический институт (72) А, К. Капылов, В. А. Киприн, И. В. Колясникова и M. И. Гарбар (53) 621.394.662(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 915264, кл. Н 04 L 7/02, 1979.

Авторское свидетельство СССР

У 347942, кл. Н 04 1 13/18, 1970. (54) УСТРОЙСТВО ТАКТОВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ (57) Изобретение относится к областям электросвязи и радиотехники и м.б использовано в системах передачи дискретной информации, в радиолокационных и радионавигационных системах; Целью изобретения является повышение точности синхронизации при изменяющихся значениях разности уровней сигнала и шума. Устр-во содержит квадратор 4, фильтры 6 — 8 нижних частот, перемножители 9, 10, полосоSU» 1394448 А1 вой фильтр (ПФ) 11, блок 14 задержки, управляемый генератор 16 тактовых импульсов, делитель 17 частоты. Для достижения цели в устр-во введены квадратичный детектор 1, два блока 2, 5 вычитания, делитель 3 напряжений, управляемый усилитель 12, дополнительный усилитель l3 и формирователь

15 управляющего сигнала. ПФ 11 выделя. ет область частот с центральной частотой, равной 2-й гармонике тактовой частоты. Точное же выделение 2-й гармоники осуществляется петлей ФАПЧ, содержащей перемножитель 10; управля" емый усилитель 12, фильтр 6 и управляемый генератор 16. Миним. средне- Я квадратическая ошибка слежения q при заданном отношении С/Ш м.б. получена при оптимальном выборе структуры фильтра 6 и коэф, усиления усилителя 12 в петле слежения, причем тип фильтра 6 зависит от корреляционных св-в сигнала, а коэф. усиления — в основном от значения отношения С/Ш.

2 ил, 1394448

Изобретение относится к электросвязи и радиотехнике и может быть ис" пользовано в системах передачи дискретной информации, в радиолокационных и радионавигационных системах.

Цель изобретения — повышение точности синхронизации при изменяющихся значениях уровней сигнала и шума, На фиг. 1 представлена структурная 10 электрическая схема устройства тактовой синхронизации; на фиг, 2 - автокорреляционная функция последовательности двоичных импульсов произвольной формы, 15 . Устройство тактовой синхронизации содержит квадратичный детектор I первый блок 2 вычитания, делитель 3 напряжений., квадратор 4, второй блок

5 вычитания, первый 6, второй 7 и 20 третий 8 фильтры нижних частот, первый 9 и второй 10 перемножители, полосовой фильтр 11, управляемый 12 и дополнительный 13 усилители, блок 14 з адержки, формирователь 15 управляющего сигнала, управляемый генератор

16 тактовых импульсов и делитель 17 частоты.

Устройство тактовой синхронизации работает следующим образом. 30

Входной сигнал, представляющий последовательность двоичных импульсов произвольной (случайной) формы с флуктуирующей тактовой частотой f и аддитивным широкополосным шумом, перемножается со своей копией, сдвинутой на половину длительности периода тактовой частоты, в первом перемножителе 9 (фиг. 1). В результате в спектре сигнала на выходе первого перемножителя 9 появляются гармоники тактовой частоты.

Полосовой фильтр 11 выделяет область частот с центральной частотой, равной второй гармонике тактовой частоты. Точное выделение второй гармоники осуществляется петлей ФАПЧ, содержащей второй перемножитель 10, управляемый усилитель 12, первый фильтр б и управляемый генератор 16. Минимальная среднеквадратическая ошибка

50 слежения q при заданном отношении сигнал/шум может быть получена при оптимальном выборе структуры первого фильтра б и коэффициента усиления управляемого усилителя 12 в петле сле55 кения, причем тип первого фильтра 6 зависит от корреляционных свойств сигнала, а коэффициент усиления — в

В(0) - (S(t)-(S(t)) 2

Т Т T

В(-) = (8(t)-S(t)) (S(-)-8(-) (3) 2 2 2 ь где В(7 ) — функция автокорреляции двоичного сигнала S(t);

Т - период повторения тактовой частоты (черта над символами - знак усреднения по времени) .

На выходе квадратичного детектора

1 формируется сигнал вида х2 = (Б +Ж )2 Я2 (4) принятый сигнал; белый шум; где х

Е<

Е е

Из (4) мощность шума, следует

Е+=х,- S (5)

Учитывая соотношения (1) - (3), получают

S 2В(- - (S(t)) 2S(t)S(t + -)+ е 2

gS(t) ) (6) Тогда из (5) .получают

Е, = Х2-2S(e) S(t + -)+(S(t) ) . {7) — 2 Т 2

Последний член в правой части (7) формируется с помощью второго фильтра и квадратора 4. Второй член в правой части (7) формируется с помощью блока 14 задержки, первого перемножителя 9, третьего фильтра 8 и дополни-. тельного усилителя 13. При этом коэффициент усиления дополнительного усилителя 13 равен двум, а блок 14 задержки автоматически подстраивается на величину Т/2 с помощью формирователя 15. Средняя мощность полезного сигнала S+ в соответствии с (6) фор" мируется на выходе второго блока 5 основном от значения отношения сиг" нал/шум.

Для анализа параметра q нсполь2 зуются определенные свойства автокорреляционных функций двоичных сигналов.

При безызбыточном кодировании автокорреляционная функция имеет вид, показанный на фиг. 2. При этом справедливы следующие соотношения:

Т

В(0) - 2В(-,)1 (1) 13944 вычитания, а мощность шума в соответствии с (5) и (7) - на выходе первого блока вычитания. Отношение сигнала

2 2

Ь к шуму и S / E < реализуется на вы5 ходе делителя 3, что позволяет произвести оптимальную настройку управляемого усилителя 12 по управляющему входу, При этом шумы, присутствующие на выходе первого перемножителя 9, в 1р силу их некоррелированности на интервале = - минимизируются на выходе

2 третьего фильтра 8 и не участвуют в формировании функций, входящих в выражение (6).

Блок 14 задержки и первый перемножитель 9 одновременно используются для двух целей: для формирования ав» токорреляционной функции при л Т 2р

/ т — и

2 для восстановления второй гармоники в спектре сигнала, по которой осуществляется слежение в петле ФАПЧ.

Формула изобретения

Устройство тактовой синхронизации, содержащее последовательно. соединенные блок задержки, первый перемножи- Зр тель и полосовой фильтр, последовательно соединенные первый фильтр нижних частот, управляемый генератор тактактовых импульсов и второй перемножитель, а также квадратор, второй и третий фильтры нижних частот н делитель частоты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности

48 синхронизации при изменяющихся значе- . ниях уровней сигнала и шума, введены последовательно соединенные квадратичный детектор, первый блок вычитания, делитель напряжений и управляемый усилитель, информационный вход и выход которого подключены соответственно к выходу второго перемножителя и входу первого фильтра нижних частот, последовательно соединенные дополнительный усилитель и второй блок вычитания, выход которого подключен к вторым входам первого блока вычитания и делителя напряжений, а также формирователь управляющего сигнала, выход которого подсоединен к управляющему входу блока задержки, при.этом выход второго фильтра нижних частот через квадратор подсоединен к второму входу второго блока вычитания, выход первого перемножителя через третий фильтр нижних частот подсоединен к входу дополнительного, усилителя, выход управляемого генератора тактовых импульсов подсоединен к входам делителя частоты и формирователя управляющего сигнала, выход полосового фильтра подсоединен к второму входу второго перемножителя, а вход квадратичного детектора объединен с входом второго фильтра нижних частот, вторым входом первого перемножителя и информационным входом блока задержки, причем второй вход первого перемно" жителя и выход делителя частоты яв" ляются соответственно входом и выходом устройства.

1394448

Составитель В. Орлов

Редактор И. Дербак Техред JI.Ceðäþêoâà Корректор И.Николайчук

Заказ 2240/57

Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

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

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