Цифровое устройство тактовой синхронизации

 

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано, преимущественно, в устройствах синхронизации систем радиосвязи. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости при наличии дробления переднего фронта импульса. Цифровое устройство содержит два реверсивных счетчика, регистр, преобразователь кода, два преобразователя код - частота, два генератора импульсов, генератор с цифровым управлением, ограничитель, дифференцирующее звено, элементы И, ИЛИ, ЗАПРЕТ и инверторы. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU 1607079 (5!)5 Н 04 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2!) 3858864/24-63 (22) 19.02.85 (46) 15.11.90. Бюл. № 42 (72) В. В. Горшков (53) 621 394.662.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 711696, кл. Н 04 1 1/20, 1980. (54) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ТАКТОВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ (57) Изобретение относится к технике связи и может быть использовано преимущеИзобретение относится к технике связи и может быть использовано преимущественно в устройствах синхронизации систем радиосвязи.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости при наличии дробления переднего фронта импульса.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Входная шина устройства подключена к входу ограничителя 2, выход которого соединен с первым входом элемента И 3, выход которого соединен с входом дифференцирующего звена 4. Выход дифференцирующего звена 4 подключен к входу управления регистра 5, информационные входы которого соединены с выходами преобразователя 6 кода, информационные входы которого соединены с информационными выходами реверсивного счетчика 7, выход старшего разряда реверсивного счетчика 7 соединен с входом знака преобразователя 6 кода и входом знакового разряда регистра 5, информационные выходы регистра 5 соединены с информационными входами преобразователей 8 и 9 код — частота, вторые входы которых соединены соответственно с выходами генераторов 10 и !1 импульсов, выход преобразователя 8 код — частота соединен с

2 ственно в устройствах синхронизац)н(;и«г(» радиосвязи. Целью изобретения явля(i «я .» вышение помехоустойчивости при пал ичи>; дробления переднего фронта импуль«а, Цифровое устройство содержит два ревер«ивных счетчика, регистр, преобр "çîâàòåëü кода. два преобразователя код частота, два ге1(ератора импульсов, генератор «цифровы» управлением, огра н13ч1(тель д13(рфсренц>(р кощее звено, элемент И, И,>!!1..3А(1РЕТ н инверторы. ил. первыми входами элементов И !2 н !3, 3 выход преобразователя 9 код -- частота «()e.(ннен с первыми входамн элементов ll 14 ii !5, выход знакового разряда регистра 5 «оединен с вторыми входами элементов И 12 и 14 и через инверторы !6 и 17 — с вгорыми входами соответственно элементов И 13 и 15

Выходы элементов И !2 и 1;3 «ое(инены « первым и вторым входами гс .c!)!3!оp;! 18 цифровым управлением, выход э., м(>I l i

14 соединен с первым входо» э,)е»еIII;3

ИЛИ !9, выход эле»ента И !5 «(.-, . > (!«>ходом Вычитания peÂñ!)«»131>(> (> -,i:;, 1„>:, Hblход генератора 18 «цифровым xi .ðB!3ëeíèåì соединен с вторым вхо,(п» элемента ll, 1И 1!1, выход которого соед1311«11 «входо» «ложения реверсивного счетчика 7, входbi «ложения и вычитания ров«1)(. HBI!o! () ((етчик>3 7 соединены соответств 1(но с информацио1ными вход>а»11 э..)емс.:>тон . 3 (1 Ð!. 20 и 21 выходы которы.: со«,)(инень((()(" ветственкч) с входами сложения li 13 (чнтания ревег.сивного счетчика 22. Вы од (тарп его ра (ряда реверсивного «>I«T-1нка "2 «п«.III!,BII « вторым входом элеме;-IT(3 И,) ll управ,l)11()щими входами элементов . 3АГ1РЕ 2)0 i 21, вход сброса ревер«и ii>():. 1(гчн з 22 (()единен с выхода 1 д1(ф(1)ере>1ц(>р) 1():; (1(> 11(на 4, выходная lllll! IQ 23 «« )(::i «

1607079 ключена к выходу старшего разряда реьерсивного счетчика 7.

Цифровое устройство тактовой синхронизации работает следующим образом.

На входе ограничителя 2 поступает принимаемая двоичная последовательность символов «О» и «1», которая может быть искажена присутствием шумов и помех. На выходе жесткого ограничителя 2 имеется двоичный сигнал, который при наличии на выходе реверсивного счетчика 22 единичного . уровня беспрепятственно проходит на вход, дифференцирующего звена 4 через элемент И 3. Дифференцирующее звено 4 с момента перехода в принимаемом сигнале формирует импульс фронта, который подается на вход управления, регистра 5. Будем первоначально считать, что шумы и помехи на входе устpGHcTB2 отсутству от. В этом случае все импульсы фронтов, имеющиеся на входе управления регистра 5, обусловлены переходами в принимаемой полезной двоичной последовательности символов.

В качестве источника опорного сигнала служит генератор 18 с цифровым управлением, частота импульсов на выходе которого в режиме сложения превышает тактовую частоту принимаемого сигнала в 2 раз, где N — число двоичных разрядов реверсивного счетчика 7.

С выхода старшего разряда реверсивного счетчика на выходную шину 23 устройства поступает меандр тактовой частоты, синхронизованный с принимаемым сигналом в режиме слежения по задержке (фазе) и частоте. В момент поступления импульса фронта принимаемого сигнала на информационные входы регистра 5 содержимое реверсивного счетчика 7 в виде логических потенциалов на его информационных выходах (iU — 1) младших его разрядов переписывается в регистр 5 через преобразова ель 6 кода, содержимое старшего разряда реверсивного счетчика 7 переписывается в знаковый разряд регистра 5. Преобразователь 6 кода служит для преобразования кода реверсивного счетчика 7, соответствующего фазе 0...360, в код, соответствующий фазе

0...180; — 180 ...0"". Такое преобразование осуществляется переходом от основного представления информации, имеющейся На информационном входе преобразователя 6 кода, к дополнительному для фазового угля

180.,360 и сохранением исходного представления для фазового угла 0...180 . Управление изменением пр=-дставления осуществляется с помощью входа знака. Когда на этом входе имеется символ «0», что соответствует содержимому реверсивно"0 счетчика 7 меньше половины его емкости, содержимое реверсивного счетчика 7 проходит на информационные входы регистра 5 с параллельной записью информации без изменения, а на его знаковый вход поступает символ «О», соответствующий знаку «+».

Когда на входе знака преобразователя ко

ЗО

C,Q

55 да имеется символ «1», что соответствует содержимому реверсивного счетчика 7 (без старшего разряда), содержимое реверсивного счетчика 7 поступает на информационные входы регистра 5 после перехода от основного представления к дополнительному, а на его вход знакового разряда поступает сигнал «1», ссютветствующий знаку « вЂ” ».

Таким образом, содержимое регистра 5 представляет собой код, соответствующий сдвигу фазы опорного сигнала относительно фазы входного сигнала, причем код знакового разряда регистра 5 представляет собой знак указанного сдвига. Если на выходе знакового разряда регистра 5 установлен сигнал «1», то опорный сигнал отстает от принимаемого сигнала по задержке (фазе) на величину, указываемую остальными разрядами этого регистра 5, если же на выходе знакового разряда регистра 5 имеется код

«О», то опорный сигнал опережает принимаемый сигнал по задержке (фазе) на ту же величину. Содержимое регистра 5 не меняется в течение времени до прихода следующего импульса от дифференцирующего звена 4. Частота следования импульсов на выходе преобразователей 8 и 9 код — частота определяется кодом ошибки на выходе регистра 5, импульсы преобразователей 8 и 9 код — частота служат для подстройки последовательностей импульсов, поступающих на входы вычитания и сложения реверсивного счетчика 7, путем добавления и исключения.

Импульс фронта, поступающий на вход управления регистра 5, поступает также на вход сброса реверсивного счетчика 22, в результате чего его содержимое обнуляется, и на выходе старшего разряда реверсивного счетчика 22 появляется нулевой уровень, запирающий элемент И 3 и открывающий элементы ЗАПРЕТ 21 и 20. На входы вычитания и сложения реверсивного счетчика 22 начинают поступать импульсы соответственно с выходов элементов И 15 и ИЛИ 19.

Когда в реверсивном счетчике 22 накопится опреде.пенное число, например соответствующее длительчости. половине длительности двоичного символа (для чего реверсивный счетчик 22 должен иметь на один разряд меньше, чем реверсивный счетчик 7), на его выходе появится единичный уровень. в результате чего откроется схема элмента И 3 и закроются элементы ЗАПРЕТ 21 и 20. Подача импульсов на входы сложения и вычитания реверсивного счетчика 22 при этом прекратится до поступления следующего импульса фронта на вход сброса реверсивного счетчика 22. Такая работа рассматриваемых узлов обеспечивает запирание входа устройства на некоторое время, например равное половине длительно "ти двоичного символа, после поступления каждого импульса фронта.

Рассмотрим теперь случай, когда принимаемая двоичная последовательность симво1607079 лов искажена присутствием помех и шумов.

В этом случае сигнал, имеющийся на выходе ограничителя 2, будет содержать импульсы с нулевым уровнем, когда принимается символ «1», и импульсы с единичным уровнем, когда принимается символ «О».

Наличие таких импульсов может привести к тому, что на выходе дифференциального звена 4, появятся импульсы фронтов, отстоящие друг от друга на время, отличное от длительности целого числа двоичных симво- 10 лов. В тех случаях, когда мешающие шумы и помехи являются гауссовыми с малым (в сравнении с длительностью принимаемых двоичных символов) временем корреляции, что чаще всего встречается на практике, длительность мешающих импульсов на выходе ограничителя 2 будет малой или они будут следовать после импульса фронта через короткий интервал (например, меньше половины длительности двоичного символа). 20

Таким образом, в цифровом устройстве тактовой синхронизации производится определение ошибки по задержке (фазовой ошибки) путем сравнения модифицированной местной последовательности импульсов с входной последовательностью импульсов в моменты перехода в последней от «1» к «О».

Измеренная ошибка по задержке (фазовая ошибка) при этом преобразуется в последовательность импульсов, частота которой пропорциональна величине этой ошибки, а указанная последовательность импульсов служит для коррекции скорости продвижения реверсивного счетчика 7 в соответствии со знаком указанной ошибки.

Формула изобретения

Цифровое устройство тактовой синхронизации, содержащее дифференцирующее звено, выход которого подключен к входу управления регистра, информационные входы которого соединены с выходами преоб- 40 разователя кода, информационные входы которого соединены с информационными выходами реверсивного счетчика, выход старшего разряда которого подключен к входу знака прс00рязовятеля кода и вхОду знякОвого разряда регистра, информационные выходы регистра соединены с информационными входами преобразователей код — частота, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих генераторов импульсов, выход первого преобразователя код — - частота соединен с первыми входами первого и второго элементов И, а выход второго преобразователя код — частота — с первыми входами третьего и четвертого элемеHTQB И, выход знакового разряда регистра соединен с вторыми входами первого и третьего элементов И и через соответствующие инверторы — с вторыми входами второго и четвертого элементов И, выходы первого и второго элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами генератора с цифровым управлением, выход третьего элемента И соединен с первым входом элемента ИЛ И, второй вход которого соединен с выходом генератора с цифровым управлением, а выход -- с входом сложения реверсивного счетчика, вх0д вычитания которого соединен с выходом четвертого элемента И, выход старше10 разряда реверсивного счетчика соединен с выходной шиной устройства, огличпюыееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости при наличии дробления переднего фронта импульса, оно дополнительно содержит второй реверсивный счетчик, ограничитель, два элемента ЗАГ1РЕТ и пятый элеменпг И. причем вхо.li!BB шина устройства через ограничитель подключена к первому входу пятого элемента И. выход которого соединен с входом дифференLIèðóIoLLIåã0 звена. выход которого подключен к входу сброса второго реверсивного счетчика, входы сложения и вычитания реверсивного счетчика соединены соответственно с выходами первого и второго элементов ЗАГ1РЕТ, упрявляюгцие Bxoды которыi соединены с вторым Bx030м пятого элемента И и выходом тяршего разрядя второго реверсивного cBñòBèкя, информяцIIOн:. ыc 13. 0ды первого и второго э Ie BIITOB ЗЛ!1РЕ1

СОЕДИНЕНЫ C00TBETCTBUIIIIO С В\О I 3 X!II СЛО&Ения и вычитания первогO реверс ивн ого счетчика.

Редактор О. Снесивык

Заказ 3555! оста витель И. Семина

Текрсд Л. Кравчук Корректор Н. Ревская

Тираж 524 11однисное

ВНИИПИ Государств нного K(> ета llo ивобрегениям и открытия.1 пр и ГКНТ СССР

I 30, ю. Моск;; Ук — 35. Раушская наб., д. /5

Г1роизводств íî и с ьскн мбинат: Iатент». г. Ужгород, ул. ° агарина,, !01