Устройство для компенсации колебаний фазы принимаемых сигналов относительно местного тоактового генератора в цифровых системах связи

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ пц 56540I

Ф

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.04.74 (21) 2020738/09 с присоединением заявки № осУдорствениый комитет (23) Приоритет

Совета Министров СССР по делам из,,бретеиий Опубликовано 15.07.77. Бюллетень № 26 (51) М. Кл.з Н 04L 7/04 (53) УДК 621.394 662 (088,8) и открытий

Дата опубликования описания 04.08.77 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Г. Г. Морозов и С. Н. Осипов

Ленинградское отделение Центрального научно-исследовательского института связи (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ КОЛЕБАНИЙ ФАЗЫ

ПРИНИМАЕМЫХ СИГНАЛОВ ОТНОСИТЕЛЬНО МЕСТНОГО

ТАКТОВОГО ГЕНЕРАТОРА В ЦИФРОВЫХ СИСТЕМАХ СВЯЗИ

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в цифровых системах связи, например в интегральной цифровой системе, построенной на базе применения импульсно-кодовой модуляции или дельта-модуляции сигналов при импульсно-временном разделении каналов.

В цифровых системах связи даже в случае, когда генераторы станций синхронизированы по частоте, фазы принимаемых сигналов изменяются в некоторых пределах относительно фазы местного тактового генератора коммутационной системы. Диапазон колебаний фаз принимаемых сигналов зависит от температурных изменений задержки в линиях передачи, от величины дрожания фазы (быстрого джиттера), от колебаний разности фаз генераторов, вызываемых неточностями синхронизации по частоте, от величины дрейфа рабочих точек в регенераторах и т. д. Колебания фазы компенсируются при помощи блоков буферной памяти, запись в которые проводится по мере поступления принимаемых сигналов, а считывание осуществляется сигналами местного тактового генератора коммутационной системы, при этом сигналы записи и считывания не должны совпадать по времени. Объем буферной памяти задается в соответствии с компенсируемым диапазоном колебаний фазы принимаемого сигнала, Известно устройство для компенсации колебаний фазы принимаемых сигналов относительно местного тактового генератора в цифровых системах связи, содержащее приемный блок со счетчиком тактов, выходом подключенный к входу управления преобразователя последовательного кода в параллельный, выход которого подключен к информационному входу блока буферной памяти, а выход местного тактового генератора через распределитель подключен к входам формирователя последовательностей импульсов считывания и к двум формирователям вспомогательных последовательностей импульсов, причем выходы

15 формирователей вспомогательных последовательностей импульсов через одни соответствующие элементы И, к вторым входам которых подключен выход счетчика тактов, подключены соответственно к входам установки

20 и сброса триггера, прямой и инверсный выходы последнего через другие элементы И, к вторым входам этих элементов подключены соответствующие выходы формирователя последовательностей импульсов считывания, и

25 элемент ИЛИ подключены к входу считывания блока буферной памяти (1).

Однако известное устройство при заданном объеме буферной памяти обеспечивает относи30 тельно малый диапазон колебаний фазы, 565401 компенсируемый без искажений принимаемых сигналов.

С целью расширения диапазона компенсации колебаний фазы в предлагаемое устройство для компенсации колебаний фазы принимаемых сигналов относительно местного тактового генератора в цифровых системах связи введены два дополнительных формирователя вспомогательных последовательностей импульсов, дополнительные элементы И, дополнительный триггер, элемент коммутируемой задержки и дополнительный элемент ИЛИ, при этом соответствующие выходы распределителя через дополнительные формирователи вспомогательных последовательностей импульсов подключены к первым входам соответствующих дополнительных элементов И, ко вторым входам которых подключен выход счетчика тактов, а третьи входы соединены соответственно с прямым и инверсным выходами триггера, причем выходы дополнительных элементов И через дополнительный элемент ИЛИ подключены к счетному входу дополнительного триггера, к тактовому входу которого подключен выход счетчика тактов, а прямой и инверсный выходы дополнительного триггера подключены к управляющим входам элемента коммутируемой задержки, включенного между информационным выходом приемного блока и входом преобразователя последовательного кода в параллельный.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства для компенсации колебаний фазы принимаемых сигналов относительно местного тактового генератора в цифровых системах связи; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его р а боту.

Устройство содержит приемный блок 1, состоящий из счетчика 2 тактов, информационный выход приемного блока 1 через элемент 3 коммутируемой задержки и преобразователь

4 последовательного кода в параллельный соединен с информационным входом блока 5 буферной памяти, местный тактовый генератор

6 через распределитель 7 соединен с формирователем 8 последовательностей импульсов считывания, первым дополнительным формирователем 9 вспомогательных последовательностей импульсов, первым формирователем 10 вспомогательных последовательностей импульсов, с вторым формирователем 11 вспомогательных последовательностей импульсов, и вторым дополнительным формирователем 12 вспомогательных последовательностей импульсов. Выход счетчика 2 тактов соединен с входом управления преобразователя 4 последовательного кода в параллельный, выход первого дополнительного формирователя 9 вспомогательных последовательностей импульсов соединен с первым входом первого дополнительного элемента И 13, выходы формирователей 10 и 11 подключены соответственно к первым входам элементов И 14 и

15, а выход второго дополнительного формирователя 12 вспомогательных последовательностей импульсов соединен с первым входом второго дополнительного элемента И 16. Вторые входы элементов И 13 — 16 соединены с выходом счетчика 2 тактов, а выходы элементов И 14 и 15 — соответственно к входам установки и сброса триггера 17, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с первыми входами элементов И 18 и 19 и

1Р с третьими входами второго и первого дополнительных элементов И 16 и 13.

Вторые входы элементов И 18 и 19 подключены к выходам Формирователя 8 последовательностей импульсов считывания, а выходы

15 элементов И 18 и 19 соединены с входами элемента ИЛИ 20, выход последнего подключен к входу считывания блока 5 буферной памяти, Выходы первого и второго дополнительных

2Р элементов И 13 и 16 соединены с входами дополнительного элемента ИЛИ 21, подключенного выходом к счетному входу дополнительного триггера 22, прямой и инверсный выходы которого соединены с управляющими входа25 ми элемента 3 коммутируемой задержки.

Тактовый вход дополнительного триггера

22 соединен с выходом счетчика 2 тактов.

Входом устройства для компенсации колебаний фазы принимаемых сигналов относительно

Зр местного тактового генератора в цифровых системах связи является вход приемного блока 1, а выходом — информационный выход блока 5 буферной памяти.

Устройство работает следующим образом.

35 Сигналы, поступающие на вход устройства из линии связи и проходящие через приемный блок 1, элемент 3 коммутируемой задержки и преобразователь 4 последовательного кода в параллельный, записываются в блок 5 буфер4р ной памяти с помощью импульсов управления записью, которые формируются из принимаемых сигналов в счетчике 2 тактов. При помощи местного тактового генератора 6, распределителя 7 и формирователя 8 формируются

45 последовательности импульсов считывания, а при помощи местного тактового генератора 6, распределителя 7 и формирователей 9 — 12— вспомогательные последовательности импульсов.

На диаграммах 2, а и б показаны первая и вторая вспомогательные последовательности импульсов на выходах формирователей 10 и

11 соответственно, на диаграммах 2,в и г— первая и вторая последовательности импульсов считывания на выходах формирователя 8, на диаграммах 2, д, е, ж и з — импульсы временных зон с первой по четвертую, которые образованы путем деления каждой вспомогательной последовательности, показанной на диаграммах 2, а и б на две части.

Вспомогательная последовательность на выходе первого дополнительного формирователя

9 представляет собой сумму импульсов последовательностей, представленных на диаграммах 2, д и ж, а вспомогательная последова565401 тельчость на выходе второго дополнительного формирователя 12 вспомогательных последовательностей импульсов — сумму импульсов последовательностей, представленных на диаграммах 2, е и з.

Первая и вторая вспомогательные последовательности импульсов (фиг. 2, а, б) имеют пепиод, равный периоду считывания, и сдвинуTbl одна относительно другой на половину указанного периода. Временное положение импульсов считывания (фиг. 2, в, г) совпадает с временным положением центральной части импульсов соответственно первой и второй вспомогательных последовательностей (фиг. 2, а, б).

В зависимости от совпадения импульсов управления записью с той или иной временной зоной вспомогательных последовательностей и от результатов предыдущего выбора последовательности считывания производится выбор последовательности считывания и изменяется при помощи элемента 3 коммутируемой задержки время прохождения принимаемых сигналов в блок 5 буферной памяти на величину, равную половине периода записи.

Совпадение импульсов управления записью, получаемых на выходе счетчика 2 тактов, с сигналами второй и третьей временных зон фиксируется на выходах элементов И 14 и 15, а результаты совпадени ". запоминаются в триггере 17. Сигналами поступающими с прямого и инверсного выходов триггера 17, элементов И 18 и 19 и элемента ИЛИ 20, производится выбор одной из двух последовательностей импульсов считывания.

Изменение времени прохождения принимаемых сигналов в олок 5 буферной памяти осуществляется при фиксируемом дополнительном элементе И 13 совпадении импульсов управления ",àïèñüþ с сигналом первой временной зоны, получаемым с выхода первого дополнительного формирователя 9 вспомогательных последовательностей импульсов, при условии, что триггер 17 в момент совпадения определяет выбор первой последовательности импульсов считывания. Кроме того, изменение времени прохождения производится при фиксируемом с помощью второго дополнительного элемента И 16 совпадении импульсов управления записью с сигналом четвертой временной зоны, получаемым с выхода второго дополнительного формирователя 12, вспомогательных последовательностей импульсов при условии, что триггер 17 в момент совпадения обеспечивает выбор второй последовательности импульсов считывания.

Одновременный выбор последовательности считывания и изменение времени прохождения принимаемых сигналов в блок 5 буферной памяти иллюстрируется диаграммой 2, и, на которой 23 — 24 — ось, характеризующая фазовое положение импульсов управления записью относительно вспомогательных последовательностей импульсов, представленных на диаграммах 2, а и б, импульсных последовательностей

ЗО

55 бО

65 считывания, представленных на диаграммах

2, в и г и временных зон, представленных на диаграммах 2, д, е, ж и з; 25 — 26 линия использования первой последовательности импульсов считывания; 27 — 28 — линия использования второй последовательности импульсов считыва ния.

В исходном состоянии импульсы управления записью расположены в точке 29 на оси 23—

24, что соответствует совпадению указанных импульсов со второй временной зоной (фиг. 2, е), в результате этого элемент И 14 срабатывает, что вызывает установку триггера 17 в состояние «единица», которое обеспечивает прохождение второй последовательности импульсов считывания через элемент И 18, элемент ИЛИ 20 ко входу считывания блока 5 бу ферной памяти. Точка 29 на оси 23 — 24 соответствует точке 30 на линии 27 — 28 использования второй последовательности импульсов считывания.

При перемещении фазы импульсов считывания от точки 29 на осп 23 — 24 до точки 31, которой соответствует точка 32 на линии 27—

28, в устройстве не происходит каки -либо изменений, т. е. постоянно производится выбор второй последовательности импульсов считывания и не изменяется время прохождения принимаемых сиганлов в блок 5 буферной памяти. В точке 31 импульсы управления записью начинают совпадать с третьей временной зоной (фиг. 2. ж), в результате чего срабатывает элемент И 15. а триггер 17 переходит в состояние «нуль», которое закрывает элемент И 18, что приводит к прекращению передачи первой последовательности импульсов считывания к блок . 5 буферной памяти и открыванию элемента И 19, обеспечивая прохождение к блоку 5 первой последовательности импульсов считывания.

Изменение последовательности считывания (фпг. 2, u) отпажено пепеходом из точки 32 на линии 27 — 28 в точку ЗЗ линии 25 — 26. При сме:ценни импульсов упоавления записью от точки 31 до точки 34 в устройстве не происходит каких-либо изменений. В точке 34 импульсы управления записью начинают совпадать с первой временной зоной (фиг. 2, д), Iloскольку триггер 17 установлен к моменту совпадения в состояние «нуль», срабатывает первый допо",íèòåëüíûé элемент И 13, его выходной сигнал изменяет состояние дополнительного триггера 22 до указанного изменения. находившегося в состоянии, установившем величичу задержки, вносимой элементом

3 коммутируемой задержки, равной нулю, на состояние, при котором элемент 3 коммутируемой задержки увеличивает время прохождения принимаемы сигналов в блок 5 буферной памяти на величину, равную половине периода записи, что отражается на диаграмме

2, и переходом на линии 25 — 26 из точки 35 в точку ЗЗ.

В результате увеличения задержки импульсы управления записью скачкообразно изме565401

65 няют свое фазовое положение, перемещаясь по оси 23 — 24 из точки 34 в точку 31. При дальнейшем перемещении положения импульсов управления записью от точки 31 до точки

34 не происходит каких-либо изменений. В точке 34 вторично срабатывает элемент И 13, триггер 22 изменяет состояние, что вызывает уменьшение задержки в элементе 3 коммутируемой задержки до нуля. Уменьшение задержки на диаграмме 2, и показано переходом на линии 25 — 26 из точки 35 в точки 36, а на оси 23 — 24 — переходом пз точки 34 в точку 37.

Перемещение фазы импульсов управления записью от точки 37 до точки 38 не вызывает каких-либо изменений в состоянии устройства, т. е. регулярно подтверждается выбор первой импульсной последовательности считывания, в элементе 3 коммутируемой задержки не изменяется время прохождения принимаемых сигналов.

При перемещении фазы импульсов управления записью по оси 23 — 24 от точки 38 до точки 29 происходят следующие процессы.

В точке 38 импульсы управления записью совпадают с третьей временной зоной (фиг. 2, ж), что вызывает срабатывание элемента И

15 и установку триггера 17 в состояние, обеспечивающее передачу к блоку 5 буферной памяти первой последовательности импульсов считывания, при этом точке 38 (фиг. 2, и) на оси 23 — 24 соответствует точка 39 на линии

25 — 26. В точке 40 импульсы управления записью начинают совпадать со второй временной зоной (фиг. 2, е), в результате чего после срабатывания элемента И 14 триггер 17 переходит в состояние «единица», обеспечивающее прохождение второй последовательности импульсов считывания от формирователя

8 последовательностей импульсов считывания через элемент И 18 к блоку 5 буферной памяти.

Выбор второй последовательности импульсов считывания на диаграмме 2, и отражается переходом от точки 41 на линии 25 — 26 к точке 42 на линии 27 — 28. При дальнейшем перемещении фазы импульсов управления записью по оси 23 — 24 от точки 40 до точки 29 последовательность импульсов считывания не изменяется. В точке 43 импульсы управления записью начинают совпадать с четвертой временной зоной (фиг. 2, з). Триггер 17 к моменту совпадения устанавливается в состояние

«единица», определяющее выбор второй последовательности импульсов считывания. Срабатывает элемент И 16, что изменяет состояние дополнительного триггера 22, находящегося до этого в состоянии, установившем величину задержки, вносимой элементом 3 коммутируемой задержки, равной половине периода записи, на состояние, при котором задержка, вносимая элементом 3 коммутируемой задержки, становится равной нулю. Уменьшение задержки принимаемых сигналов на диаграмме 2, и показано и рехо ом на линии 27 — 28 из точки

44 в точку 42, а на оси 23 — 24 — переходом из точки 43 в точку 40. Перемещение фазы импульсов управления записью от точки 40 до точки 43 не вызывает каких-либо изменений в работе устройства. В точке 43 вторично возникают условия для срабатывания элемента

И 16, в результате чего дополнительный триггер 22 изменяет свое состояние, при этом время прохождения принимаемых сигналов в элементе 3 коммутируемой задержки становится равным половине периода считывания. На диаграмме 2, и это изменение времени прохождения принимаемых сигналов показано на линии 27 — 28 переходом от точки 44 до точки

45, а на оси 23 — 24 — переходом от точки 43 до точки 46. При перемещении фазы импульсов управления записью но оси 23 — 24 от точки 46 до точки 29 не происходит никаких изменений в выборе последовательности импульсов считывания или в изменении времени прохождения принимаемых сигналов в блок 5 буферной памяти.

Работа устройства при колебательных изменениях также осуществляется по изложенным выше принципам.

Устройство позволяет расширить диапазон компенсации колебаний фазы в девять раз при сокращении удельных затрат по сравнению с известными.

Формула изобретения

Устройство для компенсации колебаний фазы принимаемых сигналов относительно местного тактового генератора в цифровых системах связи, содержащее приемный блок со счетчиком тактов, выходом подключенный к входу управления преобразователя последовательного кода в паоаллельный, выход которого подключен к информационному входу блока буферной памяти, а выход местного тактового генератора через распределитель подключен к входам формирователя последовательностей импульсов считывания и к двум формирователям вспомогательных последовательностей импульсов, причем выходы формирователей вспомогательных последовательностей импульсов через одни соответствующие элементы И, к вторым входам которых подключен выход счетчика тактов, подключены соответственно к входам установки и сброса триггера, прямой и инверсный выхочы последнего через другие элементы И, к вторым входам этих элементов подключены соответствующие выходы формирователя последовательностей импульсов считывания, и элемент ИЛИ подключены к входу считывания блока буферной памяти, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона компенсапии колебаний фазы, введены два дополнительных формирователя вспомогательных последовательностей импульсов, дополнительные элементы

И, дополнительный триггер, элемент коммутиуемой задержки и дополнительный элемент

ЛИ. при этом соответствующие выходы рас.

565401

10 пределителя через дополнительные формирователи вспомогательных последовательностей импульсов подключены к первым входам соответствующих дополнительных элементов И, к вторым входам которых подключен выход счетчика тактов, а третьи входы соединены соответственно с прямым и инверсным выходами триггера, причем выходы дополнительных элементов И через дополнительный элемент

ИЛИ подключены к счетному входу дополнительного триггера, к тактовому входу которого подключен выход счетчика тактов, а прямой и инверсный выходы дополнительного триггера подключены к управляющим входам элемента коммутируемой задержки, включен5 ного между информационным выходом приемного блока и входам преобразователя последовательного кода в параллельный.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе изобретения

10 1. Патент Франции № 1448131, кл, Н 04J, 1970, Редактор Т. Янова

Составитель Г. Захарченко

Техред А. Камышникова Корректор Л. Денискина

Заказ 1694/1 Изд. № 618 Тираж 818 Подписное

IiHHHIlH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр, Сапунова, 2