Преобразователь стыков для передачи цифровых сигналов (варианты)

 

Изобретение относится к области связи и может быть использовано для передачи цифровых сигналов между каналообразующим группообразующим оборудованием с одной стороны и приемопередатчиком спутниковых радиорелейных систем передачи, оборудованием оконечного линейного тракта кабельных цифровых и волоконно-оптических систем передачи с другой стороны. Преобразователь стыков содержит кодер и декодер, подключенные к линии связи. Между кодером 1 и линией связи включен входной преобразователь 3, а между линий связи и декодером включен выходной преобразователь 4. Входной преобразователь 3 включает триггер 5, усилители мощности 6, 7, трансформатор 8 со средней точкой. Во втором варианте, кроме указанных признаков, преобразователь включает выделитель тактовой частоты 14 и генератор тактовой частоты 15, соединенный с вторыми входами схемы cовпадения, первые входы которых соединены с выходами триггера 5. Выходной преобразователь 4 включает трансформатор 15 со средней точкой, линию задержки и сумматор 17. Во втором варианте, кроме указанных элементов, преобразователь 4 содержит входной усилитель 18 и выделитель тактовой частоты 19. Использование изобретения позволяет увеличить мощность сигнала на 9 дБ, что соответственно позволит почти в два раза увеличить длину линий связи и сократить число ретрансляторов. Изобретение может быть использовано как во вновь разрабатываемом оборудовании, так и в серийно выпускаемом без его какой-либо переделки. 2 с.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области связи и может быть использовано для передачи цифровых сигналов между каналообразующим и группообразующим оборудованием с одной стороны и приемопередатчиками спутниковых, радиорелейных систем передачи, оборудованием оконечного линейного тракта кабельных цифровых и волоконно-оптических систем передачи с другой стороны.

Известен преобразователь стыков, описанный в авт. св. N 1555869, кл. H 04 B 3/00, 1990, содержащий кодер в виде двух Т-триггеров, блока задержки, двух элементов НЕ, формирователя биполярных импульсов, декодера в виде корректирующего усилителя, фильтра, выделителя тактовой частоты, амплитудно временных селекторов и элементов ИЛИ, а также линию связи.

Недостатками известного преобразователя являются малая протяженность линии связи и низкая помехозащищенность ввиду небольшой области правильного приема информационного "0".

Известен преобразователь стыков для передачи цифровой информации (Ю.В. Скалин, А. Г. Бернштейн, А.Д. Финкевич. Цифровые системы передачи. Радио и связь, 1988, с. 165, 166), содержащий на приемном конце кодер, включающий счетный триггер, две схемы совпадения, два усилителя и трансформатор со средней точкой в первичной обмотке [2]. Система содержит также линию связи, а на приемном конце декодер, включающий выпрямитель и устройство восстановления формы импульса.

Кодер преобразует двоичный код в биполярный троичный код (квазитроичный) (ТК), при котором информационная "1" передается импульсами положительной или отрицательной полярности, а "0" соответствует пассивная пауза.

Недостатком известной системы является небольшая длина линий передачи и низкая помехозащищенность, обусловленная использованием при передаче цифровых сигналов квазитроичного кода.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь стыков (Ю.В. Скалин, А. Г. Бернштейн, А.Д. Финкевич. Цифровые системы передачи, Радио и связь, с. 231), который содержит кодер, включающий, в частности, входной усилитель, выделитель тактовой частоты, два формирующих устройства, выходной каскад и устройство коммутации. Декодер включает, в частности, входной усилитель, усилитель-корректор с АРУ, выделитель тактовой частоты, формирователь импульсов и выходной каскад. Устройство обеспечивает передачу цифровых сигналов по линии передачи в квазитроичном коде.

Недостатками известного преобразователя стыков являются недостаточный уровень выходного сигнала, ограничивающий протяженность линий передачи и создающий малый уровень помехозащищенности.

Задачей изобретения является увеличение длины линий передачи и повышение помехозащищенности.

По первому варианту в преобразователь стыков, содержащий кодер, линию связи и декодер, между кодером и линией связи включен входной преобразователь, включающий усилители мощности и трансформатор, причем выход кодера подключен к входу триггера, выходы которого через усилители мощности подключены к первичной обмотке трансформатора, средняя точка которого через резистор соединена с источником питания, а через конденсатор - с общей шиной, при этом его вторичная обмотка соединена с линией связи. Между линией связи и декодером включен выходной преобразователь, включающий трансформатор, линию задержки и сумматор, причем первичная обмотка трансформатора подключена к линии связи, средняя точка вторичной обмотки соединена с общей шиной, при этом ее первый выход через линию задержки, а второй непосредственно соединены с сумматором и с декодером.

По второму варианту в преобразователь стыков, содержащий кодер, линию связи и декодер, включен входной преобразователь, включающий триггер, две схемы совпадения, два усилителя мощности, трансформатор, генератор тактовых импульсов и выделитель тактовой частоты, при этом выход декодера соединен с входом триггера, выходы которого через схемы совпадения и усилители мощности соединены с первичной обмоткой трансформатора, средняя точка которого через резистор соединена с источником питания и через конденсатор - с общей шиной, а выходная обмотка соединена с линией связи, причем выход кодера через выделитель тактовой частоты и генератор тактовых импульсов подключен к вторым входам схем совпадения, между линией связи и декодером включен выходной преобразователь, включающий трансформатор, линию задержки, выходной усилитель и выделитель тактовой частоты, при этом первичная обмотка трансформатора подключена к линии связи, средняя точка вторичной - к общей шине, выходы вторичной обмотки - один через линию задержки, а второй непосредственно - соединены с сумматором, выход которого соединен с декодером, причем вторичная обмотка трансформатора через входной усилитель и выделитель тактовой частоты дополнительно соединена с вторым входом декодера.

Наличие входных и выходных преобразователей в варианте 1 позволяет преобразовать квазитроичный код со скважностью Q = 2 в код относительной фазовой телеграфии со скважностью Q = 1 (ОФТ-2). При этом используются биполярные импульсные сигналы длительностью тактового интервала. Передача информационных символов "1" производится изменением полярности импульсов по отношению к полярности предыдущего импульса. Передача информационных символов "0" производится импульсами той же полярности, что и полярность предыдущего импульса.

В варианте 2 наличие входных и выходных преобразователей позволяет использовать тактовую частоту для передачи информационных "1" и "0", в результате чего передача активных сигналов осуществляется в течение всего отведенного времени.

В обоих вариантах энергетический выигрыш составляет (9 дБ - 10 lgQ), что позволяет существенно увеличить протяженность линий передачи, повысить помехозащищенность.

На фиг. 1 изображен кодер и входной преобразователь по первому варианту; на фиг. 2 - входные импульсы (а) и выходные импульсы (2б) на выходе входного преобразователя; на фиг. 3 - выходной преобразователь и декодер по первому варианту; на фиг. 4 - входные импульсы (4а), сдвинутые импульсы (4б) и входные импульсы (4в) на выходе выходного преобразователя; на фиг. 5 - кодер и входной преобразователь по второму варианту; на фиг. 6 - входные импульсы (6а) и выходные (6б) на выходе входного преобразователя; на фиг. 7 - выходной преобразователь и декодер по второму варианту.

Система содержит кодер 1, декодер 2, линию связи (на чертеже не показана), входной преобразователь 3 и выходной преобразователь 4. Входной преобразователь 3 по первому варианту содержит триггер 5, вход которого подключен к выходу кодера 1. К выходу триггера 5 подключены усилители 6, 7, соединенные с выходным трансформатором 8, вторичная обмотка которого соединена с линией связи. Средняя точка первичной обмотки через резистор 9 подключена к источнику питания, а через конденсатор 10 - к общей шине.

Во втором варианте выходы триггера 5 соединены с усилителями мощности 6, 7 через схемы совпадения 11, 12, вторые входы которых через генератор тактовых импульсов 13 и выделитель тактовой частоты 14 соединены с выходом кодера 1.

Выходной преобразователь 4 по первому варианту содержит входной трансформатор 15, первичная обмотка которого соединена с линией связи, средняя точка вторичной обмотки которого соединена с общей шиной, а один выход вторичной обмотки через линию задержки 16, а другой непосредственно подключены к сумматору 17 в виде резистора и к декодеру 2.

По второму варианту выходной преобразователь содержит также выходной усилитель 18, подключенный к второму выходу вторичной обмотки трансформатора и через выделитель тактовой частоты 19 - к декодеру 2.

Система работает следующим образом.

Биполярный троичный код, образованный чередованием полярности активности сигнала при передаче двоичного информационного символа "1" и передаче пассивной паузы для двоичного информационного символа "0" с выхода кодера 1 поступает на вход триггера 5. Триггер срабатывает от передних фронтов положительных и отрицательных импульсов. Далее сигнал усиливается усилителями мощности 6, 7 и поступает на первичную обмотку трансформатора 8. Вид сигнала на выходе входного преобразователя показан на фиг. 2,б.

Выходной сигнал представляет последовательность - относительный фазоманипулированный сигнал скважности Q = 1 с затянутыми на тактовый интервал импульсами. Передача информационных символов "1" производится изменением полярности импульсов по отношению к полярности предыдущего импульса. Передача информационных символов "0" производится импульсами той же полярности, что и полярность предыдущего импульса. Сигнал, прошедший линию связи, поступает на первичную обмотку трансформатора 15. Далее сигнал через линию задержки 16 на длительность одного такта и непосредственно подается на сумматор в виде резистора 17. Благодаря линейному трансформатору создаются два одинаковых по амплитуде и противофазных напряжения. Одно из противофазных напряжений задерживается на длительность одного такта на линии задержки 16 и поступает на сумматор 17, второе из противофазных напряжений без задержки поступает на тот же сумматор 17. В результате на выходе сумматора образуется разность сигнала относительной фазовой манипуляции со скважностью Q = 1 и его задержанной на длительность одного такта копии, т.е. образуется сигнал биполярного троичного кода с удвоенной амплитудой импульсов. На фиг. 4 показан сигнал в точке а, на фиг. 4б - сигнал в точке б после линии задержки, на фиг. 4в - сигнал на выходе выходного преобразователя. Поскольку на выходе выходного преобразователя образуется квазитроичный код с удвоенной амплитудой импульсов и удвоенной длительности, то энергетический выигрыш по сравнению с входной последовательностью равен 9 дБ.

Преобразователь стыков по варианту 2 работает следующим образом.

Сигнал квазитроичного кода поступает на вход триггера 5 с кодера 1. Триггер 5 срабатывает от передних фронтов положительных и отрицательных импульсов, в результате чего на выходе триггера образуется сигнал, аналогичный изображенному на фиг. 2б. Положительные импульсы подаются на вход схемы совпадения 11, а отрицательные - на вход схемы совпадения 12. На вторые входы этих схем подается тактовая последовательность импульсов с генератора тактовой частоты 13, синхронизированная с помощью выделителя тактовой частоты 14. Сигналы на выходе выходного преобразователя изображены на фиг. 6б. Скважность сигнала равна, в частности, Q = 1,2. На выходном преобразователе 4 сигнал со вторичной обмотки трансформатора 15 через линию задержки 16 и непосредственно с второго выхода обмотки поступает на резистор-сумматор 17, а с него - на декодер 2. С второго выхода обмотки трансформатора сигнал также поступает на входной усилитель 18 и через выделитель тактовой частоты 19 - на декодер 2. Предлагаемый вариант позволяет передавать импульсами не только информационную "1", но и информационную "0", причем сколь угодно большой длительности. Мощность компоненты с тактовой частотой в выпрямленном сигнале в выделителе тактовой частоты в два раза больше, чем в сигнале в квазитроичном коде, протяженность линий передачи и помехоустойчивость больше, чем в прототипе.

Помимо указанных преимуществ, предлагаемое изобретение позволяет использовать его в уже существующих, действующих и вновь устанавливаемых системах передачи цифровой информации таких, например, как ИКМ-120, ИКМ-480.

Формула изобретения

1. Преобразователь стыков для передачи цифровых сигналов, содержащий кодер, на выходе которого биполярный троичный код, образованный чередованием полярности активного сигнала при передаче двоичного информационного символа "1" и передаче пассивной паузы для двоичного информационного символа "0", декодер и линию связи, отличающийся тем, что между выходом кодера и линией связи включен входной преобразователь, включающий триггер, усилители мощности и выходной трансформатор, причем выход кодера подключен к входу триггера, выходы которого через усилители мощности соединены с первичной обмоткой выходного трасформатора, средняя точка которой через резистор соединена с источником питания и через конденсатор с общей шиной, вторичная обмотка которого соединена с линией связи, а между линией связи и декодером включен выходной преобразователь, включающий входной трансформатор, линию задержки и сумматор, при этом первичная обмотка входного трансформатора соединена с общей шиной, а ее выходы один через линию задержки, а другой непосредственно подключены к сумматору, выход которого подключен к декодеру.

2. Преобразователь стыков для передачи цифровых сигналов, содержащий кодер, на выходе которого биполярный троичный код, образованный чередованием полярности активного сигнала при передаче двоичного информационного символа "1" и передаче пассивной паузы для двоичного информационного символа "0", декодер и линию связи, отличающийся тем, что между кодером и линией связи включен входной преобразователь, содержащий триггер, два элемента совпадения, два усилителя мощности, выходной трансформатор, генератор тактовых импульсов и выделитель тактовых импульсов, причем вход триггера соединен с кодером, выходы триггера через элементы совпадения и усилители мощности подключены к первичной обмотке выходного трансформатора, средняя точка которой через резистор соединена с источником питания, а через конденсатор с общей шиной, вторичная обмотка которого соединена с линией связи, причем выход кодера через выделитель тактовой частоты и генератор тактовой частоты соединен с другими входами элементов совпадения, а между линией связи и декодером включен выходной преобразователь, содержащий входной трансформатор, линию задержки, сумматор, входной усилитель и выделитель тактовой частоты, при этом первичная обмотка входного трансформатора соединена с линией связи, средняя точка его вторичной обмотки с общей шиной и ее выходы первый через линию задержки, второй непосредственно подключены к сумматору, выход которого соединен с одним из входов декодера, при этом второй выход вторичной обмотки входного трансформатора через входной усилитель и выделитель тактовой частоты подключен к другому входу декодера.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7