Автоматический корректор характеристик каналов связи

 

383217

О П

ИЗОБРЕТЕНИЯ боюэ Соеетскиэ

Социалнстическил

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

М. Кл. Н 04b 3/04

Заявлено 17.1Х.1970 (№ 1476326/26-9) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 23Х.1973. Бюллетень № 23

Дата опубликования описания З.IX.1973

Комитет по лолам изобретений и аткрыти>1 при Совете Министрое

СССР

УДК 621.395.387(088.8) Автор изобретения

Л. С. Шабарчин

Заявитель

АВТОМАТИЧЕСКИЙ КОРРЕКТОР ХАРАКТЕРИСТИК

КАНАЛОВ СВЯЗИ

Изобретение относит ся к технике передачи данных и может быть использовано при разработке высокоскоростной аппаратуры передачи данных, в частности при разработке устройств коррекции частотных характеристик каналов связи с автоматической настройкой.

Известны автоматические корректоры с настройкой по рабочему двоичному сигналу. Одпако эти корректоры не обеспечивают высокой точности коррекции из-за большой погрешности измерения энергии межсимвольной помехи, так как измеряют межсимвольную помеху только в средней части элементарной посылки; черезмерно сложны по устройству, имеют неприемлемые во многих случаях для практики габаритно-весовые характеристики и стоимость из-за большого числа устройств управления аттенюаторами, равного числу регулируемых аттенюаторов; кроме того, неудобны ь эксплуатации, так как не обеспечивают визуального контроля за состоянием характеристик канала связи и динамикой работы автоматического корректора.

Цель изобретения — повышение достижимой точности коррекции за счет уменьшения погрешности измерения энергии межсимвольной помехи.

Сущность изобретения заключается в измерении всей энергии межсимвольной помехи, воздействующей па элементарный двоичный

2 сигнал, путем сравнения формы принятого рабочего двоичного сигнала с сигналом «идеальной» формы, получаемом на приемной стороне с помощью триггера, который в сочетании с другими устройствами выдает рабочий двоичный сигнал, восстановленный по амплитуде и длительности, и эквивалента идеального канала связи, а также замене всех устройств управления аттенюаторами регулируемых от10 водов линий задержки гармонического корректора одним, управляющим регулироькой отводов поочередно.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого автоматического коррек15 тора.

Схема содержит: источник 1 информации; тракт 2 передачи данных; линию 3 задержки, нагруженную согласованно на сопротивление

4, имеющую равноудаленные отводы 5 с атте20 нюаторами б; сумматор 7; анализатор 8 амплитуд; двусторонний ограничитель 9; триггер

10 приемник 11 информации; узел 12 фиксированной задержки; фильтр 13 нижних частот (ФНЧ); удлинители 14 и 15; вычитающий

25 узел 1б; детектор 17; интегратор 18 блок 19 индикации стробирующий узел 20; хронизатор

21; решающий узел 22 элемент 28 задержки; амплитудный селектор 24; диодную матрицу

25; динамический триггер 2б регистр 27 управ30 ления диодной матрицей.

383217

15

Источник 1 информации служит для формирования информационной последовательности двоичных сигналов.

Тракт 2 передачи данных состоит из модулятора, канала связи и демодулятора. Модулятор преобразует сигналы двоичного вида, поступающие от источника 1 информации, к виду, удобному для ввода в канал связи, а демодулятор служит для преобразования сигналов, полученных с выхода канала связи, в сигнал двоичного вида. Линия 8 задержки состоит из некоторого числа звеньев задержки, каждое из которых задерживает сигнал на время TÄi„где Т вЂ” длительность элементарной посылки. Число звеньев задержки определяет необходимую степень корректирования.

Линия 8 задержки имеет и+1 отводов 5, где и — число звеньев задержки, причем расстояние между любыми двумя соседними отводами равно Т,>,. В каждый из отводов 5 включен соответствующий аттенюатор б для регулирования сигнала, снимаемого с линии 8 задержки отводами 5 по амплитуде и фазе.

Линия 8 задержки на конце нагружена согласно на сопротивление 4. Каждый из аттенюаторов б представляет собой набор электронных ключей, управляемых триггерами, соединенными в регистр сдвига с числом возможных состояний регистра, равном р=2К где и — число триггеров в регисте. Сумматор

7 служит для сложения по амплитуде и фазе всех сигналов, снимаемых с выходов аттенюаторов б.

Анализатор 8 амплитуды сигнала в момент стробировапия служит для взятия проб полярности рабоче;о двоичного сигнала в средней части посылки. Стробирующие импульсы для этого поступают с хронизатора 21.

Двусторонний ограничитель 9 предназначен для усиления и ограничения импульсов— прсб, снимаемых с выхода анализатора 8, амплитуд, и имеет два выхода, на один из которых выдаются импульсы, соответствующие принятым двоичным символам, — «единица», а на другой — импульсы, c00I-::етстзующие

«нулям». Триггер 10 представляет собои обычный триггер с запуском по раздельным входам. Совместно с анализатором 8 амплитуды сигнала и двусторонним ограничителем 9 о» выполняет задачу восстановления (регенерации) принятого двоичного сигнала по амплитуде и длительности.

Приемник 11 информации служит для приема и дальнейшей обработки или передачи на оконечное регистрирующее устройство принятой информации. Узел 12 фиксирова" íîé задержки представляет собой линию задержки и предназначен для компенсации времени задержки двоичного сигнала элементами 8 — 10 и 18. ФНЧ 18 предназначен для формирования эталонного сигнала «идеальной» формы из прямоугольного двоичного сигнала, снимаемого с тригера 10. Соответственно ФНЧ 18 имеет частотные характеристики, соответ20

Зо

65 ствующие характеристикам фильтра Найквиста.

Удлинители 14 и 15 пред азначе:!M для Bblравнивания по амплитуде двух сигналов, оди i из которых снимается с узла 12 фиксированной задержки, а другой — с ФНЧ 18. Вычитающий узел 1б предназначен для выделения межсимвольной помехи из рабочего двоичного сигнала путем сравнения по форме двух сигналов, один из которых имеет искажение формы от воздействия межсимвольных и других помех, а другой — эталонный сигнал «идеальной» формы, получаемый с помощью элементов 8 — 10 и 18 из принятого двоичного сигнала, Детектор 17 предназначен для выпрямления межсимвольной помехи, поступающей с выхода вычитающего узла 1б.

Интегратор 18 служит для накопления энергии межсимвольной помехи. Он может быть реализован на основе использо ания схемы

ФНЧ или на операционном усилителе. b; îê

19 индикации служит для измерения энергии помех, воздействующих на рабочий двоичный сигнал. Показания это: о блока пропорциональны суммарному значению энергии межсимвольных и других помех, воздействующих на рабочий двоичный сигнал, т. е. показания блока 19 пропорциональны величине искажения формы элементарного двоичного сигнала.

Стробирующий узел 20 служит для взятия проб величины напряжения, снимаемого с ьыхода интегратора 18 через промежу гки времени, равные периоду усреднения в этом интеграторе.

Хронизатор 21 предназначен для обеспечения синхронной и синфазной работы источника 1 информации и анализатора 8 амплитуды сигнала в момент стробирования. Решающий узел 22 предназначен для формирования импульсной последовательности, необходимой для работы стробирующего узла 20,,и представляет собой дели тель частоты 1:m, где т — число тактовых промежутков, в течение которых производится усреднение в интеграторе 18. Элемент 28 задержки служит для задержки импульса пробы, снимаемого с выхода стробирующего узла 20, на время одного периода стробирования.

Амплитудный селектор 24 предназначен для сравнения по амплитуде двух импульсов, поступающих на его входы с элементов 20 и 28, и выдачи результата сравнения в виде импульса на один из е.-о выходов. Если амплитуда импульса, снимаемого со стробирующего узла 20, больше амплитуды импульса, снимаемого с выхода элемента 28 задержки, то появляется импульс напряжения на выходе

«обратно» амплитудно.-о селектора 24. В противном случае амплитудный селектор 24 выдает импульс напряжения на выходе «прямо».

Диодцая матрица 25 предназначена для обеспечения поочередн-и коммутации выхода

«прямо» амплитудного селектора 24 на входы аттенюатора б. Соответственно, диодная мат383217

2g

65 рица 25 имеет один вход и число выхо.-,ов, равное числу аттенюаторов 6.

Динатический триггер 26 служит для формирования заданной серии импульсов по одному запускающему, поступающему с выхода

«обратно» амплитудного селектора 24. Динамический триггер 26 представляет собой регистр сдвига на р ячейках, где р — число дискретных ступеней регулирова ия любого из а тенюаторов 6. При этом выходы первой (р — 1) ячейки объединены и поданы на «Вых. (», а выход последней ячейки подан на «Вых. 2».

Регистр 27 управления диодной матрицей предназначен для обеспечения управлением диодной матрицей 25. Число триггеров в регистре 27 находится в соотношении с числом выходов диодной матрицы 25 и+1, как п+1 <2 .

Рабочий двоичный сигнал от источника 1 информации, прошедший тракт 2 передачи данных и получивший искажение формы от воздействия межсимвольных и других помех в канале связи, поступаст на линию 8 задержки, согласованно нагруженную на конце на сопротивление 4. Линия 8 задержки имеет соответствующее число равноудаленных отводов 5 с регулируемыми аттенюаторами 6. Сигнал с выхода всех аттенюаторов 6 поступает на сумматор 7.

Для выделения энергии межсимвольной помехи сигнал с выхода сумматора 7 подаетс:. на устройство анализатора искажения формы двоичного сигнала, состоящее из элементов

8 — 10, 12 — 16. Выделение межсимвольной помехи из рабочего двоичного сигнала происходит в вычитающем узле 16 на основе сравнения по форме двух сигналов, один из которых является принятым сигналом и искаженным по форме, в том числе межсимвольной помехой, а другой — эталонным сигналом

«идеальной» формы. В качестве двоичного сигнала «идеальной» формы применяется двоичный сигнал, снимаемый с триггера 10 и пропущенный через ФНЧ 13, частотные характеристики которого соответствуют характеристикам идеального канала при передаче двоичных сигналов в исходной низкочастотной полосе. Двоичный сигнал, снимаемый с триггера 10, имеет форму прямоугольных посылок восстановленной амплитуды и длительности, т. е. вид сигнала, аналогичный вводимому в тракт 2 передачи данных от источника 1 информации. Совмещение по фазе сравниваемых сигналов в вычитающем узле 16 производится с помощью узла 12 фиксированной задержки. Выравнивание сравниваемых сигналов по амплитуде производится с помощью удлинителей 14 и 15.

Помеха, выделенная в результате сравнения по форме двух сигналов в вычитающем узле

16, выпрямляется в детекторе 17 и усредпяется в интеграторе 18. Подключенный к выходу интегратора 18 блок 19 индикации измеряет величину напряжения, пропорционального энергии помех, в том числе межсимвольной помехи, воздействующей на рабочий двои нный с,iгнa.i. U.ûoâðåìåíío к выходу интегратора

18 подключен стробирующий узел 20, который с помощью импульсов, получаемых с решающего узла 22, обеспечивает взятие проб величины напряжения с выхода интегратора 18 через промежутки времени, равные времени усреднения межсимвольной помехи. Эти прсоы в виде однополярных импульсов с амплитудой, пропорциональной энергии межсимвольной помехи, поступают на элемент 28 задержки и одновременно — на один из входов амплитудного селектора 24. Поскольку элемент

28 задержки имеет время задержки, равное периоду следования стробирующих импульсов, подаваемых на элемент 20, то в амплитуд гэм селекторе 24 производится сравнение амплитуд каждый раз двух соседних импульсовпроб, поступающих с выхода стробирующего узла 20, полученных при разном положении одного из аттенюаторов.

В результате сравнения амплитуд двух импульсов-проб, или, что то же, в результате сравнения величин энергий межсимвольных помех, полученных при разном положении аттенюаторов 6, на одном из выходов амплитудного селектора 24, появляется импульс напряжения. При появлении импульса на выходе

«прямо», он поступает непосредственно на вход диодной матрицы 25 и далее, в зависимости от положения регистра 27, управляющего диодной матрицей 25 — на вход управления соответствующего аттенюатора 6 для переключения его на одно положение в прямом направлении. При появлении импульса на выходе «обратно» амплитудного селектора

24 он поступает на динамический триггер 26.

Последний выдает серию из (р — 1) импульсов на «Вых. 1», которые поступают на вход управления соответствующего аттенюатора 6 по той же цепи, что и импульс управления с вьхода «прямо» амплитудного селектора 24, описанной выше. В результате регулируемой а;тенюатор 6, имеющий р возможных дискреi ных положений и находящийся в l.-ом положении перейдет в (1 — 1) -ое положение. После выдачи серии из (р — 1) импульсов на «Вых.

1» появляется один импульс на «Вых. 2» динамического триггера 26, который переключит регистр 27 управления диодной матрицей на одно положение, коммутируя ее вход на следующии по номеру выход для регулировки очередного аттенюатора 6.

Для того, чтобы при автоматической настройке корректора не происходили сбои информации во время переключения аттенюаторов

6, переключающие элементы этих гттенюаторов должны обладать достаточным быстродействием, и частота работы динамического триггера 26 выбирается во много раз больше частоты передачи импульсов информации. После проведения регулировки всех аттенюаторов

6 корректор либо постоянно остается включенным и производится процесс непрерывного контроля и необходимой коррекции, либо си

Составитель Л. Глатман

Тскред Л. Грачева

Редактор P. Солод

Корректор Л. Чуркина

Заказ 2383/6 Изд. № 669 Тираж 678 Подписное

ЦНИИПИ Ко!!!итета по делат изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4 5

Типография, пр. Сапунова, 2 стема обеспечения автоматической настро11ки выключается путем разрыва цепи в устройстве управления аттенюаторамп 6,:!Ипример, разрывается цепь соединения элемента 22 с элементом 20.

Предмет изобретения

Автоматический корректор характерисгик каналов связи, содержащий источник информации, подключенный через тракт передачи к линии задержки с нагрузкой, отводы линии задержки подключены к одним из входов аттенюаторов, а выходы аттенюаторов подключены ко входам сумматора, соединенного через последовательно включенные анализатор амплитуд, двусторонний ограничитель с при емником информации, хронизатор, подключенный одновременно через решающий узел ко входу стробирующего узла, а непосредст lQII!Io к другому входу анализатора амплитуд, Выход которого через вычитаюший узел и узел фиксированной задержки подключен к соответствующим входам перемножителей, блок индикации и регистр управления, оттиииюttIttIica тем, что, с целью повышения точности коррекции, выходы двустороннего oi ðài.è÷èòåл11 110;iклlo !Сllы к сООTвстствую!Цим 3 iпускь11< .

IIIII.. Входам триггера, выход которого по ключсн ко входу приемника информации непосредственно, а через последовательно соединен;1ые фильтр нижних час!.от и первый удлинитель — к одному из входов вычитающего узла, к другому входу которого через последовательно соед1шенные второй усилитель, упомянутый узел фиксированной задержки

1р подключен выход упомянутого сумматора, при этом выход вычитающего узла подключен ко входу блока индикации через детектор и интегратор, соединенного с указанным стробирующим узлом, выход которого одновременно через элемент задержки подключен к одному из входов амплитудного селектора и непосредс!пенно к другому входу амплитудного селектора, один из Bblходов которого и перВый вход динамического триггера непосред2О ственно подключены к одному из входов диОд !ой матрицы, а к другому входу последней ерсз динамический триггер и регистр управления подключен другой выход амплитудного селектора, причем выходы диодной матрицы

25 подключены и соотве !ству!ощим входам аттснюаторов.