46. Регенераторы цсп (рис. 15.23- 15.30)

Регенераторы предназначены для устранения действия помех и линейных искажений в линейном тракте, которые изменяют амплитуду, длительность и форму импульсов линейного сигнала, а также величину временного интервала между соседними символами. Возможность регенерации линейного сигнала относительно простыми техническими средствами является одним из главных достоинств импульсно-кодовых систем. Регенераторы устанавливаются в тракте приема оконечной станции и в промежуточных необслуживаемых регенерационных пунктах. Упрощенная структурная схема регенератора изображена ниже:

На рисунке еще ниже приведены временные диаграммы напряжений в различных точках этой схемы:

1) передаваемый ИКМ-сигнал после УК;

2) сигнал синхронизации (строб-импульсы);

3) сигнал на выходе порогового устройства;

4) сигнал на выходе регенератора.

Как видим, пороговое устройство представляет собой схему сравнения, работающую в импульсном режиме.

Можно отметить 2 закономерности:

* форма и длительность импульса на выходе регенератора всегда стабильны и определяются работой формирователя импульсов;

* временные интервалы между импульсами зависят только от правильной работы системы синхронизации и в идеальном случае кратны периоду тактовой частоты.

Тактовая синхронизация регенератора

Различают 2 варианта формирования сигнала тактовой синхронизации:

* на основе внешнего сигнала синхронизации;

* на основе выделения тактовой частоты из случайно изменяющегося цифрового сигнала, который приходит на вход регенератора (внутренняя синхронизация).

Внешний сигнал синхронизации представляет собой синусоидальный или импульсный сигнал с частотой, равной гармонике или субгармонике тактовой частоты. Он передается по отдельной линии связи, что в большинстве случаев неприемлемо.

Возможность внутренней синхронизации изображена ниже. Там показано, что любой случайный цифровой сигнал в двоичном коде (а) может быть представлен в виде суммы регулярной (в) и случайной (б) составляющих.

Спектр регулярной составляющей содержит постоянную составляющую и дискретные компоненты:

Спектр случайной составляющей Gc(f) (штриховая линия) является непрерывным, причем мощность спектральных компонентов на частотах nfт, n=0,1,2,…, равна нулю.

Выделение компонента тактовой частоты из суммарного спектра исходного сигнала Gp(f) (рисунок ниже) можно осуществить с помощью полосового фильтра, частотная характеристика которого показана штриховой линией.

Структурная схема блока формирования стробирующих импульсов тактовой частоты:

На вход блока 1 – двухполупериодного выпрямителя поступает цифровой сигнал в квазитроичном коде, на выходе блока 1 формируется цифровой сигнал в двоичном коде. После полосового фильтра 2 выделяется синусоидальный сигнал тактовой частоты, который усиливается и ограничивается в блоках 3 и 4, дифференцируется в блоке 5. после однополупериодного безынерционного выпрямителя 6 выделяются импульсы одной полярности, которые поступают в блок формирования импульсов 7 и далее через линию задержки 8 на вход управления порогового устройства. Время задержки в блоке 8 подбирается таким образом, чтобы появление строб-импульсов соответствовало максимальным значениям в передаваемом сигнале, который поступает на первый вход порогового устройства.

Всё большее распространение получают схемы выделения колебания тактовой частоты на основе системы фазовой автоподстройки частоты ФАПЧ:

Здесь блоки 1-4 и 7,8 совпадают по назначению с одноименными блоками на предыдущем рисунке, а новыми являются блоки 9-12. здесь сигнал тактовой частоты с выхода ограничителя 4 поступает на фазовый детектор ФД 9, на второй вход которого подается импульсный (или синусоидальный) сигнал тактовой частоты от местного генератора тактовой частоты ГТЧ 10. ФД вырабатывает управляющее напряжение Uy, пропорциональное разности фаз сигналов на входах ФД. Напряжение с выхода усилителя постоянного тока УПТ 12, ограниченное по частоте фильтром 11, поступает на вход цепи управления ФАПЧ генератора 10. изменение параметров цепи ФАПЧ приводит к изменению частоты сигнала ГТЧ в соответствии с разностью фаз сигнала принимаемой цифровой последовательности и стробирующего сигнала ГТЧ. Процесс продолжается до тех пор, пока частоты сигналов на входах ФД не выравниваются, при этом Uy=0. В качестве управляемого элемента в ГТЧ 10 обычно используется варикап.

47.Структурная схема регенератора. Регенераторы с решающей обратной связью.

Полная структурная схема регенератора, используемого в ЦСП на металлических кабелях с линейным трехуровневым входом (рис1), а осциллограммы объясняющие его работу на рис2.

Входной сигнал с линии (рис2 а) в квазитроичном коде приходит через входной линейный трансформатор 1, постоянный и переменный корректоры 2 и 3, усилитель 4 и поступает на многообмоточный трансформатор 5, в выходных обмотках I и II которого имеется откорректированный сигнал (рис 2 б,в). Размах сигнала поддерживается за счет подключенной к выходной обмотке IV системы АРУ состоящая из пикового детектора 6 и блока АРУ 7. С выходной обмотки III квазитроичный сигнал проходит через блок формирования строб-импульсов 8. После пороговых устройств и и формирователей импульсов и формируются стандартные импульсы +1(рис2г) и -1 (рис2д). В выходной обмотке линейного трансформатора 11 образуется регенерированный сигнал в квазитроичном коде (рис2е)

Л инейные регенераторы с решающей обратной связью (РЛРОС) обладают большой помехозащищенностью. Структура РЛРОС (рис3) отличается от типовой добавлением блока вычитания 6 и блока цифровой задержки 9 на время реализуют решающую ОС. Блок частотных предыскажений 10 увеличивает размах спектральных компонентов импульсного сигнала в область верхних частот.

З а счет РОС можно допустить меньшую степень коррекции исходного ЛС сигнала (рис4а). На входе блока 6 импульс ЛС принимает форму кривой 1 (рис4б). Чтобы уменьшить влияние предыдущего символа на последующий, в момент его приема на второй вход схемы вычитания 6 поступает регенерированный и задержанный на период предыдущий символ +1 (рис 4в). С помощью формирователя импульсов 8 его амплитуда и длительность подбирается так, чтобы практически полностью компенсировать остаток предыдущего символа в момент приема предыдущего (сплошная линия 2 на рис 4б). При отсутствии РОС форма откорректированного импульса соответствовала штрих- пунктирной линии 3 (рис 4б)

Из сравнения линий 1 и 3(рис 4б) видно, что РОС позволяет существенно ослабить требования к устройствам линейной коррекции регенератора, что приводит к ослаблению мощности различного рода помех и соответственно к повышению помехозащищенности регенератора.