Устройство для передачи двоичного сигнала

 

Изобретение относится к электросвязи и повьшает достоверность передачи . Устр-во содержит преобразователь 1 двоичного сигнала, канал 2 связи, корректор 4, регенератор 5, обратный преобразователь 8 двоичного сигнала, введены трансверсальный фильтр 3, эл-т ШШ-НЕ 6, синхронный триггер 7. Фильтр 3 производит суммирование своего выходного сигнала с его задержанной на один тактовый интервал копией. Триггер 7 имеет счетный вход Т, два входа установки R и S и вход синхронизации С. 2 ил., 2 табл.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК.д11 4 Н 04 L 25/38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3636897/24-09 (22) 23.08.83 (46) 23.02.88. Вюл. У 7 (72) С.А. Гриднев, В.А. Шувалов и В.Г. Шульга (53) 621.394.61(088.8) (56) Патент США У 3167724, кл. 178-68, 1965. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ДВОИЧНОГО СИГНАЛА (57) Изобретение относится к электросвязи и повышает достоверность пере:SU 111A1 дачи. Устр-во содержит преобразователь 1 двоичного сигнала, канал 2 связи, корректор 4, регенератор 5, обратный преобразователь 8 двоичного сигнала, введены трансверсальный фильтр 3, эл-т ИЛИ-НЕ 6, синхронный триггер 7. Фильтр 3 производит суммирование своего выходного сигнала с его задержанной на один тактовый интервал копией. Триггер 7 имеет счетный вход Т, два входа установки

К и S и вход синхронизации С. 2 ил., 2 табл.

1376261

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано в цифровых системах передачи.

Цель изобретения — повьппение до5 стоверности передачи, На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема устройства для передачи двоичного сигнала; на фиг.2диаграммы, поясняющие его работу. 10

Устройство,для передачи двоичного сигнала содержит преобразователь 1 двоичного сигнала, канал 2 связи, трансверсальный фильтр 3, корректор

4, регенератор 5, элемент ИЛИ-HE 6, !5 синхронный триггер 7 и обратный преобразователь 8 двоичного сигнала.

Устройство работает следующим образом.

Двоичный сигнал (фиг. 2а) с исход- 20 ной тактовой частотой Р и с посылками в виде прямоугольных импульсов длительностью Т = 1/Р„ поступает на вход преобразователя 1 двоичного сигнала, где он преобразуется в сбалансированньп двоичный сигнал (фиг. 26) с повышенной тактовой частотой F, причем Р /Рс, = n/m ) 1, где п и m — небольшие целые числа (обычно и, m < 10). Наиболее часто 30

4 выбирают Р /F = — или Fg/F = 6/5.

Сигналы на фиг. 2а-и изображены для взятого в качестве примеров преобразователя с n/m = 4/3. Работа преобразователя определяется табл. 1.

До начала работы состояние преобразователя может быть Х или ХХ. Преобразователь произвольно разбивает 40 последовательность посылок сигнала (фиг. 2а) на блоки длиной три посылки и преобразует каждый такой бпок в блок сигнала (фиг. 26) длиной четыре посылки, после чего меняет свое 45 состояние.

Каждая из посылок сигнала (фиг.26)прямоугольный импульс длительностью

Т = 1/Р . Сигнал (фиг. 26) на выходе50 преобразователя 1 двоичного сигнала является сбалансированным, что означает, что в любом отрезке этого сигнала различие количеств положительных и отрицательных посылок не превышает (по модулю) N, причем в,цанном примере N = 6, При Ы = б, например, в отрезке сигнала (фиг. 26) длиной восемь посылок не может быть более семи одинаковых посьнок. Величину N называют разбалансом.

В энергетическом спектре сигнала (фиг. 26) постоянная составляющая отсутствует, а низшие частоты значительно подавлены. Такой сигнал может быть передан через тракт с низкочастотным срезом беэ значительных искажений. Кроме того, в сигнале (фиг. 26) не может образоваться неограниченно. длинная серия посылок...+

+ 0,5-0,5 + 0,5-0,5..., что предотвращает появление неограниченно длинной серии нулевых посылок в сигнале (фиг. 2в). Это обеспечивает надежное выделение сигнала тактовой частоты (фиг ° 2г) из сигнала (фиг. 2в) в регенераторе 5.

Сбалансированный двоичный сигнал (фнг. 26) далее передается через канал 2 связи и обрабатывается в трансверсальном фильтре 3 и в корректоре 4, в результате чего получается сбалансированный троичный сигнал (фиг. 26). Задержка сигнала (фиг, 2в) относительно сигнала

l (фиг, 26), которая происходит эа счет передачи по каналу 2 связи и обработки в трансверсальном фильтре

3 и корректоре 4 и не влияет на форму сигнала (фиг. 2в), на фиг. 2 не отражена.

Трансверсальный фильтр 3 производит суммирование своего входного сигнала с его задержанной на один тактовый интервал Т (Т = 1/F ) ко6 пней, в результате чего на выходе фильтра образуется сбалансированный троичный сигнал с "гой же тактовой частотой. Корректор 4 производит амплитудную и фазовую коррекцию этого троичного сигнала, поэтому спектр посылки троичного сигнала (фиг. 2в) является действительной функцией частоты и приближенно удовлетворяет условию отсутствия межсимвольных искажений (условию Найквиста). Поэтому каждая ненулевая посылка сигнала (фиг. 2в) имеет вид положительного или отрицательного колоколообразного импульса, амплитудой 1 в и с длительностью по основанию 2 Т, Это обеспечивает малый уровень межсимвольных искажений в сигнале (фиг. 2в), что необходимо для правильной работы генератора 5.

Трансверсальный фильтр 3 и корректор 4 содержат также разделитель1376261

20 ные цепи, определяющие низкочастотный срез тракта причем частота. среза обычно имеет величину 0,1-1,0Х от

6 5

Регенератор 5 представляет собой обычный регенератор троичного сигнала, который выдает на своем первом ,или втором выходе единичнур посыпку двоичного сигнала (фиг. 2д) или (фиг. 2е) только тогда, когда в момент положительного перепада меандра (фиг. 2г) на входе регенератора 5 имеется соответственно положительная или отрицательная посылка сигнала (фиг. 2а).

Ошибка при приеме посыпок сигнала (фиг. 2в) в регенераторе 5 происходит тогда, когда в указанный момент при приеме ненулевой посылки сигнала (фиг. 2в) эта посылка за счет влияния помехи (в частности, теплового шума) уменьшается по абсолютному значению до величины, меньшей половины своей неискаженной амплитуды, или же когда в указанный момент при приеме нулевой посылки значение помехи превышает половину амплитуды неискажен ной ненулевой посылки. Сигнал (мендр) тактовой частоты (фиг. 2г) выделяется из сигнала (фиг. 2в) в самом регенераторе 5, причем меандр (фиг. 2г) сфазирован таким образом, что его. положительные перепады происходят в серединах тактовых интервалов сигнала (фиг. 2в). Сигнал (фиг. 2г) используется также в синхронном триггере 7.

Сигналы (фиг. 2д и е) далее преобразуются в переданный сбалансированный двоичный сигнал (фиг. 2в) эле40 ментом ИЛИ-НЕ 6 и синхронным триггером 7, имеющим счетный вход Т, два входа установки R u S и вход синхронизации С. Единичная посылка сигнала (фиг. 2д) устанавливает синхронный

1 триггер 7 в положение 1, и он начинает выдавать единичные посылки сигнала, {фиг. 2з), а единичная посылка .сигнала (фиг ° 2е) устанавливает синхронный триггер 7 в положение О, и

50 он начинает выдавать нулевые посылки сигнала {фиг. 2з). Единичные посылки сигнала (фиг. 2ж) на выходе элемента

ИЛИ-НЕ 6 возникают только при одновременном поступлении нулевых посылок сигналов (фнг, 2д и е). Сигнал (фиг. 2ж) поступает на счетный вход синхронного триггера 7, и каждая единичная посылка этого сигнала вызывает изменение вида посылки сигнала (фиг. 2д) на выходе синхронного триггера 7, причем изменение происходит в момент положительного перепада. меандра (фиг. 2г), поступающего на

С-вход синхронного триггера 7 от регенератора 5.

Сигнал (фиг. 2з) отличается от сигнала (фиг. 26) только видом посылок (вместо посылок -0,5 и +0,5 используются посылки 0 и 1), что не затрудняет его преобразование в переданный двоичный сигнал (фиг. 2и). 06ратный преобразователь 8 двоичного сигнала преобразует сигнал (фиг.2з) в сигнал (фиг. 2и). В приведенном примере с кодом ЗВ-4В преобразование происходит блок за блоком в соответствии с табл. 2, которая получена обращением табл. 1 с учетом указанного различия посылок сигналов (фиг.

26 и з) °

Для правильной разбивки сигнала (фиг. 2з) на блоки (границы блоков сигналов (фиг, 26.и з) должны соответствовать друг другу) обратный преобразователь 8 двоичного сигнала содержит систему блочной синхронизации (не показана). Ее работа основана на различии статистических свойств разбаланса на различных по расположению внутри блока посылках блока сигналон (фиг. 26), а следовательно, и сигнала (фиг. 2з).

Преимущества предлагаемого устройства передачи двоичного сигнала определяются обработкой сигнала трансверсальным фильтром 3. Амплитудночастотная характеристика (АЧХ) трансверсального фильтра 3 падает до нуля на полутактовой частоте F /2 сигнала (фиг. 26), на которой АЧХ корректора

4 имеет максимум. Вследствие этого тракт (канал 2 связи, фильтр 3 и корректор 4) имеет меньшее максимальное значение АЧХ, и следовательно, обеспечивает на входе регенератора 5 меньший уровень теплового шума (источником которого является канал 2 связи, чем известные устройства передачи двоичного сигнала без трансверсального фильтра. Это и приводит к повышению достоверности передачи двоичного сигнала. На практике фильтр

3 и корректор 4 в устройстве (фиг. 1) реализуются обычно в виде единого четырехполюсника (возможно включаю1376261

Таблица 1

Блок сигнала (фиг. 2в) Блок сигнала (фиг. 2б) В состоянии I

В состоянии II

1 1 + + щего в себя фазовый корректор) с требуемой АЧХ в диапазоне частот О-Р, равной произведению АЧХ фильтра 3 и корректора 4.

Другой вариант устройства передачи двоичного сигнала отличается от первого тем, что трансверсальный

Фильтр 3 включен между преобразователем 1 и каналом 2 связи и выполнен в виде чисто цифрового устройства, преобразующего двоичный сигнал (Фиг. 2б), с прямоугольными посылками в троичный сигнал также с прямо- 15 угольными посылками. Энергетический спектр этого троичного сигнала, поступающего в канал связи, сильно подавлен вблизи полутактовой частоты

Fg/2 сигнала (фиг. 2б), этот вариант 20 устройства передачи целесообразно использовать, например, при использовании в качестве канала связи симметричного кабеля, когда пары проводов встречных направлений передачи размещены в одном кабеле. В этом случае значительно уменьшается переходная помеха между парами кабеля по сравнению с известными устройствами передачи без трансверсального фильт- 30 ра, и, следовательно, повышается доО О 0

О О 1

0 1 О

0 1 1

1 О О.

О 1

1 1 О

1 1 1 стоверность передачи двоичного сигнала.

Формула изобретения

Устройство для передачи двоичного сигнала, содержащее преобразователь двоичного сигнала, выход которого соединен с каналом связи, корректор, выход которого подключен к входу регенератора, и обратный преобразователь двоичного сигнала, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности передачи, введены синхронный триггер, элемент

ИЛИ-НЕ и трансверсальный фильтр, выход которого соединен с входом корректора, первый выход регенератора соединен с R-входом синхронного триггера и с первым входом элемента ИЛИНЕ, выход которого подключен к Твходу синхронного триггера, S-вход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ и с вторым выходом регенератора, третий выход которого подключен к С-входу синхронного триггера, выход которого соединен с входом обратного преобразователя двоичного сигнала, при этом вход трансверсального фильтра подключен к каналу связи.

1376261

Таблица 2

Блок сигнала (фиг. 2з) Блок сигнала (фиг, 2и) О О 1 1

1 О О 1

О О

1 1 1 ОилиО 1 О О

1 1 О 1 или 1 О О О

О 1 1 1илиО О 1 О

1 О 1 1илиО О О 1

0 1 1 О

0 О О

0 О 1

О 1 О

О 1 1

О О

1 0 1

1 1 О