3.9.2. Регенерація цифрових сигналів.
Одним з основних переваг ЦСП є можливість відновлення (регенерації) цифрових сигналів. Проходячи по лінії зв’язку, цифрові сигнали послаблюються, спотворюються, що призводить до зміни форми та тривалості імпульсів, зменшенню амплітуди і часовим зсувам. Оскільки число можливих значень імпульсного сигналу невелика (для квазітроїчного = 3), з’являється можливість відновлення амплітуди, форми, тривалості кожного імпульсу і величини часового інтервалу між ними.
Регенерацію цифрового сигналу виконують регенератори, які виконують ту ж роль, що й підсилювачі в АСП. Однак підсилювачі не підвищують завадозахищеність групового сигналу, оскільки разом з сигналом підсилюється і завада. Із-за накопичення завад в лінійному тракті АСП завадозахищеність сигналу знижується з підвищенням довжини лінії передавання. Регенератори «очищують» сигнал від завад і завадозахищеність сигналів на виході кожного регенератора залишається практично однаковою.
Регенератори.
Регенератори встановлюються в регенераторних пунктах, які можуть бути обслуговуєми (ОРП) і необслуговуєми (НРП). Також регенератор вмикають на вході приймальної кінцевої станції. Ділянка лінії між двома регенераторами називається регенеруючою ділянкою.
Процес регенерації можна поділити на 4 операції:
1) підсилення і коректування форми імпульсів, які поступають з лінії;
2) оцінка значень символів передаваємого сигналу;
3) формування імпульсів вихідного сигналу із заданою амплітудою і тривалістю;
4) відновлення часових положень сформованих імпульсів.
Схема регенератора містить підсилювач з коректуючим пристроєм, яке звичайно включається в коло зворотного зв’язку, електронний ключ Кл, пороговий елемент (ПЕ) і формуючий пристрій (ФП). До складу регенератора входить також пристрій виділення тактової частоти (ВТЧ), за допомогою якого забезпечується синхронізація роботи регенераторів з частотою імпульсної послідовності, яка подається на вхід регенератора.
Рис. 3.26
Робота регенератора ілюструється часовими діаграмами
Рис. 3.27
Рис. 3.27а - однополярна імпульсна послідовність, яка надходить з виходу кінцевої станції передавання в лінію. На вході регенератора прямокутні імпульси спотворюються із-за обмеження смуги частот знизу і зверху, піддаються під дію завад. В результаті тривалість імпульсів зростає, крутизна фронту зменшується, імпульс розпливається (рис. 3.27б)
Для зменшення спотворень імпульсів перед регенератором включається підсилювач з коректором на вході чи в колі зворотного зв’язку. Коректор забезпечує умову
Sкор(f) = aл (f)
Sкор - підсилення підсилювача,
aл вгамування регенераційної ділянки.
Чим ширше смуга частот, в якій виконується ця умова, тим ближче форма імпульсів до прямокутної і тим менше міжсимвольні завади. Однак, чим ширше смуга відкоректованого тракту ЦСП, тим більше потужність завад, які надходять разом з сигналами на вхід ЦСП.
Таким чином, підсилювач-коректор повинен забезпечити необхідну ширину лінійного тракту ЦСП, при якій будуть достатньо малі міжсимвольні завади, і одночасно, адитивні шуми.
Після коректора форма імпульсної послідовності покращується і з’являється можливість розрізнення символів лінійного цифрового сигналу (рис. 3.27в).
Відкоректована імпульсна послідовність дискретизується з часом електронним ключем, який здійснює відліки лінійного сигналу з тактовою частотою. Короткі імпульси, які управляють роботою ключа, поступають з виходу ВТЧ і забезпечують відліки імпульсів в їх середній, найменш спотвореній частині. Стробуючі імпульси повинні бути сфазовані з імпульсною послідовністю, тобто необхідно забезпечити тактову синхронізацію.
Стробованний сигнал надходить на пороговий елемент (рис. 3.27г). Якщо напруга стробованного сигналу менше напруги Uпар, на виході ПЕ сигнал відсутній, що відповідає символу 0. В протилежному випадку на виході ПЕ з’являється імпульс, що відповідає символу 1. Формуючий пристрій формує імпульси тривалістю n (рис. 3.27е).
Розглянута схема забезпечує відновлення однополярного сигналу. Регенерація двополярного сигналу (квазітроїчного) здійснюється окремо для додатних і від‘ємних імпульсів. Оскільки в квазітроїчному сигналі відсутня дискретна складова тактової частоти, в ВТЧ встановлюється випрямляч, який перетворює двополярний сигнал в однополярний. Випрямлений сигнал підсилюється і вузькосмуговий фільтр виділяє коливання несучої частоти.