книги из ГПНТБ / Шляпоберский В.И. Основы техники передачи дискретных сообщений

Устройство синхронизации с непосредственным воз­ действием на генератор можно разделить на устройства с плавным управлением, в которых управляющее уст­ ройство непрерывно воздействует на генератор, причем эффект воздействия пропорционален величине рассогла­ сования фаз, и устройства с релейным управлением, в которых эффект воздействия на генератор является ве­ личиной постоянной, не зависящей от величины рассог­ ласования. Устройства синхронизации с релейным управ­ лением делятся на двухпозиционные и трехпозиционные.

преобразователя используется делитель частоты, управ­ ляя которым, можно изменять фазу выходных тактовых импульсов. Из всех способов воздействия на делитель частоты наибольшее распространение получил способ, при котором корректирование расхождения по фазе до­ стигается изменением числа (добавлением или вычита­ нием) импульсов, подаваемых на вход промежуточного импульсного делителя. Устройства синхронизации, рабо­

баний местного генератора от значащих моментов, а знак указывает на направление отклонения. При син­ фазном положении ТИ сигнал на выходе с ФД будет ра­ вен нулю. Устранение обнаруженного ФД расхождения по фазе осуществляется устройством управления, кото­

изменяется фаза ТИ при неизменной частоте колебаний местного генератора (рис. 5.46).

.В замкнутых УС применяются два способа выдачи результата измерения фазового рассогласования. При

250

первом способе, который получил широкое распростра­ нение, дискретно с точностью до 1-4-3% от то измеряется величина временного интервала между значащими мо­ ментами принимаемого сигнала и тактовыми импульса­ ми. При втором способе осуществляется непрерывное измерение фазового рассогласования и выходной сигнал ФД представляет собой напряжение, величина которого пропорциональна сдвигу фаз, а знак указывает на на­ правление рассогласования.

Способ выделения значащих моментов из принимае­ мого сигнала определяется видом применяемой модуля­ ции, структурой модулированного сигнала (его крат­ ностью) и способом демодуляции. В тех случаях, когда на выходе детектора создается двухполярный видеосиг­ нал, значащие моменты выделяются следующим обра­ зом. Видеосигнал с плавно изменяющимися границами преобразуется релейным устройством в сигнал прямо­ угольной формы. Полученные после дифференцирования сигнала прямоугольной формы короткие импульсы, сов­ падающие по времени с значащими моментами, подвер­ гаются двуполупериодному выпрямлению. Интервалы времени, измеренные между каждым импульсом на вы­ ходе выпрямителя и ближайшим тактовым импульсом, определяют значение фазового рассогласования.

На рис. 5.5а и б приведены временные диаграммы ра­ боты фазового дискриминатора, поясняющие определе­ ние величины и направления фазового рассогласования.

Если колебания ЗГ отстают по фазе от значащих мо- "

сы на выходе ФД (Uy)

251

ментов принимаемого сигнала на / 0 т с т , то на выходе ФД появляются отрицательные импульсы, если же колеба­ ния ЗГ опережают значащие моменты на величину /опер, то на выходе ФД появляются положительные импульсы.

определить с помощью любого фазового дискримина­ тора. Удвоенное значение 2(1 р а с х . характеризует зону не­ чувствительности или неопределенности работы ФД. Ве­ личина фазового рассогласования определяется в пре­ делах от —0,5то до +0,5то и, следовательно, не может принимать значения, большие 0,5 то-

Устройства синхронизации, управляемые импульсами, полученными в результате преобразования каждого зна­

в результате преобразования только одного значащего момента (переход из состояния 0 в состояние 1 или нао­ борот), — однополюсными.

В ряде современных СПДС, использующих много­ кратную фазовую модуляцию и близкие к оптимальным методы приема, на выходах детекторов не формируется двухполярный видеосигнал. <В этих случаях выделение моментов модуляции из принимаемого сигнала осущест­ вляется путем соответствующей обработки огибающей сигнала, используя, например, то обстоятельство, что

Замкнутые устройства синхронизации независимо от способа поддержания необходимого фазового располо­ жения тактовых импульсов представляют собой разно­ видность устройств фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) . Работа таких УС характеризуется рядом пара­ метров, сопоставляя которые можно выявить устрой­ ство с лучшими параметрами и применить его при раз­ работке АПДС. Прежде чем перейти к рассмотрению этих параметров, остановимся кратко на принципе рабо­ ты замкнутых УС как с непосредственным воздействием на частоту генератора, так и с дискретным управлением.

2 5 2

\УУ

I

-4-

Рис. 5.6. Двухпозицианиое УС с релемным управлением:

а) схема; б ) временная диаграмма

мальной частоты модуляции fM , т. е. больше частоты генератора передатчика:

сов по отношению к принимаемым элементам с точностью

колебания задающего генератора будут постепенно опе­ режать по фазе принимаемые элементы. Когда это опе­ режение достигнет такой величины, что импульсы на входе ФД совпадут с положительным полупериодом ко-

253

лено только неточностью настройки частот и собствен­ ной нестабильностью генераторов. Это же значение ча­ стоты ЗГ (fo) устанавливается и в том случае, когда расхождение по фазе не превышает допустимой вели­ чины фд . Когда накопившееся расхождение по фазе пре­ высит фд, сработает управляющее устройство и изменит частоту ЗГ: при отставании частота ЗГ станет равной f Б_ при опережении — /д. Как только накопившееся расхож­ дение по фазе будет устранено и станет меньше фд , ча­ стота ЗГ снова станет равной /0-

Устройство синхронизации с плавным управлением отличается от УС с релейным управлением как видом сигнала фазового рассогласования, так и способом уп­

рактеристика управляющего устройства представлена «а рис. 5.7. При UV=Q частота ЗГ /0 должна равняться '/м- Крутизна характеристики должна обеспечивать такое изменение частоты ЗГ, при котором полностью компенси­ ровалось бы отклонение по фазе, обусловленное неточ-

255

ностыо настройки и нестабильностью частот генерато­ ров.

Преимуществами УС с плавным управлением явля­ ются возможность поддержания синфазности с высокой точностью благодаря пропорциональности воздействия на частоту генератора, возможности осуществления пе­

на частоту генератора являются: снижение стабильности генератора примерно на порядок вследствие воздейст­ вия на один из его параметров; невозможность примене­ ния одного УС в синхронной системе, осуществляющей передачу на различных скоростях; невозможность ис­ пользования одного генератора для работы ряда уст­ ройств синхронизации.

В связи с широким распространением синхронных си­ стем передачи дискретных сообщений, работающих по различным каналам связи, использованием более слож­ ных структур сигналов и увеличением скорости пере­ дачи потребовалось создать устройства синхронизации: с высокой точностью синфазности при работе по кана­ лам с высоким уровнем помех;, малым временем вхож­ дения в фазу как при первоначальном включении аппа­ ратуры, так и после перерывов связи и сохранением синфазности при кратковременных перерывах связи.

Применяя устройства синхронизации с непосредст­ венным воздействием на генератор, первое и третье тре­ бования можно сравнительно легко выполнить путем повышения его стабильности; второе требование трудно выполнимо. Отмеченные обстоятельства явились одной из причин разработки устройств синхронизации без не­ посредственного воздействия на частоту генератора, ко­ торые удовлетворяют требованиям современных син­ хронных систем ПДС. В большинстве случаев устрой­ ства синхронизации без непосредственного воздействия на частоту генератора имеют дискретное управление и полностью реализуются на универсальных логических элементах.

Принцип работы устройств синхронизации с дискрет­ ным управлением можно пояснить, пользуясь рис. 5.8. Чтобы частота снимаемых с выхода делителя тактовых импульсов / т и , равнялась В, частота задающего генера-

256

Используя рассмотренный принцип управления фа­ зой выходных импульсов, можно построить устройство синхронизации с дискретным управлением согласно схе­

образованное в короткие импульсы, подается на управ­ ляющее устройство, состоящее из логических элементов З А П Р Е Т и И. При этом импульсы, подаваемые на пря­ мой вход элемента ЗАПРЕТ, смещены на половину пе­ риода Т/2 (T'=llf3r) по отношению к импульсам, по­ ступающим на схему И. На ;вторые входы элементов ЗАПРЕТ и И подаются импульсы с выходов ФД.

258

Если на запрещающий вход элемента З А П Р Е Т сиг­ нал не подается, то импульсы, поступающие на прямой вход, проходят на выход и через схему ИЛИ поступают на делитель с коэффициентом деления 2/G. На выходе •последнего каскада деления имеем прямоугольные им­ пульсы с частотой / т И , равной скорости передачи В, ко­ торые в противофазе подаются на два логических эле­ мента И, образующих фазовый дискриминатор ФД. На вторые входы элементов И подаются короткие импульсы, соответствующие значащим 'моментам.

В режиме опережения, т. е. когда колебания ЗГ опе­

са, поступающего на элемент ЗАПРЕТ, один из высоко­ частотных импульсов будет запрещен и фаза тактовых (регистрирующих) импульсов сместится на величину Tf=ro/2Ki в сторону отставания. В режиме отставания импульсы с входного устройства будут поступать на ФД, когда триггер 7* находится в состоянии 0 (рис. 5.9е). На выходе схемы Иг появятся импульсы, воздействующие на схему И управляющего устройства УУ. Если дли­

ходе схемы И одного импульса, расположенного в сере­ дине между импульсами задающего генератора, посту­ пающими на элемент ЗАПРЕТ . Под действием каждого импульса, появляющегося на выходе схемы И, фаза вы­

ми моментами единичного интервала укладываются два полупериода колебаний, один из которых образует зону опережения, другой — зону отставания. В режиме син­ фазности идеальные значащие моменты совпадают с моментом перехода от зоны отставания к зоне опереже­

ность импульсов во много раз больше времени переклю­ чения триггера, то на выходах обеих схем И фазового