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

дискриминатора появятся импульсы, которые из-за раз­ личного управляющего воздействия не вызовут смеще­ ния фазы выходных тактовых импульсов.

предполагалось, что принимаемые элементы не искаже­ ны и измеряемое ФД смещение по фазе между знача­ щими, моментами и ТИ в каждый данный момент доста­ точно точно характеризует истинное рассогласование фаз. Однако в реальных условиях эксплуатации импуль­ сы, поступающие с выхода канала связи, искажены и расстояния между значащими моментами не кратны тоЭто значит, что даже в режиме синфазности часть зна­

приеме искаженных элементов имеет место ложное кор­ ректирование, снижающее точность фазирования.

Рассмотрению вопросов распределения фазы такто­ вых импульсов, т. е. точности синхронизации, посвящено большое число работ, в которых, как правило, исследу­ ются математическое ожидание и корреляционная функ­ ция фазы тактовых импульсов (синхроимпульсов). Та­ кой подход обоснован тем, что во всех случаях, когда обеспечивается хотя бы удовлетворительная по досто­ верности связь, распределение фазы тактовых импульсов почти всегда можно считать близким к нормальному.

Учитывая, что краевые искажения в каналах связи носят случайный характер и, как правило, смещение границ импульсов в сторону опережения и в сторону отставания равновероятно, влияние искажений прини­ маемых элементов на точность синхронизации может быть уменьшено при включении в цепь связи ФД с уп­ равляющим устройством усредняющего элемента (УЭ). С помощью этого элемента импульсы, поступающие с ФД, суммируются и на управляющее устройство сигнал по­ дается только в том случае, когда число импульсов, ха­ рактеризующих одно из фазовых состояний, например опережение, превысит число импульсов, характеризую­ щих другое фазовое состояние, например отставание, на

260

определенную величину. В качестве УЭ в устройствах синхронизации с дискретным управлением чаще всего используется реверсивный счетчик (см. § 3.2).

Если краевые искажения носят случайный характер, то преобладания импульсов относятся к стационарным искажениям. При преобладаниях длительность единич­ ного элемента одной полярности f всегда больше дли­ тельности единичного элемента противоположной поляр­

нии может привести к ложной синхронизации, т. е. к та­ кому режиму работы УС, при котором имеющееся рас­ хождение по фазе не обнаруживается н не устраняется. Предположим, что в момент включения приемной части соотношение фаз колебаний ЗГ и принимаемых элемен­ тов соответствовало рис. 5.10а. В этом случае имеюще­ еся расхождение по фазе не устраняется, так как зна­ чащие моменты попеременно совпадают с зоной опере­ жения и с зоной бтетаванпя. Вследствие этого на вы­ ходах ФД появится одинаковое число импульсов добав­ ления и вычитания.

Одним из путей устранения ложной синхронизации при преобладаниях является переход от двухполюсного корректирования к однополюсному, т. е. к корректиро­ ванию по одному значащему моменту (рис. 5.106). При этом желательно, чтобы переход на однополюсное кор-

261

В зависимости от степени воздействия на фазу так­ товых импульсов различают УС с постоянным и пере­ менным коррекцнонным эффектом. В УС с постоянным коррекциоиным эффектом, которые делятся на двухпозиционные и трехпозпционные, под действием сигнала, поступающего с выхода Ф Д или усредняющего элемента

Л' — коэффициент деления делителя.

Вустройствах синхронизации с переменным коррек­

цнонным эффектом фаза тактовых импульсов смещает-.

может принимать значения от о,<=1 до ак = п в зависи­ мости от величины фазового рассогласования при усло­ вии, что п<С'/С-

В двухпозицпонных УС коэффициент ак принимает значения + 1 и — 1 , т. е. фаза тактовых импульсов кор­ ректируется на величину то/К при приеме каждого зна­ чащего момента. Такой режим работы УС можно при­ менять только тогда, когда фазовое рассогласование, измеренное при приеме каждого значащего момента с

Составной частью таких УС является усредняющий эле­

стики фазового дискриминатора в ступенчатую. При сту­

центах от единичного элемента величина зоны коррек­ ции, в пределах которой коррекционный эффект постоян­ ный). Формирование переменного коррекционного эф­ фекта может быть осуществлено, если например; при

262

расхождении по фазе, меньшем S, с выхода дополни­

Шаг коррекции ф к — выраженное в долях единичного элемента смещение фазы тактовых импульсов на выходе делителя при добавлении или исключении одного им­ пульса.

Коррекционный эффект ак — коэффициент, характе­ ризующий увеличение смещения фазы тактовых импуль­

ного элемента смещение фазы тактовых импульсов при

меньшее время, в течение которого корректирование не

нестабильностью генераторов, фг —относительное сме­ щение фазы тактовых импульсов за /М нн при приеме точек: фг=2к£М ин/то, где к — коэффициент нестабильно­ сти одного генератора. Подставляя вместо /М ии значение Мхо, получим ф г = 2/сМ.

263

Приведенные параметры определяют количествен­ ные характеристики УС: точность синхронизации, время

ностью может возникнуть в процессе работы УС. При

ное в долях то фазовое отклонение ТИ при приеме неис­ каженных по длительности элементов сигнала и опре­ деляется параметрами УС. Наибольшая величина ста­

ности элементов сигнала и определяется- с учетом рас­ пределения значащих моментов. Как правило, динами­ ческая погрешность синхронизации при достаточно боль­ шом коэффициенте деления К подчинена нормальному закону распределения (19, 34]. Так, для замкнутых УС с дискретным управлением без реверсивного счетчика дисперсия фазы тактовых импульсов (о2 ) при отсутст­ вии расхождения частот генераторов передачи и приема определяется выражением -

т. е. будет пропорциональна не дисперсии отклонения

264

значащих моментов на входе (гл2 ), а среднеквадратич­ ному значению этих отклонении и обратно пропорцио­ нальна коэффициенту деления К. Если же в УС с дис­ кретным управлением будет введен реверсивный счет­ чик с коэффициентом счета М, то дисперсия фазы ТИ будет определяться выражением

чению в М раз коэффициента деления делителя частоты. При этом чем больше произведение КМ, тем меньше дисперсия фазы тактовых импульсов. Однако увеличе­ ние произведения КМ приводит к увеличению времени фазирования *) .

Пользуясь соотношениями (5.15) и (5.16), можно оцепить точность синхронизации и определить динами­ ческую погрешность синфазности для определенных ус­ ловий. Предположим, что краевые искажения принимае­

что вероятность искажений, превышающих 25% от то, составляет 5 - Ю - 5 . Тогда, пользуясь таблицей значений

ст2с =0,00017; :rjpc = 0,013 для УС с PC при /(=100; Л* = 16.

Зная значение дисперсии фазы тактовых импульсов, определим величину погрешности синфазности | д р ш , ко­ торая будет обеспечена с вероятностью 0,999: / э ( | д и н < У =

Из полученных результатов следует, что при принятом распределении краевых искажений элементов сигнала на

практически для всех реальных каналов связи при /(=100 .

265

входе УС флуктуация фазы тактовых импульсов будет

недопустима, так как она приведет к значительному сни­ жению достоверности принимаемой информации. Прак­

Полученные значения погрешности синфазности оп­ ределялись, исходя из наличия только случайных иска­ жений, распределенных по нормальному закону. В ре­ альных условиях эксплуатации наряду со случайными искажениями, распределение которых может отличаться от нормального, имеют место преобладания импульсов, расхождения частот генераторов и другие виды иска­ жении. Все это приводит к возрастанию динамической погрешности синфазности. Поэтому при разработке УС выбирают такую величину коэффициента усреднения М,

Зависимость помехоустойчивости приемников дискрет­ ных сигналов от точности синхронизации при различных видах модуляции подробно исследована в [19]. Если регистрация сигналов производится в оптимальные мо­

роятности ошибочного приема (кривые 3). Таким обра­ зом, значение погрешности синхронизации | д и и опреде­ ляет то наибольшее отклонение фазы ТИ от оптималь­ ного (синфазного) положения, которое с определенной вероятностью может иметь место при работе УС в ре­

быстродействие работы УС. Работа любого УС делится на два этапа. Фаза тактовых импульсов, формируемых

266

там. Поэтому первым этапом работы УС является уста­

г Р'А V)

Рис. 5.12. Зависимость вероятности ошибки от точности сипфазности при передаче сообщении со скоростью 1200 бод:

/ — (Аф=-0; 2— •Дф1 = 0,05т0 ; 5 — А ф 2 = 0,1то

вого рассогласования не превышала бы погрешности синхронизации | д п я . Этот этап работы УС называется этапом вхождения в фазу, а время, необходимое на его осуществление, — временем синхронизации. Вторым эта­ пом работы УС является поддержание фазового рассог­ ласования с погрешностью, не превышающей ±|Д П н- Таким образом, в общем случае под временем синхрони­ зации понимается интервал времени, по истечении кото­ рого фаза тактовых импульсов с вероятностью Pt ока­ жется внутри области синхронизации.

Определим время синхронизации сначала для случая приема неискаженных элементов. Для УС с постоянным коррекционным эффектом без интегрирования время фа­ зирования при приеме «точек» будет равно: tc=Aq>K, где Лф — расхождение но фазе, выраженное в долях

267

В устройствах синхронизации с постоянным коррекционным эффектом, содержащих реверсивный счетчик,

этом случае необходимо учитывать зависимость числа

зовет появление г2 коррекционных импульсов и к момен­ ту третьего сравнения расхождение по фазе будет равно: Дфз=Дфг—2яг2 /К=А ф 1 — 2 л (щ + г2) /К.

Д ф 1 — х ! 1 ( а + г » + . . . + г , ) = О,

а время синхронизации при приеме «точек» без учета •интегрирования

Для определения величины х необходимо знать па­ раметры фазового дискриминатора. Пусть характеристи­ ка фазового дискриминатора задана ступенчатой кривой (рис. Обозначим через величину каждой зоны

268

(ступеньки), а через г* — число коррекционных импуль­

что Ti коррекционных импульсов сместят фазу тактовых импульсов на Г\1К или на ЮОг^/К, %, от то. Так как в пре­ делах каждой зоны УС работает как система с постоян­

точной для практики точностью может применяться при условии 100r,7&<C2vS,. Для повышения точности синфаз­ ное™ и упрощения устройств синхронизации обычно ус­ танавливают: Т\= 1, i r 2 = 2 и т. д.

Нецелесообразно весь интервал то/2 делить на q зон. Учитывая, что величина преобладаний принимаемых эле­ ментов практически не превышает 30%, достаточно иметь переменный коррекционный эффект для каждого

1 т 0

единичного элемента только в пределах — — и разде­ лить этот отрезок на q зон. Выбрав величины зон оди­

269