2.4. Формирующие фильтры

Важным элементом модема цифровой системы передачи является формирующий фильтр, который выполняет две важные функции. Главная из них – устранение межсимвольной интерференции на входе решающего устройства демодулятора. С целью максимизации отношения сигнал/шум в демодулированном сигнале формирующий фильтр разделяют на две части, устанавливаемые в модуляторе и демодуляторе. Вторая функция формирующего фильтра модулятора – ограничение спектра цифрового радиосигнала на выходе передатчика в границах полосы канала, что необходимо для устранения перекрестных помех в соседних каналах [15].

В цифровых системах передающая часть формирующего фильтра реализуется, как правило, в виде цифрового синтезатора модулирующего сигнала, выполненного по структурефильтра с конечной импульсной характеристикой(КИХ-фильтра), илицифрового трансверсального фильтра(ЦТФ). Используются также и более современные методы, когда основу фильтра составляет постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), в котором хранятся значения весовых коэффициентов, и ЦАП, непосредственно формирующий передаваемый сигнал заданной формы. Цифровые фильтры позволяют точно синтезировать во временнóй области передаваемые символы из ансамбля элементарных сигналов, минимизируя тем самым как межсимвольную интерференцию, так и внеполосные излучения. Принципиальным достоинством цифровых фильтров является также возможность формировать импульсы с малым значением коэффициента расширения спектра, при котором спектр импульсов имеет достаточно крутой срез, а колебания импульсной реакции захватывают практически 10…20 тактовых интервалов. Формирование таких сигналов аналоговыми фильтрами на высоких частотах является практически неразрешимой задачей. Как вспомогательный элемент в трактах модулированных сигналов устанавливают аналоговые полосовые фильтры, назначение которых – дополнительное ослабление внеполосных излучений в передатчике и шумов за пределами рабочей полосы в приемнике.

К

Рис. 2.7. Структурная схема цифрового трансверсального фильтра

лассическая структура цифрового трансверсального фильтра – это регистр сдвига, к разрядам которого подключены резисторы сумматора токов (рис. 2.7). На вход регистра поступают прямоугольные импульсы передаваемых данных, а частота тактирования регистра обычно в 4…16 раз выше тактовой частоты данных. Тактовый интервал данных при этом разделяется на соответствующее число подинтервалов. Существует две разновидности ЦТФ: с прямым соответствием веса разряда значению квантованного дискрета сигнала и с наполнением (наращиванием) весов разрядов по мере передвижения символа данных.

В первом случае значение резистора сумматора в каждом разряде выбирается так, чтобы ток через него был пропорционален квантованному уровню сигнал. По регистру продвигается импульс длительностью в один такт частоты дискретизации, то есть в каждом такте регистра в пределах одного тактового интервала данных в работе участвует только один разряд.

В схеме с наращиванием весов разрядов импульс данных не укорачивается, поэтому по мере его продвижения по регистру токи разрядов суммируются и квантованному уровню сигнала пропорциональна сумма токов нескольких разрядов.