ПОБУДОВА СИГНАЛУ НА ВИХОДІ РЕГЕНЕРАТОРА ДЛЯ ЗАДАНОЇ ПОСЛІДОВНОСТІ СИМВОЛІВ. РОЗРАХУНОК І ПОБУДОВА ЧАСОВОЇ ДІАГРАМИ СИГНАЛУ НА ВИХОДІ КОРЕГУЮЧОГО ПІДСИЛЮВАЧА РЕГЕНЕРАТОРАЗавдання Обґрунтувати доцільність використання в ЦСП квазітрійкових кодів. Зобразити задану в табл.1 двійкову послідовність символів в кодах з ЧПІ і КВЩ-3. Вказати основний недолік коду з ЧПІ. Розрахувати і побудувати часову діаграму сигналу на виході коректувального підсилювача регенератора в (ТРР), відповідну заданій послідовності символів в коді КВЩ-3. На цій діаграмі вказати пороги рішення і моменти часу, в які вони виносяться. Доказати, що при відсутності завад регенерація відбувається без помилок. Методичні вказівки щодо виконання завдання та стисла теорія питання
Перед тим, як приступати до виконання цього завдання, роздивіться структуру цифрового лінійного тракту і усвідомте вимоги, пред’явлені до кодів в лінії. Для цього вивчить учбовий матеріал, викладений в розд. 18.1…18.3.[2], розд.10.3 [2], розд.6.2. [5]. В ЦСП з ІКМ широке розповсюдження получили квазітрійкові коди з ЧПІ і КВЩ. В коді з ЧПІ символи “1” двійкової послідовності передаються по черзі імпульсами позитивної і негативної полярностей. (рис. 3,б). Алгоритм формування КВЩ-3 більш складніший. До тих пір, поки не появляться чотири або більше “нуля”, то кожна комбінація з чотирьох послідовностей “нулів” заміщається однією з комбінацій приведених в таблиці 3. Таблиця 3
Рис.3 При використанні такого алгоритму відбувається систематична зміна полярностей імпульсів, яка порушує правило чергування знаків, прийняте в коді з ЧПІ. Це веде до вирівнювання кількості позитивних і негативних імпульсів у сигналі, який передається, що забезпечує відсутність в його спектрі частот постійної складової і зменшення рівня низькочастотних складових. На приймальній стороні заміна розпізнається по порушенню правил чергування полярностей і в свою чергу заміщаються комбінаціями (0000). Роздивимось приклад побудови сигналу на виході регенератора для коду КВЩ-3 (мал.3,в і 3,г). Перші три символи формуються так же, як в коді з ЧПІ. Далі послідовність з чотирьох, слідкуючих один за одним “нулів “ замінюється однією з двох заміщуваних комбінацій (000-) або (+00+), вибір якої в даному випадку вільний, оскільки невідомо, яке число імпульсів було передано після останнього заміщення. Нехай в якості заміщуваної була обрана комбінація (000-) мал. 3,в). Восьмий, дев’ятий і десятий символи формуються згідно з правилом чергування полярностей імпульсів. Наступні за десятим символом чотири нуля заміщаються комбінацією (+00+), так як полярність останнього імпульсу перед заміною негативна, а після останньої заміни пройшло парне число імпульсів (два). Третя заміщувана комбінація має вигляд (-00-), оскільки полярність останнього імпульсу перед заміною позитивна, а кількість імпульсів є парним числом (чотири). Якщо в якості першої заміщуваної комбінації вибрана комбінація (+00+), то структура коду трошки зміниться (рис.3,г). Важлива перевага ЦСП перед аналоговими СП міститься у можливості регенерації цифрового сигналу. Задачею регенерації є відновлення початкової форми, амплітуди і часового положення імпульсів. Причинами спотворень прямокутної форми імпульсів на виході фізичного кола є лінійні (частотні і фазові) спотворення, що вносяться колом. Через них спотворений імпульс значно збільшує свою тривалість. Тому на кожний символ сигналу в лінії, який поступає на вхід регенератора після проходження дільниці кола діє безліч сусідніх символів цифрового коду. Такий сильний вплив між символами, який називається міжсимвольними спотвореннями, приводить до неможливості правильної регенерації цифрового сигналу. Для зменшення міжсимвольних спотворень сигнал до регенерації корегують. Одночасно здійснюють його підсилення. Ці операції виконуються коректувальним підсилювачем (КП), включеним на вході регенератора (рис 4)
Рис. 4.
Раціональний вибір тривалості і форми імпульсного відклику в ТРР на самітній прямокутний імпульс, поданий на вхід дільниці регенерації, є одним з важливих питань, що виникають при проектуванні цифрових лінійних трактів. Пояснимо, чому питання настільки важливе. Для цього розглянемо діаграми, показані на мал.5.
В дійсності імпульси на виході КП з’являються з деякою затримкою в часі, яка не має значення для подальших розмірковувань і тому не враховується. Сигнал з виходу КП поступає на ВП регенератора, на другий вхід якого подаються синхроімпульси, сформовані у виділювачі тактового синхросигналу. (ВТС) (діаграма 5,д). На виході ВП в кожний тактовий момент часу з’являється “одиниця”, якщо напруга сигналу на його вході по абсолютній величині більше порогового значення Uпор В інакшому випадку формується “нуль”(пробіл). Величину Uпор вибирають рівній половині амплітуди імпульсу на виході КП.
Рис.5
Розглянемо сигнал, зображений на діаграмі 5,б. Видно, що міжсимвольні спотворення відсутні, так як окремі відклики не перекриваються з часом. Такий сигнал легко регенерується (діаграма 5, е). Сигнал, отриманий сумуванням відкликів з подвійною тривалістю (діаграма 5,в), також може бути регенерований без помилок, не дивлячись на те, що міжсимвольні спотворення мають тут місце. При сильних спотвореннях, що виникають при збільшенні тривалості відклику до 3 Тт і більше, з’являються помилки при регенерації.(діаграма 5,г і 5,ж). Означає це, що для зменшення вірогідності помилки при регенерації необхідно повністю позбавитись від міжсимвольних спотворень? Ні, не означає. Справа в тому, що приведений вище якісний аналіз не враховує наявності завад в лінійному тракті. Щоб зменшити тривалість відклику, необхідно збільшити ширину полоси частот, в якій використовується кабельне коло(нагадуємо, що чім вужче імпульс, тим ширше його спектр частот). Це в любому випадку приведе до зменшення захищеності від власної завади в ТРР і збільшенню вірогідності помилки регенерації за рахунок цієї завади. Тому вибір форми і тривалості відклику в ТРР є результатом компромісу між величиною міжсимвольних спотворень і рівнем завад. В курсовому проекті рекомендується використовувати відклик, який описується виразом: (9)
Його ефективна тривалість (по основі) дорівнює 2Тт. Для зручності виконання подальших розрахунків відклик нормується відносно свого максимального значення: gо (0) = 1. Вид відклику показаний на мал. 6, з якого видно, що відклик (9) має малий рівень бокових пелюсток при
Рис.7
Щоб побудувати часову діаграму сигналу на виході КП, необхідно в першу чергу визначити значення відклику (9) у фіксовані моменти часу. Рекомендується вибрати крок зміни аргументу t / Тт = 0,2, а потім по формулі (9) знайти значення відклику в моменти часу t1 = 0,2Тт, t2 = 0,4Тт і т.д. Результати розрахунку зводимо в табл. 4.
Таблиця 4.
Так, як функція (9) парна, то gо (t) = gо _(-t). Для розрахунку часової діаграми треба скласти імпульсні відклики на кожний елемент коду КВЩ-3, аналогічно тому, як це зроблено на рис.5,в. Побудову діаграми виконуйте на міліметровому папері у достатньо великому масштабі, прийнявши величину одного тактового імпульсу рівною 2…2,5 см.
|
(9)
>Тт більше 2Тт, gо =0. Тому міжсимвольні спотворення розповсюджуються тут не більше ніж на 4 сусідні символи. Крім того, імпульс (9) має доволі вузький спектр частот, зосереджений переважно в низькочастотній області частотного діапазону: від 0 до fт (рис.7), де згасання кабельного кола порівняне невелике. Ці властивості відклику і його спектра частот дозволяють в певній мірі забезпечити припустимий компроміс між завадами і міжсимвольними спотвореннями.
