Введение. Гораздо труднее увидеть проблему, чем найти ее решение

СИГНАЛЫ и ЛИНЕЙНЫЕ СИСТЕМЫ

Тема 15: ПОВЫШЕНИЕ СКОРОСТИ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛОВ ПО КАБЕЛЮ

Гораздо труднее увидеть проблему, чем найти ее решение. Для первого требуется воображение, для второго - только умение.

Джон Бернал. Английский физик, ХХ в.

 

Ученые склонны преувеличивать ценность своего воображения. Между тем, в основе постановки любой проблемы лежит благоприятный прогноз "погоды" на ее решение. Причем, с учетом принципа ветеринара – лекарство не должно быть дороже пациента, которому оно назначается.

Александр Рукавичников. Уральский геофизик, ХХ в.

Содержание: Введение. 15.1. Фильтр восстановления формы сигналов. Общая методика синтеза фильтров. Точность воспроизводства формы импульсов. Усиление шумов. 15.2. Фильтр восстановления кодовых сигналов. Оператор фильтра. Предельная частота передачи данных. Кодовые сигналы. 15.3. Принципы реализации фильтров частичной деконволюции. Литература.

Введение

Принципы частотной коррекции сигналов при их искажениях в линиях связи известны /23/. Отметим сразу, что говорить о метрологически точном восстановлении сигналов с определенной погрешностью, задаваемой метрикой выходного и входного сигналов, имеет смысл только в том случае, если эффективная ширина спектра сигналов много меньше эффективной ширины спектра импульсного отклика кабеля и затухает достаточно быстро. Если эти условия выполняются, то полная частотная коррекция передачи сигналов может быть выполнена инверсией импульсного отклика кабеля (без учета временной задержки сигналов). Такая инверсия, в принципе, возможна, но практического интереса не представляет. Это определяется тем, что спектральная плотность импульсного отклика жил кабелей меньше 1 по всему частотному диапазону с затуханием, близким к монотонному, также по всему частотному диапазону, начиная с частот 1-10 кГц. Фильтры деконволюции таких импульсных откликов имеют значительные (до нескольких тысяч) коэффициенты усиления дисперсии шумов, а потому рассматривать этот вариант не имеет смысла. Соответственно, для широкополосных сигналов, передаваемых по кабелю, возможна только частичная деконволюция импульсного отклика жил, т.е. применение фильтров сжатия импульсных откликов жил до определенной формы. Оптимальной с позиции минимального значения коэффициента усиления дисперсии шумов в этом случае считается симметричная гауссовская форма выходных импульсов фильтров частичной деконволюции (ЧД) импульсных откликов.

Методику расчета фильтров ЧД будем рассматривать в общей форме, возможности технической реализации в реальном масштабе времени в аналоговой форме (трансверсальные фильтры на линиях задержки) и в чисто цифровой форме с использованием амплитудно-цифровых преобразователей (АЦП) при дискретизации сигналов на выходе кабеля и микропроцессоров обработки цифровых данных в реальном масштабе времени.