Методы синхронизации и фазирования сигнала
Информация - Компьютеры, программирование
Другие материалы по предмету Компьютеры, программирование
аналов должен быть канал синхронизации, либо выделена часть информационного канала для передачи пилот-сигналов. В этом случае требуются затраты полосы частот или мощности, или требуется снижение скорости передач.
На практике чаще всего входными сигналами УСЭ являются рабочие информационные сигналы.
По способу формирования СИ УСЭ делятся на: 1) разомкнутые (без ОС); 2) замкнутые (с ОС).
В разомкнутых ОС СИ формируются непосредственно из канала с помощью различных высокоизбирательных устройств. Такие устройства называются резонансными. В замкнутых устройствах СИ формирует ЗГ, а АС определяет положение ЗМ входного сигнала и измеряет их отклонения от положения СИ. Результаты этого измерения используются для коррекции фазы СИ - системы ФАПЧ.
Схема УСЭ:
Устройства синхронизации
Устройство синхронизации с пилот-сигналами.
Сущность метода в том, что тактовая частота передающего распределителя подается на приемную сторону по отдельному каналу связи. Этот способ очень прост, но экономически целесообразен только тогда, когда количество каналов не менее 8-10 и работают от одного генератора.
Резонансное устройство синхронизации.
В этих устройствах тактовые импульсы выделяются непосредственно из информационного сигнала с помощью узкополосных фильтров, настроенных на частоту :
Но в спектре двухполярных информационных сигналов такой составляющей нет. Поэтому, чтобы получить эту частоту сначала делают нелинейные преобразования сигнала. Это преобразование заключается в дифференцировании информационного сигнала, выпрямлении продифференцированных импульсов и формировании из этих импульсов прямоугольных импульсов длительностью .
Эта схема формирует две последовательности СИ с периодом повторения и сдвинутых друг относительно друга на . Такие две последовательности необходимы для работы устройства регенерации и регистрации сигнала. Рисунок нарисован для ситуации, когда ноль и 1 повторяются. Если рисунок сигнала изменяется, то и характер выходного напряжения тоже меняется. Амплитуда напряжения на выходе УФ и его фаза зависят от частоты повторения фронтов импульсов. Наибольшая амплитуда - нулевая фаза соответствует чередованию 0 и 1. Изменение рисунка сигнала приводит к сдвигу фазы тактовых импульсов. Прекращение поступления импульсов на выход УФ вызовет затухание колебания на выходе через некоторое время (время синхронизации) сигналы на выходе
Полностью исчезают - срыв синхронизации. Время затухания увеличивается с увеличением добротности контура. Однако с увеличением добротности увеличивается время вхождения
в синхронизм после включения аппаратуры и после перерывов. Предъявляются более жесткие требования к стабильности контура. Обычно Q=80-100.
Устройства синхронизации с непосредственным воздействием на частоту местного генератора.
Эти устройства можно в обобщенном виде изобразить так:
На вход схемы поступают сигналы из КС (прямоугольные импульсы).
Д - дискриминатор;
ГОК - генератор опорных колебаний;
ГУН - генератор, управляемый напряжением;
УУ - устройство управления.
Установившемуся процессу соответствует нулевое значение напряжения. Однако реально из-за действия шумов установившееся напряжение не достигается, всегда имеют место динамический ошибки. Чтобы их уменьшить используют накопление сигнала, который фильтрует случайное колебание. Сигнал управления несет информацию не об абсолютном значении, а об отклонении фазы формированного сигнала от поступившего сигнала.
В большинстве существующих практических систем для подстройки частоты генератора используют ФАПЧ. Дискриминатор является фазовым дискриминатором. Это Д сравнивает фазу принятого сигнала с фазой ГУН. Если частота генераторов ГУНа отличается от частоты и фазы сигнала на передаче, то получается фазовое рассогласование, на выходе дискриминатора появляется сигнал рассогласования, пропорциональный величине разности фаз. И это напряжение через инерциальный элемент (фильтр) воздействует на ГУН.
Такие устройства существуют в 2-х видах:
с плавным управлением частотой;
с релейным.
)
Временные диаграммы выглядят следующим образом:
В синхронном режиме постоянная составляющая = 0.
)
ДЦ - дифференциальная цепь.
Выпрямленные фронты посылок сигналов преобразовываются в короткие импульсы, которые должны в идеальном случае с фронтами импульсов местного генератора Г. Они перебрасывают Тр в единичное состояние или в нулевое. Когда Тр находится в единичном состоянии, обмотка реле находится под током, контакт замыкается и соединяется с Г. Дополнительный элемент (конденсатор, индуктивность). Когда импульсы другие, обмотка обесточивается и контакт размыкается.
Частота генератора:
Системы с непосредственным воздействием на Г имеют существенные недостатки:
низкая стабильность;
невозможность использования одного Г для работы нескольких систем или устройств синхронизации.
В последнее время наибольшее распространение получили устройства без непосредственного воздействия, обладающие высокой стабильностью частоты. Общая идея работы заключается в подстройке фазы выходного колебания в промежуточном преобразователе (ПП), через который проходит напряжение местного Г.
В качестве ПП и