Файл: Шляпоберский В.И. Основы техники передачи дискретных сообщений.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 242
Скачиваний: 2
Подставляя |
значение Af из (5.1), получим |
|
|
|
Kf |
Если |
то — |
длительность единичного элемента, а |
T=l/f — |
период колебания частоты абсолютно стабиль |
ного генератора, то частота генератора сместится по фа
зе на один единичный элемент за |
время |
|
'1 = ^ - ' . = - |
^ . |
(5.3) |
Тк В
Если учесть, что частоты генераторов в самом небла гоприятном случае отклоняются от номинальной в про тивоположные стороны, то частоты обоих генераторов разойдутся по фазе на один единичный элемент в тече ние времени
/„ = _ ! _ . |
(5.4) |
Обозначим через Б некоторую часть единичного эле мента, в пределах которой можно допустить расхожде ние по фазе. Тогда время смещения по фазе на данную величину может быть вычислено по формуле
(5.5)
*Е 2кВ
Пользуясь ф-лой (5.5), можно определить время, в течение которого частоты работающих совместно гене раторов разойдутся по фазе на заданную величину е при различных скоростях модуляции В и относительной нестабильности генераторов к. Из приведенных в табл. 5.1
|
|
Т А Б Л И Ц А |
5.1 |
|
|
|
Величина |
сме |
, с, при скоростях модуляции, |
бод |
|
|
|
щения |
50 • |
100 |
200 |
600 |
1200 |
2400 |
|
||||||
с. % от Ха |
|
|
|
|
|
|
5 |
50 |
25 |
12,5 |
4,17 |
2,08 |
1,04 |
10 |
100 |
50 |
25 |
8,33 |
4,17 |
2,08 |
40 |
400 |
200 |
100 |
33,3 |
16,66 |
8,33 |
данных видно, что при повышении скорости модуляции уменьшается время, в течение которого частоты гене раторов расходятся по фазе на одинаковую величину.
244
Если 'принять, что максимально допустимое расхожде ние по фазе, при котором еще обеспечивается устойчи вая работа АПДС без искажений в канале, составляет 40% от длительности единичного элемента, то для ап паратуры, работающей со скоростью 50 бод, время ус тойчивой работы при к = Ю - 5 составит 6 мин 40 с, а для аппаратуры, работающей со скоростью 2400 бод, — 8,33 с.
Время устойчивой работы увеличивается при исполь зовании более стабильных генераторов. Так, при /с=10 _ 6 это время для систем, работающих со скоростями 50 и
2400 бод соответственно, будет |
равно |
1 ч 6 мин 40 с и |
||||||||||||||
1 мин 23 с. Отсюда следует, |
что 'при использовании |
вы |
||||||||||||||
сокостабильных |
генераторов |
( к = 1 0 _ 6 |
) |
устойчивая |
рабо |
|||||||||||
та среднескоростной |
АПДС |
нарушится |
'примерно |
|
через |
|||||||||||
1 мин, а аппаратура с малой |
скоростью (В = 50 бод) — |
|||||||||||||||
через |
1 ч 6 мин. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Чтобы обеспечить требуемую точность синфазности |
||||||||||||||||
при длительной работе, аппаратура ПДС должна |
содер |
|||||||||||||||
жать |
устройство для под |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
держания |
определенного |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
соотношения |
фаз |
между |
а) |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
опрашивающими |
|
и |
при |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
||||||||
нимаю iци ми |
импульсами. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
Мз CP |
|
t |
||||||||||
Таким |
|
устройством |
явля |
|
|
|
|
|
||||||||
ется устройство |
синхрони |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
зации, служащее для фор |
5) |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
мирования |
|
опрашиваю |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
щих импульсов и поддер |
|
|
|
|
|
|
|
t |
||||||||
жания |
их фазового |
рас |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
положения. |
|
Качество ра |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
боты |
такого |
устройства |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
определяет |
такой важный |
|
|
|
rmmi" |
|
|
|||||||||
показатель |
систем |
связи, |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
i1 1 1 , 1 1 |
|
|
||||||||||
как достоверность |
прини |
|
|
|
i |
|
t |
|||||||||
маемой информации. Раз |
|
|
|
I ' I I J J |
|
|||||||||||
|
|
|
L'li'iltiL |
|
|
|||||||||||
личают |
устройства |
син |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
хронизации |
(УС) |
|
и |
уст |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
ройства |
фазирования по |
Рис. |
5.1. |
Значащие |
моменты: |
|||||||||||
циклам |
(УЦФ). |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
а) |
передаваемого |
сигнала, |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
В |
общем |
случае |
в ме |
б) |
"принимаемого |
сигнала |
со |
|||||||||
сте приема |
|
с |
помощью |
средним запаздыванием; в) |
воз |
|||||||||||
|
можные |
смещения |
значащих |
|||||||||||||
устройства |
синхронизации |
|||||||||||||||
моментов |
сигнала |
под |
дейст |
|||||||||||||
определяются |
значащие |
вием помех |
|
|
|
|
|
|
|
|
моменты, необходимые |
||||||||
|
|
|
для |
|
правильного |
опо |
|||||
|
|
|
знавания |
|
элементов |
||||||
|
|
|
сигнала. Чем выше точ |
||||||||
|
|
|
ность определения |
зна |
|||||||
|
|
|
чащих |
моментов, |
тем |
||||||
|
|
|
выше |
|
|
достоверность |
|||||
|
|
|
опознавания. |
Слож |
|||||||
|
|
|
ность |
определения |
вре- |
||||||
би± |
|
|
менных |
|
значащих |
мо- |
|||||
|
|
ментов |
|
обусловливает- |
|||||||
Диг /"у^л. ~ 7\ |
>^-ч_ |
ся |
|
искажениями, кото |
|||||||
|
|
|
рым |
подвергаются |
сиг- |
||||||
|
|
|
палы, |
проходя |
по |
дис |
|||||
|
|
|
кретному каналу связи. |
||||||||
|
|
|
В |
результате значащие |
|||||||
|
|
|
моменты |
|
непрерывно |
||||||
|
|
|
смещаются |
во времени |
|||||||
|
|
|
относительно |
средней |
|||||||
|
|
|
величины |
|
запаздыва |
||||||
|
|
|
ния (рис. 5.1). Смеще |
||||||||
|
|
|
ния |
значащих |
момен |
||||||
|
|
|
тов |
|
относительно |
иде |
|||||
|
|
|
альных |
|
|
называются |
|||||
|
|
|
краевыми |
|
искажения |
||||||
|
|
|
ми. |
Эти искажения |
воз |
||||||
|
|
|
никают |
|
в |
результате |
|||||
|
|
|
действия |
помех в кана |
|||||||
|
|
|
ле связи, |
характеристи |
|||||||
|
|
|
ческих |
|
(межсимволь |
||||||
|
|
|
ных) |
искажений, обус |
|||||||
|
|
|
ловленных |
переходны |
|||||||
|
|
|
ми |
процессами |
в аппа |
||||||
|
|
|
ратуре |
уплотнения, и |
|||||||
|
|
|
других |
причин |
(25, |
35]. |
|||||
|
|
|
|
Рассмотрим |
физику |
||||||
|
|
|
возникновения |
смеще |
|||||||
|
|
|
ния |
|
значащих |
момен |
|||||
Рис. 5.2. Смещение значащих мо |
тов |
|
вследствие |
дейст |
|||||||
ментов |
сигнала |
|
вия |
|
помех |
в |
канале |
||||
|
|
|
связи. |
Пусть сигнал на |
|||||||
выходе |
демодулятора |
при отсутствии |
|
помех |
имеет |
вид, |
|||||
показанный на рис. 5.2а. При таком сигнале |
значащие |
||||||||||
моменты будут восстанавливаться |
в |
|
момент t = 0 |
(рис. |
246
5.26). Теперь предположим, что в канале связи действу ют помехи (рис. 5.2б), которые складываются с полезным сигналом (рис. 5.2г). Тогда суммарное напряжение вызо вет смещение значащих моментов на в сторону опере жения и At2 в сторону отставания (рис. 5.2д). Так как действие помех носит случайный характер, то величина 8=;(At\+&i<2.) характеризующая краевые искажения, также является случайной величиной.
Помехи с малой амплитудой встречаются намного чаще, чем помехи с большой амплитудой, поэтому ма лые смещения значащих моментов происходят намного
чаще, чем большие, в силу чего плотность |
распределе |
|||
ния f (б) случайной величины >б подчиняется |
нормально |
|||
му закону распределения |
(рис. 5.2е), |
т . е . |
|
|
Ф(6) = |
— U |
e 2а"" |
, |
(5.6) |
|
]' 2 я |
а |
|
|
где а — среднее квадратичное |
отклонение. |
|
||
Передаваемые элементы сигнала |
могут |
подвергаться |
||
и регулярным воздействиям — преобладаниям, при ко |
торых один значащий момент (переход с плюса на ми нус илТГнаоборот)", всегда смещен на некоторую вели чину а. Плотность распределения смещений значащих моментов при воздействии случайных и регулярных по мех описывается выражением (рис. Ъ.2ж)
У 2 я а
или
|
( б + я ) |
|
|
2а= |
|
ф ^ - у к г " |
• |
( 5 - 8 ) |
Экспериментально установлено, |
что для |
большинства |
каналов связи распределение краевых искажений под чиняется нормальному закону или близко к нормально му (25, 35, 41].
Таким образом, устройство синхронизации представ ляет собой автоматическое устройство, осуществляющее измерение временного положения значащих моментов сигнала, формирующее последовательность опросных (регистрирующих) импульсов, фаза которых устанавли вается и поддерживается с учетом наиболее вероятного
247
положения значащих моментов. Такие устройства иногда называются устройствами тактовой синхронизации, а формируемые ими регистрирующие импульсы—тактовы ми или синхроимпульсами.
По способу фазирования УС делятся на стартсгопные1 ) и синхронные. Наименьшая вероятность ошибок обеспечивается при синхронном способе фазирования. Это обусловливается тем, что синхронные УС распола гают большими априорными сведениями о сигнале, чем стартстопные, что позволяет сравнительно просто, на приеме, определить значащие моменты сигнала. К таким
сведениям относятся |
скорость модуляции |
и |
факт |
их |
||
непрерывной передачи. .Поэтому, |
в общем |
случае, |
УС |
|||
синхронной системы состоит из двух узлов: |
анализатора |
|||||
сигнала |
(АС) и формирователя |
тактовых |
импульсов |
|||
(ФТИ). |
Анализатор |
сигнала предназначен для |
извлече |
ния из сигнала информации о положении значащих мо ментов. Эта информация, выдаваемая в виде, например, коротких импульсов, должна быть проанализирована с целью сведения до минимума влияния искажений при
нимаемых элементов |
и определения |
|
наиболее |
вероятно |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
го |
|
положения |
знача |
||||
|
|
|
|
|
|
щих |
моментов. |
|
|
||||
|
АС |
|
|
|
V/ |
|
Формирователь так- |
||||||
|
|
|
|
"~ |
товых |
импульсов |
под |
||||||
|
|
|
|
|
|||||||||
|
т |
' |
|
I |
|
действием |
сигнала |
с |
|||||
|
I |
|
|
1 |
|
4 £ |
|
у с х а и а в л н в а е т |
и |
||||
п |
с о |
|
узлы |
и |
' |
непрерывно |
поддержи- |
||||||
Puc. |
5.3. Основные |
фазирующе- |
|
1 |
v |
|
|
|
1 |
, |
|||
го устройства |
|
|
|
|
в а е |
т |
|
оптимальное |
фа |
||||
|
|
|
|
|
|
зовое |
' |
расположение |
|||||
|
|
|
|
|
|
77/ .(рис. |
5.3). |
|
|
||||
|
Устройства |
синхронизации |
можно |
классифицировать |
|||||||||
по следующим |
признакам. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
По виду |
используемого |
входного |
сигнала |
УС |
делятся |
на управляемые специальными сигналами и информа ционными рабочими сигналами. Наибольшее распрост ранение получили последние. Это обусловлено тем, что передача специальных сигналов сопряжена либо с до полнительными затратами мощности, либо с выделением отдельной полосы частот, либо с уменьшением скорости передачи. Все эти затраты не окупаются простотой из мерения каждого значащего момента при приеме спе-
') Особенности стартстопного способа фазирования подробно из ложены в [25, 1105] и в настоящей работе не рассматриваются,
248