Устройства преобразования сигналов в системах пдс
Типы преобразователей, используемых в устройствах преобразования сигналов в системах пдс
Устройства преобразования сигналов обеспечивают согласование параметров сигналов источника с параметрами канала связи. Согласование может производиться по: полосе частот; уровню; скорости.
Согласование спектра может производиться двумя путями:
перекодированием.
с использованием несущей (модуляции).
Известно, что спектр последовательности
прямоугольных импульсов имеет вид
(sinx)/xс
максимумом на нулевой частоте. Основная
энергия сигналов в этом случае
сосредоточена в полосе частот
.
Канал связи, из-за наличия развязывающих трансформаторов, не пропускает постоянную составляющую. Из-за этого однополярные сигналы будут испытывать значительные искажение.
При перекодировании исходные сигналы заменяются сигналами другой структуры, спектральные характеристики которых лучше согласуются с параметрами заданного канала связи.
Помимо основной задачи - согласования спектров при перекодировании стараются подобрать такой код, который обеспечивал бы:
наименьшую ширину спектра при одинаковой скорости передачи;
синхронизацию между передатчиком и приёмником;
низкую стоимость реализации;
возможность обнаруживать ошибки.
Применение логического кодирования для улучшения свойств потенциальных кодов. При этом заменяются длинные последовательности элементов, приводящих к постоянному потенциалу другими последовательностями устраняющими данный недостаток. Для этого кодирования характерны 2 метода: избыточные коды и скремблирование.
Избыточные коды основаны на разбиении исходной последовательности на порции (символы) и замене исходной порции, новой имеющей большее количество бит. Так как символы содержат избыточные биты, то общее количество кодовых комбинаций в них больше, чем в исходных.
Скремблирование - обратимое преобразование структуры цифрового потока без изменения скорости передачи с целью получения свойств случайной последовательности.
Методы преобразования спектра с использованием несущей
Модуляция— процесс изменения одного или нескольких параметров высокочастотного несущего колебания по закону низкочастотного информационного сигнала (сообщения).
Передаваемая информация заложена в управляющем сигнале, а роль переносчика информации выполняет высокочастотное колебание, называемое несущим. Модуляция, таким образом, представляет собой процесс «посадки» информационного колебания на априорно известную несущую.
В результате модуляции спектр низкочастотного управляющего сигнала переносится в область высоких частот. Это позволяет при организации вещания настроить функционирование всех приёмопередающих устройств на разных частотах с тем, чтобы они «не мешали» друг другу.
В качестве несущей могут быть использованы колебания различной формы (прямоугольные, треугольные и т. д.), однако чаще всего применяются гармонические колебания. В зависимости от того, какой из параметров несущего колебания изменяется, различают вид модуляции (амплитудная, частотная, фазовая).
Методы регистрации
В системе ПДС иногда выделяют дискретный канал непрерывного времени (рисунок 5).
Рисунок 5. Дискретный канал.
Если на выходе дискретного канала непрерывного времени имеем сигнал, являющийся дискретной функцией непрерывного времени, то на выходе дискретного канала имеем сигнал, являющийся дискретной функцией дискретного времени. На выходе КПТ сигналы имеют форму импульсов постоянного тока.
Сигнал, поступающий с выхода КПТ, должен быть отождествлен с «0» или «1». Необходимо произвести также запоминание значащей позиции сигнала данных. Процесс определения и запоминания значащей позиции сигнала данных называется регистрацией. Устройство регистрации сигналов, обеспечивающее минимальную вероятность неправильного приема Рош, называется оптимальным. К числу наиболее распространенных методов регистрации относятся метод стробирования и интегральный метод.
Метод стробирования.
Сущность способа регистрации стробированием состоит в том, что накопительный элемент наборного устройства приемника подключается на время, которое значительно меньше длительности элементарной посылки. Момент подключения накопительного элемента к входному устройству часто называют моментом регистрации или временем регистрации. Очевидно, что момент регистрации посылки должен совпадать с приходом из канала связи наиболее устойчивой части посылки. При наличии краевых искажений наиболее вероятным является искажение краев посылок, поэтому наиболее устойчива средняя часть посылки. Именно в момент средней части посылки ее целесообразно регистрировать.
Регистрация методом стробирования может быть реализована на электронных элементах. Схема такого устройства показана на рисунке 6.
Рисунок 6. Регистрация методом стробирования.
Временные диаграммы, поясняющие принцип работы регистрирующего устройства приведены на рисунке 7.
Передается последовательность 10101. На выходе входного устройства Вх.У. импульсы постоянного тока имеют прямоугольную форму, но искажены по длительности (штриховой линией показаны неискаженные сигналы). Ключи Кл.1 и Кл.2 открываются одновременно на время поступления строб импульса. Поступление импульса Uбв моменты, соответствующие серединам единичных интервалов, обеспечивается применением устройств поэлементной синхронизации. При этом сигналU4(U5) появляется или на выходе Кл.1 (точка 4), или Кл.2 (точка 5). В зависимости от этого выходное устройство Вых.У. фиксирует «1» или «0». Если смещение ЗМ относительно идеального положения не превышает 0.50, то элемент сигнала регистрируется правильно. Величина, на которую допускается смещение ЗМ, не вызывающее неправильный прием, определяет исправляющую способность приемника. В нашем случае исправляющая способность (теоретическая) равна 0,50или 50%.
Рисунок 7. Временные диаграммы.
Из рисунка 7 видно, что из-за смещения ЗМ относительно идеального положения на величину, превышающую 0,50, 5 элемент принимается неправильно.
Интегральный метод
При интегральном методе регистрации решение о значащей позиции сигнала принимается на основании анализа сигнала на всём единичном интервале. Интегрирование осуществляется на интервале, соответствующем неискажённому элементу. Если полученный результат получается больше 50 % площади “единицы”, то решение принимается в пользу единицы, иначе – в пользу нуля.
Интегральный метод часто реализуется на основе многократного стробирования.
Рисунок 8. Регистрация интегральным методом.
Рисунок 9. Диаграммы, поясняющие принцип регистрации интегральным методом.
У обоих рассмотренных методов существуют достоинства и недостатки. Так если в канале преобладают краевые искажения, то меньшую ошибку даст метод стробирования, а если преобладают дробления, то лучше справляется интегральный метод.