Оценка помехозащищенности одиночного регенератора с помощью глаз-диаграмм

Параметры линейного тракта во многом определяются качеством про­цесса регенерации, которое в значительной степени зависит от формы и величины сигнала на входе решающего устройства (РУ) регенератора. При этом для оценки помехоустойчивости регенератора в процессе экс­плуатации удобно пользоваться так называемой глаз-диаграммой.

Глаз-диаграмма (ГД) представляет результат наложения всех воз­можных реализаций скорректированного ЦЛС (с учетом межсимволь­ных искажений) на отрезке времени, соответствующем двум тактовым интервалам.

Такая картина может быть получена, если в осциллографе для синхро­низации использовать колебание тактовой частоты, а на его вход подать случайную последовательность импульсов, поступающую на вход РУ. При соответствующем выборе частоты следования синхронизирующих импульсов осциллографа на его экране будет формироваться устойчивая картина наложения всех реализаций ЦЛС.

Пример ГД для квазитроичного сигнала приведен на рис. 6.16,6, а на рис. 6.16,а - форма скорректированного импульса на выходе усилителя-корректора (рис. 6.10). Раскрыв ГД для кода ЧПИ при гауссовской форме скорректированного импульса определяется следующими комбинациями: -1 + 1-1и+10+1- для ГД, соответствующей положительному им­пульсу, + 1 — 1+1и—10—1- для ГД, соответствующей отрицательному импульсу.

Горизонтальные штриховые линии на рис. 6.16,а с обозначениями + U_m, -U_m, +1, 0, —1 соответствуют амплитудам импульсов при идеаль­ном (безыскаженном) приеме, а вертикальные линии, расположенные через каждый тактовый интервал, соответствуют идеальным моментам решения.

Очевидно, что максимальное значение сигнал-помеха может быть достигнуто при t_p = 0, ±1, ±2, ..'., т. е. большое значение приобретает пра­вильный выбор моментов решения в регенераторе, которые должны соот­ветствовать минимуму межсимвольных помех. Кроме того, необходимо обеспечить требуемую величину раскрыва ГД U_p (рис. 6.16).

Рис. 6.16. Глаз-диаграмма для квазитроичного сигнала

Если процесс принятия решения осуществляется в момент времени ..., раскрыв ГД для этого случая соответствует U _р, а поро­говое напряжение равно U_nop (рис. 6.16), то отношение сигнал-помеха на выходе усилителя-корректора будет равно - средне-

квадратическое значение напряжения помехи.

Уменьшение раскрыва ГД за счет неопределенности порога решения AU = U_p - U_p и за. счет неопределенности моментов принятия решения AT приводят к снижению защищенности одиночного регенератора на вели­чину

Неопределенности порога решения и моментов принятия решения вы­зываются многими факторами, приводящими к снижению помехоустойчи­вости регенератора. Для компенсации влияния ухудшающих факторов на практике необходимо увеличивать защищенность на входе РУ регенератора по сравнению с ее значением для идеального регенератора (AU = 0 и АТ= 0) на следующие величины (при использовании трехуровневых кодов), дБ:

Межсимвольных помех ............................................. 2,0

Допусков на амплитуду и длительность импульсов....... 2,0

Отклонения АЧХ от расчетной................................... 1.5

Нестабильность порога и конечной чувствительности РУ 1,5

Низкочастотной отсечки............................................ 1.5

Различие площадей импульсов противоположной полярности 1,0

Отклонения момента стробирования ........................... 0,9

При этом допустимое отклонение амплитуды и длительности прини­малось равным 5%, отклонение АЧХ на полутактовой частоте - 1 дБ, раз­личие площадей импульсов положительной и отрицательной полярностей не более 5... 10% (во избежание появления постоянной составляющей в ЛЦС). Следовательно, наличие различных ухудшающих факторов требует увеличения защищенности одиночного регенератора примерно на 10 дБ

Вопросы для самоконтроля

1. Обобщенная структурная схема ЦЛТ, назначение основных блоков и требо­
вания к ним.

2. Назовите основные причины искажения сигналов в цифровых линейных
трактах (ЦЛТ).

3. Назовите основные параметры ЦЛТ. Принципы их оценки.

 

4. Основные требования, предъявляемые к структуре линейного цифрового
сигнала (ЛЦС). Их физическая сущность.

5. Основные параметры ЛЦС и их физическая сущность.

6. На вход преобразователя кода передачи (ПК_пер), работающего в коде с чере­
дованием полярности импульсов (ЧПИ), поступает следующая реализация ИКМ
группового сигнала: ...0111000101010... . Каким будет ЛЦС?

7. Предыдущую задачу решить для случая, когда ПК_пер работает в парно-
избирательном коде.

8. На вход преобразователя кода передачи (ПК_пер), работающего в коде с вы­
сокой плотностью единиц типа HDB-3, поступает следующая реализация ИКМ
группового сигнала: ...01110000010000101011100001.... Каким будет ЛЦС?

9. Предыдущую задачу решить для случая, когда ПК_пер работает:

а) в коде абсолютного бшшпульсного сигнала (АБС);

б) в коде относительного биимпульсного сигнала (ОБС);

в) в коде CMI (Coding Mark Inversion):

г) в алфавитном коде типа 4ВЗТ.

10. На вход преобразователя кода приема ПК_прм поступает следующая реали­
зация ЛЦС ... + -0 + 0-- + + 0- + -0 0. Известно, что ПК_пер работает с ПИТ
кодом. Какой вид примет эта реализация на выходе ПК_прм?

11. На вход преобразователя кода приема ПК_прм поступает следующая реали­
зация ЦЛС ... 0-0 + 0-0000 + - + -... .Известно, что ПК_пер работает с ПИТ
кодом. Какой вид примет эта реализация на выходе ПК_прм?

12. Предыдущую задачу решить для случая, когда ПК_пер работает в коде ЧПИ.

13. На вход преобразователя кода приема ПК_прм поступает следующая реали­
зация ЦЛС: + - + - + + + 0 + - + -. Известно, что ПК_пер работает в алфавитном
коде 4ВЗТ. Какой вид примет эта реализация на выходе ПК_прм?

14. Назначение линейного регенератора (ЛР). Основные этапы процесса реге­
нерации.

15. Поясните с помощью временных диаграмм процесс регенерации ЦЛС.

16. Перечислите основные типы помех и искажений в линейном цифровом
тракте и принципы их оценки.

17. По ЦЛТ передаются сигналы типа АБС или ОБС. Определить минимально-
допустимую защищенность для получения вероятности ошибки одиночного реге­
нератора не более 0,510"".

18. По ЦЛТ передаются сигналы типа кода ЧПИ. Определить минимально-
допустимую защищенность для получения вероятности ошибки одиночного реге­
нератора не более 0,510"".

19. По ЦЛТ передаются сигналы типа кода ЧПИ. Определить вероятность
ошибки одиночного регенератора, если соотношение сигнал-помеха на входе
решающего устройства ЛР не превышает величины 250.

20. По ЦЛТ передаются сигналы типа кода АБС (ОБС). Определить вероят­
ность ошибки одиночного регенератора, если соотношение сигнал-помеха на
входе решающего устройства ЛР не превышает величины 250.

21. Что такое глаз-диаграмма? Ее основные параметры и их влияние на каче­
ство регенерации ЦЛС.

22. Назовите основные дестабилизирующие факторы, снижающие помехо­
устойчивость одиночного регенератора