Скалин Цифровые системы передач. Учебник для техникумов Ю. В. Скалин, А. Г. Бернштейн, А. Д. Финкевич. М. Радио и связь, 1988. 272 с ил
 Скачать 4.61 Mb.
|
|
3.4 КОДЕРЫ И ДЕКОДЕРЫ С НЕЛИНЕЙНОЙ ШКАЛОЙ КВАНТОВАНИЯ Квантование сигнала с линейной шкалой характеристики не позволяет получить высокое качество передачи сигнала с малой амплитудой, что отмечалось в § 2.1 (см. рис. 2.2, б). Поэтому в системах ИКМ—ВРК квантование с линейной шкалой практически не применяется. Необходимое качество передачи сигналов достигается при выполнении квантования с неравномерной шкалой (см. рис. 2.3). Построение такой квантующей характеристики может осуществляться различными методами (см. § 2.1). Один из них — это применение аналогового компандера в сочетании с линейным кодером и декодером. Но из-за указанных недостатков этот способ распространения не получил. В системах ИКМ—ВРК вместо плавной амплитудной характеристики, которую имеют аналоговые компандеры, применяются сегментные характеристики. Они представляют собой кусочно-ломаную аппроксимацию плавных характеристик, при которой изменение крутизны происходит дискретными ступенями. Наибольшее распространение получила сегментная характеристика компандирования типа Л-87,6/13, где аппроксимация логарифмической характеристики производится по так называемому Л- закону, соответствующему выражениям: Здесь А — коэффициент компрессии, равный 87,6, а сама характе- ристика строится из 13 сегментов. Такая характеристика показала на рис. 3,12. Она содержит в положительной области сегменты С|, С 2 , С 3 .....С 8 , находящиеся между точками (узлами) 0—1, 1—2, 2—3..... 7—8. Аналогичным образом строится характеристика для отрицательной области значений входного сигнала. Четыре центральных сегмента (два в положительной и два в отрицательной областях) объединяются а один центральный сегмент, поэтому общее число сегментов на двухполярной характеристике равно 13. Каждый из 16 сегментов характеристики содержит по 16 шагов (уровней), квантования, а общее число уровней равно 256, из них 128 положительных и 128 отрицательных. Рис. 3.12. Характеристика компрессии типа А-87,6/13 Таблица 3.1 Но м ер стр ок и Кодовая комбинация номера сегмента Эталонный сигнал Шаг квантовани я Эталонные сигналы коррекции основной дополнительный 1 000 - 8 4 2 1 1 0,5 2 001 16 8 4 2 1 1 0,5 3 010 32 16 8 4 2 2 1 4 011 64 32 16 8 4 4 2 5 100 128 64 32 16 8 8 4 6 101 256 128 64 32 16 16 8 7 110 512 256 128 64 32 32 16 8 111 1024 512 256 128 64 64 32 Каждый сегмент начинается с определенного эталона, называемого основным. Эти эталоны на рис. 3.12 указаны в начале каждого сегмента. Шаг квантования внутри каждого сегмента равномерный, а при переходе от одного к другому сегменту изменяется в 2 раза, начиная с центрального сегмента, куда входят С] и Сг. Значения основных и дополнительных эталонов, шагов квантования даны в табл. 3.1. Все эталонные значения в табл. 3.1 даны в условных единицах по отношению к значению минимального шага квантования. Сочетание дополнительных эталонов позволяет получить любой из 16 уровней квантования в данном сегменте. При изменении шага квантования изменяется крутизна характеристики. Изменение крутизны происходит в точках (узлах) характеристики. Четыре центральных сегмента (два в положительной и два в отрицательной областях характеристики) имеют одинаковую крутизну и равные шаги квантования. При таком построении характеристики минимальный шаг квантования Д т , и имеют сегменты С] и Сг а максимальный А тах — сегмент С 8 , причем отношение A max /A mi n составляет 2 6 , или 64. Это значение примерно характеризует параметр сжатия для сегментной характеристики компандирования, или параметр А. Точное значение этого параметра для непрерывной характеристики типа А определяется из выражения А/(\-\-lnA) =2"с -'/гас и при числе сегментов п с = 8 значение А = = 87,6. Эффективность рассмотренной характеристики можно оценить визуально, если обратить внимание на то, что 112 уровней из 128 используются для квантования сигналов, амплитуда которых не превышает половины максимальной, 64 уровня — для квантования сигналов, амплитуда которых не превышает 6,2% максимальной. Рассмотрим особенности этапов кодирования и декодирования сигналов при нелинейной характеристике квантования. В случае сегментной характеристики компрессии типа Л-87,6/13 для кодирования абсолютных величин отсчетов необходимо 11 эталонов с условными весами, равными 2°, 2 1 , 2 2 , 2 3 , 2 10 усл. ед., или 1, 2, 4, 1024 усл. ед. При линейном кодировании такая характеристика эквивалентна характеристике квантования с 2048 уровнями. Для кодирования 2048 положительных и 2048 отрицательных уровней потребуется 12-разрядная кодовая группа. При нелинейном кодировании для обеспечения такой же защищенности Л кв ^25 дБ потребуются 128 положительных и 128 отрицательных уровней, а кодовая группа — 8-разрядная. Кодирование осуществляется за восемь тактов и включает три основных этапа: 1 — определение и кодирование полярности входного сигнала; 2 — определение и кодирование номера сегмента узла, в котором заключен кодируемый отсчет; 3 — определение и кодирование номера уровня квантования сегмента, в зоне которого заключена амплитуда кодируемого отсчета. Первый этап кодирования осуществляется за 1-й такт, второй этап — за 2...4-й такты, третий этап — за 5...8-й такты кодирования. Работа кодера на первом этапе кодирования при определении и кодировании полярности отсчета не отличается от работы линейного кодера. На втором этапе определяется и кодируется узел характеристики, определяющей начало сегмента, в котором находится амплитуда кодируемого отсчета, например узла 0, если отсчет находится в сегменте 1; узла 1, если отсчет находится в сегменте 2; узла 2, если отсчет находится в сегменте 3, и т. д. Для этого выбирается алгоритм работы, обеспечивающий определение узла характеристики за три такта кодирования. В первом такте кодирования амплитуда отсчета / с сравнивается с эталонным током / эт4 . Если при сравнении окажется, что / с >/эт4, это означает нахождение / с в 5...8-м сегментах характеристики, и вместо тока / ЭТ 4 включается ток / эт6 . Если при сравнении окажется, что / с <7эт4, это означает нахождение / с в 1...4-М сегментах характеристики, и вместо тока / Э т4 включается ток / ЭТ 2- Далее в зависимости от результата сравнения на втором этапе кодирования, если /с>/этв. включается ток 1 ЭГ7 , или если / с э т5-Аналогично подбираются эталоны, если на втором этапе был включен / эт2 . Результат сравнения в третьем такте кодирования позволяет окончательно выбрать номер узла характеристики, определяющий начало сегмента. Результат представляется двоичной кодовой комбинацией, занимающей 2...4-й разряды ководой группы. Кодовые комбинации номера сегмента даны в табл. 3.1. На третьем этапе определяется и кодируется номер уровня квантования внутри выбранного сегмента, в зоне которого находится амплитуда кодируемого отсчета. Необходимо напомнить, что число шагов квантования внутри сегмента равно 16, шаг квантования равномерный, равен А с и для каждого сегмента свой. Третий этап осуществляется за четыре такта методом линейного кодирования. При кодировании в дополнение к основному эталону, определяющему начало сегмента, подключаются дополнительные эталоны с весами 8Д С , 4Д С , 2А С , Д« (см. табл. 3.1). В результате сравнения определяется номер уровня квантования, в зоне которого находится амплитуда отсчета. Итак, в результате выполнения указанных операций получается 8- разрядная кодовая комбинация двоичных символов, 1-й разряд который указывает полярность кодируемого отсчета; 2..4-Й разряды-—номер сегмента узла характеристики компрессии; 5...8-й разряды — номер шага квантования внутри этого сегмента, в зоне которого заключена амплитуда кодируемого отсчета. Например, кодовая комбинация двоичных символов ПОПОЮ означает, что кодированию подлежит отсчет положительной полярности, амплитуда которого находится в сегменте 6 и заключена в зоне 10-го уровня квантования этого сегмента. На характеристике компрессии это соответствует сигналу с амплитудой в зоне 90-го уровня квантования. Рис. 3.13. Характеристика экспандирования типа Л=87,6/13 При декодировании осуществляется обратное цифро-аналоговое преобразование. Характеристика экспандирования нелинейного декодера должна быть обратной характеристике компрессии нелинейного кодера (рис. 3.13). Входным сигналом декодера является 8-разрядная кодовая группа, определяющая полярность и величину отсчета (номер сегмента и уровень его квантования). В соответствии с принятой кодовой комбинацией цифровые ЛУ выбирают основной эталон, определяющий начало сегмента и соответствующие дополнительные эталоны, суммарный ток которых определяет величину декодируемого АИМ сигнала. Например, при декодировании комбинации двоичных символов ПОПОЮ будут включены источник эталонных токов положительной полярности и эталонные токи с весами, равными основному эталону узла 6, который равен 256 усл. ед. и второму и четвертому дополнительным эталонам сегмента 6, что будет равно 256+128 +32 = 416 усл. ед. Учитывая особенности построения нелинейной характеристики квантования декодера, которая аналогична рассмотренным ранее характеристикам линейного декодера (см\ рис. 3.11), для уменьшения искажений при декодировании используется еще один, 12-й эталон. Значение этого эталона для каждого сегмента свое и равно половине шага квантования в этом сегменте. Эталоны коррекции приведены в табл. 3.1. Принцип построения нелинейного кодера взвешивающего типа с цифровой компрессией эталонов дан на рис. 3.14. Кодер содержит компаратор К, блок выбора и коммутации эталонных токов БКЭ, генератор положительных ГЭТ1 и отрицательных ГЭТ 2 эталонных токов, компрессирующую логику КЛ, цифровой регистр ЦР и преобразователь кода ПК. Компаратор определяет знак разности между амплитудами токов кодируемого отсчета / с и эталона / эт . Принцип работы компаратора при оценке импульсов положительной и отрицательной полярности описан ранее. Генератор эталонов формирует полярность и величины эталонов. По построению он аналогичен ГЭТ линейного кодера, только количество формируемых эталонов равно 11, а значения этих эталонов равны 1, 2, 4, 1024 усл. ед. Цифровой регистр служит для записи решений компаратора после каждого такта кодирования и формирования структуры кодовой группы. В зависимости от решений компаратора ЦР выбирает полярность ГЭТ и управляет работой компрессирующей логики. По мере образования кодовой комбинации формирователь считывает состояние выходов 1, 2, 8 ЦР, преобразуя параллельный код в последовательный. Работой узлов кодера управляют устройства генераторного оборудования системы передачи. Принцип работы нелинейного кодера во многом аналогичен работе линейного. Поясним работу нелинейного кодера на примере кодирования отсчета положительной полярности с амплитудой, равной 0,2, что равно примерно 410 усл. ед. (см. рис. 3.11). В исходном положении выходы 1...8 ЦР находятся в состоянии 0, ГЭТ отключены и / эт = 0. Кодируемый отсчет / с подается на вход 1 компаратора. В момент, предшествующий первому такту кодирования, первый выход ЦР переводится в состояние 1, чем включается ГЭТ! положительной полярности. Ток / эт = 0, а / с >0, поэтому на выходе компаратора (точка 3) в первом такте кодирования будет сформирован 0, и состояние 1 первого выхода ЦР сохранится. На этом заканчивается первый этап, в котором определяется и кодируется полярность отсчета. Второй этап кодирования — определение и кодирование номера сегмента, в котором заключена амплитуда отсчета, начинается с того, что в состояние 1 переводится второй выход ЦР и на вход 2 компаратора подается ток / ЭТ 4 величиной 128 усл. ед. (узел 4 характеристики компрессии). Поскольку в этом случае / с > Уэт, ВО втором такте кодирования на выходе компаратора будет сформирован 0, и состояние 1 второго выхода ЦР сохранится. Далее эталон 128 усл. ед. снимается и в состояние 1 переводится третий выход ЦР, в результате чего на вход 2 компаратора вместо / э т4 подается / Э тб величиной 512 усл. ед. В этом случае / С Э т, поэтому в третьем такте кодирования на выходе компаратора будет сформирована 1, которая изменит состояние третьего выхода ЦР с 1 на 0. В состояние 1 переводится четвертый выход ЦР и на вход 2 компаратора вместо / ЭТ 6 подается / ЭТ 5 величиной 256 усл. ед. Так как / с >/эт5, то в четвертом такте кодирования на выходе компаратора будет 0, и состояние четвертого выхода ЦР сохранится. Итак, по окончании второго этапа кодирования 2...4-й выходы ЦР будут отмечены состоянием 101 соответственно, что в двоичном коде определяет номер узла (сегмента), в пределах которого находится амплитуда кодируемого отсчета — узел 5 (сегмент С 5 ). Третий этап кодирования — определение и кодирование номера уровня квантования сегмента, в пределах которого находится амплитуда отсчета / с Таких уровней квантования в пределах каждого сегмента 16, и все они могут быть получены с помощью дополнительных эталонных значений (см. табл. 3.1). Для данного примера, когда / с находится в сегменте 6, используются дополнительные эталонные значения 128, 64, 32, 16 усл.ед., а шаг квантования равен 16 усл. ед. В начале третьего этапа кодирования в состояние 1 переводится 5-й выход ЦР и к эталонному току 256 усл. ед. добавляется эталонный ток 128 усл. ед. Суммарный ток на входе 2 компаратора в этом случае составит 384 усл. ед. Поскольку при этом / С >/ Э т, в пятом такте кодирования на выходе компаратора будет 0 и состояние 1 пятого выхода сохранится. В состояние 1 переводится 6-й выход ЦР, и к эталонным токам 384 усл. ед. прибавляется эталонный ток 64 усл. ед. Рис. 3.14. Структурная схема нелинейного кодера Рис. 3.15. Структурная схема нелинейного декодера Суммарное значение эталонного тока на входе 2 компаратора в этом случае, составит 448 усл. ед., что больше / с . Решение компаратора в шестом такте кодирования будет 1 и состояние 6-го выхода ЦР будет изменено с 1 на 0, что означает отключение эталонного тока 64 усл. ед. В состояние 1 переводится 7-й выход ЦР, и к эталонному току 384 усл. ед. добавится эталонный ток 32 усл. ед. Суммарное значение эталонного тока на входе 2 компаратора станет равным 416 усл. ед., что больше / с . Поэтому в седьмом такте кодирования на выходе компаратора будет 1 и состояние 7-го выхода ЦР будет изменено с 1 на 0, что означает отключение эталонного тока 32 усл. ед. Наконец, в состояние 1 переводится последний 8-й выход ЦР, и к эталонному току 384 усл. ед. добавляется эталонный ток 16 усл. ед. Суммарное значение эталонного тока на входе 2 компаратора станет равным 400 усл. ед. Очевидно, что решение компаратора в восьмом такте кодирования будет 0 и состояние 1 выхода 8 сохранится. Таким образом, по окончании третьего этапа кодирования 5...8-й выходы ЦР будут иметь состояние 1001, что в двоичном коде указывает на 9-й уровень квантования, находящийся в 6-м сегменте. Итак, отсчет с амплитудой 0,2/ т (410 усл. ед.) закодирован 8-разрядной кодовой комбинацией 11011001, указывающий, что кодируемый отсчет имеет положительную полярность, находится в зоне 89-го уровня квантования и имеет вес 400 усл. ед. Нетрудно заметить, что в данном случае ошибка квантования составила 10 усл. ед. По мере завершения тактов кодирования преобразователь кода ПК считывает состояние выходов 1...8 ЦР, преобразуя параллельный код в последовательный. Декодер осуществляет цифро-аналоговое преобразование кодовых групп ИКМ сигнала в АИМ сигнал, т. е. в отсчеты нужной полярности и амплитуды. Принцип построения нелинейного декодера взвешивающего типа с цифровым экспандированием эталонов поясняется на рис. 3.15. Декодер содержит цифровой регистр ЦР, блок экспандирующей логики ЭЛ, блок выбора и коммутации эталонных токов БКЭ и два генератора эталонных токов положительной ГЭТ] и отрицательной ГЭТ 2 полярностей. Восьмиразрядная кодовая группа принятого ИКМ сигнала записывается в ЦР, формируясь на его выходах 1...8 в виде параллельного 8- разрядного двоичного кода. Первый разряд этой кодовой комбинации определяет полярность включаемого ГЭТ, а 2...8-й разряды — номер сегмента и уровня квантования на характеристике экспандирования. В соответствии с принятой кодовой комбинацией включаются соответствующие эталоны, суммарный ток которых определяет величину (амплитуду) декодированного отсчета АИМ сигнала. Так, при декодировании кодовой комбинации 11011001 включается ГЭТ] положительной полярности и ключи эталонных токов 256, 128, 16 с суммарным значением 400 усл. ед. Как отмечалось ранее, для уменьшения искажений при декодировании используется еще 12-й корректирующий эталон, равный значению 0,5 шага квантования сегмента. Для данного примера корректирующий эталонный ток равен 8 усл. ед. и общее суммарное значение эталонных токов будет равно 408 усл. ед. 3.5 ГЕНЕРАТОРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ Принцип построения генераторного оборудования. Генераторное оборудование ЦСП вырабатывает определенный набор импульсных последовательностей, используемых для управления работой функциональных узлов аппаратуры, синхронизации соответствующих узлов оконечных и промежуточных станций, а также определяющих порядок и скорость обработки сигналов в трактах передачи и приема. Структура построения ГО во многом зависит от принципов формирования группового ИКМ сигнала и места конкретной системы в типовой иерархии ЦСП. Рассмотрим построение ГО первичной ЦСП. Структура управляющих сигналов, вырабатываемых ГО, определяется структурой цикла и сверхцикла передачи. Принцип формирования цикла и сверхцикла рассмотрен в § 3.1, где определяется тактовая частота первичного цифрового потока (ПЦП) / т = 2048 кГц. Так как каждый символ цифрового потока занимает половину тактового интервала, то нужна последовательность импульсов с частотой следования / т и скважностью q = 2. Все остальные управляющие импульсные последовательности могут быть сформированы путем деления тактовой частоты. Рис. 3.16. Структурная схема ГО первичной ЦСП На рис. 3.16 представлены структурная схема ГО первичной ЦСП. На выходе задающего генератора ЗГ формируется гармонический высокостабильный сигнал с частотой, обычно равной или кратной / т , формирователь тактовой последовательности ФТП вырабатывает основную импульсную последовательность с частотой следования / т . Импульсы тактовой последовательности используются при выполнении операций кодирования и декодирования, формировании и обработке линейного сигнала. Распределитель разрядный РР формирует m импульсных по- следовательностей (Р\, Р 2 , Р т ). Число разрядных импульсов, формирующих РР, равно числу разрядов в кодовой комбинации. При т = 8 частота следования / р = f т /«г = 256 кГц. Эти импульсные последовательности используются для правильного определения каждого разряда комбинации, при выполнении операций кодирования и декодирования, при формировании группового цифрового сигнала, когда необходимо выделить временные интервалы для передачи соответствующих позиций синхросигнала, СУВ, служебных сигналов. Распределитель канальный РК формирует управляющие канальные импульсные последовательности КИ 0 , КИ Ь КИ П , где п — число канальных интервалов в цикле. Частота следования КИ равна частоте дискретизации и при 32 канальных интервалах /к = ^р/п = 8 кГц. Если эти импульсы используются для фиксации канальных интервалов в групповом ИКМ сигнале, то их длительность должна равняться длительности канального интервала. При использовании этих импульсов для управления ключевыми устройствами, формирующими АИМ сигнал на передаче, и распределения группового АИМ сигнала по каналам на приеме их длительность должна быть меньше. Распределитель цикловой РЦ служит для формирования цикловых импульсных последовательностей Ц 0 , Ць Ц«, где s — число циклов в сверхцикле. Частота следования одноименных цикловых импульсов при 5=16 равна / u = f K /s=8-10 3 /16=500 Гц. С целью обеспечения синхронной и синфазной работы передающей и приемной станции в ГО приемной станции вместо ЗГ используется выделитель тактовой частоты системы устройств тактовой синхронизации. Методы выделения тактовой частоты рассмотрены в § 3.6 Рис. 3.17. Временные диаграммы формирования импульсных последовательностей на выходах ГО Для подстройки генераторного оборудования по циклам н сверхциклам используются сигналы «Установка по циклу», «Установка по сверхциклу». Это дает возможность подстраивать ГО одной станции в режим цикловой и сверхцикловой синхронизации с ГО другой станции. По сигналу «Установка по циклу» разрядный распределитель начинает работать с первого разряда, а распределитель канальный с первого КИ. По сигналу «Установка по сверхциклу» распределитель цикловый начинает работать с первого цикла. Рис. 3.18. Функциональная схема ЗГ на основе логических инверторов Временные диаграммы на рис. 3.17 поясняют формирование импульсных последовательностей на выходах РР, РК, РЦ. В данном случае код 8-разрядный, канальных интервалов в цикле — п, циклов в сверхцикле — S. На вход РР поступают тактовые импульсы с частотой / т . Рас- пределитель формирует восемь разрядных импульсов Pi...Ps, где каждый разрядный импульс сдвинут относительно следующего на тактовый интервал. Интервал следования одноименных разрядных импульсов 7 Р =8Т Т На рис. 3.17, а показано положение импульсных последовательностей Pi...Ps относительно тактовых. Из любой последовательности Р„, (например, Pi) можно сформулировать управляющие последовательности КИ 0 , КИ Ь КИ 2 , определяющие границы канальных интервалов и их временное положение. Расположение КИ относительно Pj...Pe и / т также видно из рис. 3.17, а. На рис. 3.17, б показано расположение импульсов управляющих последовательностей Ц 0 , Ць Ц 8 относительно последовательностей КИ 0 , КИп, а на рис. 3.17, в — взаимное расположение Ц 0 , Ц ь Ц 8 Задающие генераторы. К задающим генераторам цифровых систем передачи не предъявляется таких высоких требований по стабильности частоты, формы выходного сигнала, как к ЗГ аналоговых систем передачи. В то же время они должны иметь возможность перестраивать частоту в определенных пределах. Выполнение противоречивых требований обеспечения стабильности частоты ЗГ (в режиме автогенератора) и реализации определенной полосы перестройки учитывается при выборе соответствующей схемы ЗГ. В соответствии с рекомендациями МККТТ относительная нестабильность частоты ЗГ должна быть не хуже Ю -5 , поэтому в ЗГ используется кварцевая стабилизация частоты. В низкоскоростных ЦСП с целью упрощения схемы ЗГ не применяют перестраиваемых автогенераторов. В таких случаях схема ЗГ легко реализуется на основе логических инверторов (рис. 3.18). Резистор R обеспечивает перевод элементов DDi, DD 2 в активный 3 Зак. 597 65 Рис. 3.19. Функциональная схема ЗГ с фазовой автоподстройкой частоты Рис. 3.20. Упрощенная принципиальная схема ЗГ на транзисторах режим. Формирователь тактовых последовательностей обеспечивает формирование прямоугольных импульсов с частотой следования, равной тактовой. Конденсатор С, включенный последовательно с кварцем, обеспечивает подстройку частоты. При внешней синхронизации ГО тактовая последовательность от внешнего источника поступает в схему ГО через переключатель S, при этом собственный ЗГ отключается. Учитывая то, что ЗГ должен работать в режимах как автогенерации, так и внешнего управления частотой, в схеме предусматривается возможность переключения режимов. На рис. 3.19 представлена такая структурная схема ЗГ, состоящая из автогенератора с кварцевым резонатором и схемы фазовой автоподстройки частоты ФАПЧ, куда входят: фазовый детектор ФД, фильтр низкой частоты ФНЧ, усилитель постоянного тока УПТ, формирующий ток управления частотой ЗГ. В режиме автогене-рации устанавливаются перемычки 1—2, 4—6. В режиме внешней подстройки частоты устанавливаются перемычки 2—3, 4—6, 7 8; тогда в работу включается схема ФАПЧ, которая сравнивает фазы внешней частоты синхронизации и собственную частоту ЗГ. Если имеется расхождение фаз этих частот, то вырабатывается соответствующий управляющий сигнал и частота ЗГ подстраивается под частоту синхронизации. Более подробно работа ФАПЧ будет рассмотрена в § 3.6. В режиме использования внешнего генератора устанавливается перемычка 5—6. При построении перестраиваемых ЗГ на интегральных схемах для обеспечения управления частотой ЗГ требуется сложная схема подстройки. Поэтому ЗГ первичных ЦСП и более высоких порядков строят в основном на дискретных элементах. Рассмотрим типичный пример реализации ЗГ на дискретных элементах. Упрощенная принципиальная схема такого ЗГ представлена на рис. 3.20. Это двухкаскадный усилитель с положительной обратной связью. Режим по постоянному току первого каскада обеспе- чивается резисторами R b R 2 , R 3 , второго — резисторами R 6 ...R 9 . В цепи прямой связи между каскадами включен кварцевый резонатор Q и подстроечный элемент — варикап VD b Положительная обратная связь осуществляется через контур L 2 , С 3 , R 5 . Резонансные свойства первого каскада обеспечиваются Li С 2 . Амплитуда переменного напряжения, приложенного к базе VT 2 , ограничивается диодным ограничителем VD 2 , VD 3 Этим обеспечивается стабилизация амплитуды выходного сигнала ЗГ. Смещающее напряжение £см, приложенное к варикапу, может изменяться потенциометром R 4 или регулироваться напряжением с ФАПЧ при работе в режиме внешней синхронизации ЗГ. Распределители генераторного оборудования. Распределители генераторного оборудования ЦСП предназначены для формирования определенного числа импульсных последовательностей с одинаковыми частотой следования и длительностью импульсов, причем импульсы разных последовательностей должны быть сдвинуты друг относительно друга на определенный интервал времени. Один из способов построения распределителя, обеспечивающего вместе с распределением импульсов по разным выходам и деление частоты следования импульсов, — это каскадное включение двоичного счетчика и дешифратора. На рис. 3.21, а представлен простой пример такого построения распределителя на четыре разряда. Двухразрядный счетчик собран на D триггерах, дешифратов с четырьмя выходами собран на схемах И. Временные диаграммы работы распределителя показаны на рис. 3.21, б. Перед запуском распределителя сигналом «Уст. 0» оба триггера Тг, и Тг 2 устанавливаются в состояние Q = 0, Q=l. Первый тактовый импульс изменит состояние триггеров, второй — вернет TYi в исходное состояние и т. д. Рис. 3.21. Принципиальные схемы распределителя на четыре разряда выполненного на основе двоичного счетчика и дешифратора (а), и временные диаграммы 1.го рэооты (о) Рис. 3.22. Принципиальная схема распределителя на четыре разряда, выполненного на основе однотактного регистра сдвига с обратной связью (а), и временные диаграммы его работы (б) Подключив соответствующие выходы триггеров к схемам, можно получить на выходах последовательность четырех импульсов одинаковой длительности, сдвинутых относительно друг друга на определенный интервал времени и следующих с одинаковой частотой. Частота следования импульсов на каждом выходе определяется частотой следования входных импульсов и коэффициентом деления счетчика. При числе триггеров в счетчике п и входной частоте следования f BX частота следования выходных импульсов /вых = fex/2". Распределители могут быть выполнены на основе однотактного регистра сдвига с обратной связью. Схема такого распределителя на четыре разряда показана на рис. 3.22, а, а временные диаграммы его работы — на рис. 3.22, б. Распределитель собран на четырех триггерах Tri...Tr 4 , с прямых выходов которых и снимаются импульсные последовательности. В цепи обратной связи находится инвертор. Первоначально импульсом на входе R устанавливаются в состояние 0 выходы, всех триггеров, а на выходе инвертора будет 1, которая подается на вход D триггера Тг ь При поступлении импульса на вход С эта 1 появится на выходе Тг ь а на выходе инвертора теперь будет 0. При поступлении следующих импульсов на вход С первый триггер вернется в исходное положение, а появится импульс на Вых. 2, потом Вых 3 и т. д. При появлении импульса на Вых. 4 на выходе инвертора опять будет 1, и цикл повторится. Если необходимо получить импульс более короткой длительности, как это показано на Вых. 4, то можно использовать схему И. Тогда длительность импульса на выходе схемы И будет равна длительности тактового импульса. Возможность установления начала цикла отсчета подачей импульса на входы R позволяет подстраивать ГО при нарушении цикловой синхронизации. |