Регенерация цифрового сигнала. Проходя через среду распространения, цифровой сигнал ослабляется и подвергается искажению и воздействию помех

Проходя через среду распространения, цифровой сигнал ослабляется и подвергается искажению и воздействию помех, что приводит к изменению формы и длительности импульсов, временных интервалов между импульсами, уменьшению амплитуды импульсов.

Задача регенератора - восстановить амплитуду, форму и временные соотношения цифрового сигнала.

Структура регенератора двухполярных сигналов представлена на рисунке 4.18

Ослабленные и искаженные импульсы линейного цифрового сигнала поступают на вход корректирующего усилителя УК (рисунок 4.18 т. 1). С помощью КУ происходят усиление и частичная коррекция формы импульсного сигнала. Далее с помощью трансформатора с заземленной средней точкой во вторичной обмотке 2-х полярный сигнал разделяется на 2 противофазные последовательности импульсов (т.3 и т.4). Эти последовательности поступают на входы решающих устройств РУ1 и РУ2. Опознавание кодовых символов в РУ выполняется методом стробирования, который заключается в сравнении уровня регенерируемого сигнала с эталонным пороговым уровнем U_пор. Моменты стробирования обычно приходятся на середину принимаемого импульса, что соответствует его максимальной амплитуде и обеспечивает наибольшую вероятность правильного опознавания.

Рисунок 4.18 - Схема регенератора двухполярного цифрового сигнала

Если напряжение сигнала в момент стробирования превышает U_пор РУ, то на выходе схемы формируется импульс, если меньше - принимается решение о передаче нуля (рис. 4.18 т.6, т.7).

Помеха, превышающая U_пор, но не совпадающая с моментом опробования, не вызовет ошибочной регенерации.

Формирующие устройства ФУ1 и ФУ2 обеспечивают формирование импульсов заданной амплитуды, формы и длительности (рис. 4.18 т. 8, т.9). В выходной обмотке линейного трансформатора (рис. 4.18 т.10) образуется регенерированный сигнал в квазитроичном коде, который далее поступает в линию.

На рисунке 4.19 - временные диаграммы, поясняющие принцип регенерации двухполярного сигнала.

Процессом восстановления ЦС в регенераторе управляют импульсы тактовой частоты (рис. 4.18 т.5), формируемые в устройстве тактовой синхронизации УТС. На вход УТС сигнал поступает с КУ через дополнительную обмотку трансформатора Т1. Схема УТС обеспечивает выделение f_т из спектра искаженного ЦС методом пассивной фильтрации и формирование стробирующих импульсов (рис.4.19 гр.5).

Рисунок 4.19 – Временные диаграммы работы регенератора

Для оценки частости возникновения ошибок при регенерации введен показатель – коэффициент ошибок – отношение числа символов, переданных с ошибками, к общему числу переданных символов за определенный интервал времени: К_ош = N_ош / N (К_ош обозначают также BER – bit error ratio). К_ош одиночного регенератора не должен превышать значения 10^-8 ÷ 10^-10.Минимальное отношение сигнал/помеха, при котором обеспечивается заданный коэффициент ошибок, называется помехоустой-чивостью регенератора.

В процессе Рег. изменяются временные положения восстановленных импульсов. Эти изменения называются фазовое дрожание или джиттер. Фазовые дрожания зависят от помех, характеристик линейного ЦС и от свойств УТС регенератора.