какая последовательность импульсов может привести к потере синхронизации

Стабильная синхронизация одночастотных сетей с помощью приемников GPS новой концепции ABE Elettronica

Необходимо иметь в виду, что большая часть приемников GPS, существующих на рынке, не предназначена для этого специфического применения и может являться причиной серьезных проблем, связанных с рассинхронизацией сети. Для использования в сетях SFN приемники/синхронизаторы GPS должны иметь особые характеристики, достичь которых непросто.

Одной из принципиальных проблем реализации сети SFN является достижение синхронизации всех передатчиков во избежание их взаимных помех. Прежде чем углубляться в технический анализ, коснемся вкратце работы одночастотной сети.

В сети SFN транспортный поток должен содержать информацию, необходимую для синхронизации передатчиков (time stamp, pointer и т.д.). Каналы распространения сигналов до передатчиков наземные (РРЛ, оптика) или спутниковые должны быть “прозрачными”, то есть не добавлять или не исключать ни одного бита транспортного потока.

Формирование транспортного потока осуществляется специальными устройствами (MIP inserter, gateway, multiplexer и т.д.) в соответствии с выбранным стандартом распространения; эти устройства используют исключительно точные опорные сигналы времени и частоты, идентичные подобным сигналам синхронизации работы передатчиков сети SFN. Передатчики сети SFN, кроме информации о синхронизации, содержащейся в транспортном потоке, нуждаются также в опорных сигналах времени и частоты (1 pps и 10 МГц).

Под идентичностью сигналов 1 pps имеется в виду то, что они должны быть одинаковыми повсюду с минимальной ошибкой, не превышающей величины порядка сотен наносекунд. По этой причине импульсы 1 pps могут передаваться только через каналы, задержка в которых известна, постоянна и может быть компенсирована. В связи с этим при использовании, например, спутникового канала приходится применять сложные системы динамической компенсации.

Накопленная ошибка является значительно более важной, чем мгновенное отклонение частоты. Например: накопленная ошибка в 100 импульсов, следующих с частотой 10 МГц, вызывает рассинхронизацию в 10 мкс. В случае сети SFN DVB-T 8K с защитным интервалом 1/8 это составляет немного менее 10% длительности защитного интервала, что можно считать пределом допустимого.

Однако модулятор SFN компании ABE Elettronica постоянно отслеживает правильность синхронизации передаваемого сигнала и при ошибке, превышающей 10% защитного интервала, автоматически перезапускается. Без такого контроля может произойти потеря синхронизации сети.

Самый простой и распространенный способ синхронизации сетей SFN связан с использованием системы GPS. GPS дает возможность получать сигналы 1 pps высочайшей точности одновременно в любой части света с пиковыми ошибками всего в десятые доли наносекунды и средними ошибками за длительный период, практически равными нулю.

Сигналы GPS обеспечивают 24 основных спутника и несколько резервных. Предусматривается поддержание и развитие этого сервиса по крайней мере до 2030 года.

Импульсы 1 pps, полученные, вернее, рассчитанные приемниками GPS на основе принятых от спутников сигналов, используются для синхронизации сетей SFN. Кроме того, они позволяют получить опорную частоту 10 МГц для синхронизации рабочей частоты передатчиков.

Не все представленные на рынке устройства, имеющие в своем составе приемники GPS и генераторы 10 МГц, подходят для получения опорных сигналов в сетях SFN. Использование большей части таких устройств приводит к периодической потере синхронизации сети.

Исследуем основные причины этого.

Накопленная ошибка

Отличие опорной частоты от точного значения 10 МГц приводит к потере синхронизации сети SFN.

При этом не так важна мгновенная ошибка частоты, как средняя ошибка за длительный период времени. Даже небольшая ошибка, постепенно накапливаясь, приводит в конце концов к потере синхронизации.

Обычные приемники GPS с периодом около 20 минут приводят частоту опорного генератора к точному значению. При этом среднее значение частоты за длительный период неизбежно будет отличаться от 10 МГц.

Компания ABE Elettronica разработала собственный алгоритм, названный “Ноль накопленной ошибки” который решает эту проблему, гарантируя нулевую ошибку за длительный интервал работы устройства.

Удержание синхронизации в отсутствие сигнала GPS (holdover) и исправление ошибок

При пропадании сигналов GPS от спутников устройство в течение нескольких часов удерживает синхронизацию, благодаря внутреннему термостабилизированному опорному генератору 10 МГц. Тем не менее потеря синхронизации в таких условиях – вопрос времени. По этой причине устанавливается интервал времени работы в режиме удержания синхронизации, после которого устройство автоматически выключается и генерирует сообщение об этом.

Этот интервал зависит от регулировок сети (величины защитного интервала) и от качества генератора.

После возвращения сигнала GPS большая часть устройств, представленных на рынке, синхронизирует работу генератора 10 МГц, однако модулятор SFN остается рассинхронизированным из-за накопленной к этому моменту времени ошибки.

На практике к накоплению ошибки приводит не отсутствие сигналов GPS в течение длительного времени, а периодическая многократная потеря спутниковых сигналов. ABE Elettronica разработала собственный алгоритм, называемый Holdover Error Recovery (“Исправление накопленной ошибки”), позволяющий компенсировать такие ошибки и предотвращать потерю синхронизации сети.

Можно устанавливать максимальное значение исправляемой ошибки. При его превышении устройство кратковременно выключает сигналы 1 pps, вызывая этим принудительный перезапуск модуляторов.

Алгоритм работает корректно также в случае, когда предыдущая ошибка полностью не скомпенсирована, а сигналы GPS вновь потеряны.

Для проверки компенсации ошибок был проведен тест, при котором сигналы GPS отключались в течение 90% общего времени работы. Каждое отключение составляло около восьми часов и не превышало установленного порога накопленной ошибки, а интервалы включения сигналов GPS составляли десятки минут и были достаточны для необходимой компенсации ошибки. Тест дал положительный результат работы системы удержания синхронизации.

Минимальное количество видимых спутников

Для того чтобы сгенерировать с необходимой точностью импульсы 1 pps, приемники GPS должны с высокой точностью определять свое местоположение. Для этого они нуждаются в обработке данных как минимум от четырех спутников, передающих свое орбитальное положение. Именно такое количество (в последнее время даже пять) постоянно видимых спутников гарантирует система GPS в любой точке мира.

Проблема заключается в том, что часто приемные антенны устанавливаются в таких местах, откуда невозможно “видеть” все небо из-за помех в виде зданий, башен, гор и т.п. В этих случаях постоянная видимость четырех спутников не может быть гарантирована. В других случаях из-за электромагнитных помех или по другим причинам могут возникать условия, при которых принимаются только сильные сигналы спутников, количество которых может оказаться менее четырех.

ABE Elettronica решила эту проблему в своих устройствах, гарантируя генерирование импульсов 1 pps и опорной частоты 10 МГц необходимой точности при приеме сигналов всего одного спутника.

Используя то обстоятельство, что местоположение приемника GPS для нашего применения является фиксированным, он при первом включении в течение 30 минут с высокой точностью определяет свое местоположение, запоминает его и использует в дальнейшей работе. Таким образом, приемник GPS способен постоянно генерировать сигналы с необходимой точностью при наличии только одного видимого спутника.

Типы приемных антенн GPS и их установка

Сигнал GPS является крайне слабым. Из-за потерь в антенном кабеле, достигающем длины десятков метров, сигнал на входе приемника может оказываться недопустимо низким. В связи с этим предпочтительно иметь активную приемную антенну с предусилителем. С учетом проблем, связанных с шумами приемника, рекомендуется выбирать антенны с усилением, превышающим потери в антенном кабеле по крайней мере на 6 дБ.

Быстрый запуск

Для многих устройств синхронизации GPS требуется много времени на “разогрев” и выход на рабочий режим, часто до нескольких часов. Без этого рабочая частота модуляторов в сети SFN оказывается недостаточно стабильной, что приводит к рассинхронизации сети.

ABE Elettronica разработала собственный алгоритм, названный Fast Cold Start-up (“быстрый запуск”), который обеспечивает время выхода в рабочий режим из холодного состояния порядка 1 минуты.

Другие полезные возможности

Устройство обладает дополнительными возможностями для улучшения работы сети SFN с синхронизацией от GPS.

Для повышения точности сигналов синхронизации времени 1 pps предусмотрена компенсация задержки в антенном кабеле. Имеется возможность установки в одном модуле второго приемника GPS. Приемники могут работать от одной или от двух независимых антенн. Предусмотрена возможность установки двух термо-стабилизированных генераторов, двух источников питания. Такие конфигурации значительно повышают надежность системы. Особое внимание уделено важнейшему параметру – увеличению времени удержания синхронизации сети. Применены технические решения, повышающие стабильность частоты генератора 10 МГц как в связи со старением элементов, так и при изменениях температуры окружающей среды.

Источник

Механизмы нестабильности сигналов синхронизации

На практике в цифровой сети нестабильность сигналов синхронизации или хронирующих сигналов возникают по причинам как физическим, из-за внешних электрических помех и изменения физических параметров линии передачи, так и алгоритмическим (например, джиттер стаффинга и смещения указателей) [4]. Результирующую’ нестабильность тактовой частоты называют фазовым дрожанием синхросигнала или джиттером. В зависимости от его частоты различают высокочастотное фазовое дрожание (выше 10 Гц), называемое собственно джиттером, и низкочастотное (ниже 10 Гц), называемое дрейфом фазы или вандером. Джиттер наиболее сильно влияет на фазовую синхронизацию и почти не влияет на синхронизацию в сети, вандер, наоборот может накапливаться в сети и сильно воздействует на систему синхронизации.

Основными физическими причинами нестабильности частоты являются: электромагнитная

интерференция; шумы и помехи, воздействующие на цепь синхронизации в приемнике; изменения длины линейного тракта и скорости распространения синхросигналов; доплеровские сдвиги сигналов подвижных оконечных устройств; нерегулярное поступление синхросигнала. К алгоритмической причине нестабильности частоты относится процесс выравнивания скоростей передачи с использованием битового или байтового стаффинга, например, смещения указателей.

Из-за шумов и помех различной природы и структуры повышается вероятность неправильного принятия сигнала синхронизации, в результате чего система фазовой автоподстройки частоты может выйти из режима захвата. То есть помехи и шумы влияют на фазовую синхронизацию и не приводят к появлению вандера.

Изменение скорости распространения сигнала обычно связано с изменением характеристик среды передачи или физического канала и наиболее характерно для радиосистем. Механизм влияния этого параметра аналогичен изменению длины линейного тракта и приводит, в конечном итоге, к вандеру.

Нерегулярное поступление синхросигнала (хронирующей информации в сигнале) приводит к фазовым дрожаниям тактовой частоты приемника. Его механизм можно пояснить следующим образом. Основное требование состоит в том, чтобы код в цифровой системе передачи обеспечивал уровень синхросигнала достаточный для установления и поддержания колебаний тактовой частоты в приемнике на конце линии. Бели этот уровень зависит от характера цифрового сигнала, то фазовые дрожания в восстановленных колебаниях тактовой частоты увеличиваются в течение периодов времени с относительно низкими плотностями импульсов, от которых зависит синхронизация. Амплитуда фазовых дрожаний зависит не только от плотности импульсов, но и от структуры цифрового сигнала (в смысле содержания в нем хронирующей информации). Именно требование повысить плотность хронирующей информации привело к необходимости замены линейного кода AMI на линейный код HDB3 в системах ИКМ с TDM.

Тактовая синхронизация.Итак, совершенно ясно, что такие устройства, как АЦП и ЦАП, должны работать, как говорится, в такт, синхронно. Если, скажем, АЦП выдает 8-разрядныекодовые слова:

10011010 | 010Ш01 | 10010101 | 00011010

Несинхронность генераторов тактовых импульсов передающей и приемной станций скажется и на том, что «двери» мультиплексора будут открываться не в такт друг с другом. Как в случае несовпадения скоростей вращения щеток в распре­делителях Бодо, информация из одного канала передающей станции будет попадать совсем в другой канал приемной станции. Вывод из всего сказанного один: нужно синхро­низировать работу генераторов передающей и приемной стан­ций на каждом такте. Для этого достаточно знать на приемной стороне частоту следования тактовых импульсов иуправлять генератором приемной станции так, чтобы он выдавал импуль­сы с той же частотой (такое же количество в секунду). И, конечно же, управлений генератором должно производиться автоматически, без участия человека.

Мы уже говорили о том, что цифровой поток можно представить в виде суммы двух последовательностей: регуляр­ной и случайной (см. pиc 1.14), т.е. можно увидеть тактовые импульсы в явном виде. В спектре тактового сигнала присутст­вуют основная и высшие гармоники тактовой частоты (см. рис. 1.15). Значит, с помощью электрического фильтра можно выделить из цифрового потока колебание тактовой частоты и затем сформировать из него тактовые импульсы (рис. 5.7).

Электрический фильтр подключают на приемной станции к линии связи параллельно с приемником, чтобы он не мешал цифровому потоку попадать в приемник и то же время сам мог анализировать частотное «содержание» этого потока. Посколь­ку фильтр изготавливается заранее настроенным на частоту тактовых колебаний, он’ и выделяет из поступающего на его вход цифрового потока колебание именно данной частоты. Но колебание одной частот — это всегда синусоидальное коле­бание. Однако с помощью специальных устройств — усилителя и ограничителя — из него легко «изготовить» колебания в виде последовательности тактовых импульсов. Они-то и будут уп­равлять генератором приемной станции, заставляя его выдавать импульсы с точно таким же интервалом. Синхронизация по тактам действует!

Может возникнуть мысль вообще отказаться от генератора на приемной станции, поскольку тактовые импульсы получены из цифрового потока. Однако это неразумно. Если по каким-либо причинам система синхронизации даст сбой и тактовые импульсы на какое-то время пропадут, то связь по всем каналам немедленно нарушится, что недопустимо. Наличие же генератора на приемной станции дает гарантию, что нарушения связи не произойдет: пройдет достаточно много времени, прежде чем генератор выйдет из синхронизма, а за это время тактовые импульсы могут вновь появиться. Сбой в синхронизации может произойти по многим причинам. Вот одна из них. Глубокой ночью, когда большинство абонентов спит и, естественно, не пользуется услугами связи, в подавляющем большинстве каналов информация не передается, и в цифровом потоке появляются очень длинные после­довательности нулей. Не исключено появление длинных после­довательностей нулей в цифровом потоке и в любые другие часы.

Устранить эти «белые пятна» в цифровом потоке можно с помощью следующего приема. К двоичным символам цифро­вого потока прибавляется по правилам двоичной арифметики некоторая двоичная последовательность:

• Цифровой поток 01110000000000000000011

• Поток в линии 11011010101010101010110

Как видите, в цифровом потоке исчезли длинные последо­вательности нулей. Теперь из него снова можно выделить тактовые импульсы. А чтобы вернуться к исходному потоку, перед тем как подать его в приемник, нужно снова сложить его по законам двоичной арифметики с той же двоичной последо­вательностью. Убедитесь в этом сами, без нашей помощи.

Подобная операция получила у специалистов название «скремблирование» (от английского слова scramble — пере­мешивать). Выполняется она довольно просто с помощью микросхем, «умеющих» складывать двоичные цифры по нуж­ным правилам. Это так называемые «сумматоры по модулю 2», они выпускаются промышленностью. Цифровой поток, перед тем как отправить в линию, подают на один из входов этого сумматора, на второй его вход поступает двоичная последовательность выбранной структуры. Результат сумми­рования — «скремблированный» цифровой поток — направляет­ся в линию связи. Он уже не содержит длинных последова­тельностей нулей. Точно такой же сумматор есть и на при­емной станции. Через него «пропускаются» выходящий из линии цифровой поток и та же последовательность, что и на передаче. Происходит дескремблирование, и восстановлен­ный в первоначальном виде поток обрабатывается прием­ником. Естественно,! что для выделения тактовых импульсов используют цифровой поток, еще не подвергшийся процедуре восстановления. I

Как же решил эту проблему в своем изобретении Ж. Бодо?

Он применил оригинальное и довольно простое устройство синхронизации. Если вы посмотрите внимательно на рис. 5.3, на котором изображена система Бодо с «чередованием кодовых комбинаций», то обратите внимание, что на распределителях кроме четырех ламелей (по пять сегментов в каждой), соеди­ненных с четырьмя телеграфными аппаратами, есть еще совер­шенно отдельный, н£ связанный ни с одной ламелью, 21-й сегмент. На передающем распределителе к нему подключена батарея, а на приемном — электромагнит тормозного устрой­ства. Мотор приемного распределителя вращается чуть быст­рее, чем передающего. Теперь представим, что щетка на приемной станции находится в конце упомянутого нами 21-госегмента. Пусть в это время из-за меньшей скорости работы мотора щетка на передающей станции только-только выспупает на такой же сегмент. Заметьте, цепь электромагнита тормозно­го устройства замкнулась. В результате мотор приемного расп­ределителя притормозился, и его щетка застыла на месте. Она останется неподвижной до тех пор, пока щетка передатчика не совершит весь свой путь по 21-му сегменту. Миг довольно Краткий, но его хватает, чтобы выровнять положение щеток и начать их движение и на приеме, и на передаче с одной и той же позиции, а именно с самого первого в распределителях сегмента. Синхронность начала движения щеток (еще говорят их синфазность) достигается в системе Бодо за счет притор­маживания приемного распределителя и установки его тем самым в начальное положение. Если один оборот щеток считать за один цикл передачи информации от всех телеграф­ных аппаратов, то можно сказать, что каждый новый цикл щетки обоих распределителей начинают одновременно. Такой вид синхронизации уместно назвать синхронизацией по циклам.

Взглянем на устройство синхронизации, предложенное Ж. Бодо, с более общих позиций. Когда щетка передающего распределителя скользит по сегменту, соединенному с бата­реей, в линию посылается «отрезок» постоянного тока, т.е. импульс. Этот импульс является ничем иным, как синхросигналом, дающим приемнику указание «начинаем но­вый цикл!», и приемник исполнял эту директиву, притор­маживая распределитель с тем, чтобы сразу же после окон­чания синхросигнала начать новый цикл. Таким образом, один цикл работы системы Бодо включает в себя (рис. 5.8) передачу в линию сначала сигнала5-разрядных кодовых комбинаций букв от каждого телеграфного аппарата. Длится такой цикл по современным понятиям невероятно долго — около 200 мс. Это и понятно, ведь мотору приходится совершать около 5 об./с (300 об./мин), а для небольших моторов |это и сейчас едва ли не предел. ;

Систему, предупрежденную Бодо, можно считать прямой предшественницей схем цикловой синхронизации, применяе­мых в современных ‘цифровых системах передачи, поскольку и во всех современных системах, перед тем как объединять цифровые потоки различных каналов, в приемник посылается сигнал о начале цикла. Приемное устройство «знает»: поступил такой синхронизирующий сигнал — распахивай «двери» демультиплексора для цифрового потока первого канала. Затем под «руководством» | тактовых импульсов открываются следу­ющие «двери» для Цифровых потоков остальных каналов. С приходом нового синхросигнала начинается все сначала, опять с первых «дверей».

Синхросигнал нужно как-то отличать от других принятых комбинаций. Для этого ему присваивают вполне определенную комбинацию 0 и 1. Например, в разработанной российскими специалистами системе передачи ИКМ-30 для синхросигнала принята следующая комбинация: 0011011 (рис. 5.9). Но где гарантия, что подобная комбинация импульсов не встретится и в цифровом потоке какого-либо канала? Конечно, такое может произойти, но только не так часто. Вероятность данного события чрезвычайно мала. А вот синхросигнал такой структу­ры встречается с завидной регулярностью — через каждые 250 мкс. Это его свойство — повторяемость — используется для «узнавания». Необходимо каждую принятую кодовую ком­бинацию сравнивать с комбинацией синхросигнала, которая на приеме известна и хранится в ячейке памяти. Специальное устройство следит за тем, регулярно ли появляется такая комбинация. Если через каждые 250 мкс, то все в порядке — мы имеем дело с синхросигналом. Решение принимается обыч­но после нескольких его повторений.

Источник

Какая последовательность импульсов может привести к потере синхронизации

В ЦСП с ВРК правильное восстановление исходных сигналов на приеме возможно только при синхронной и синфазной работе генераторного оборудования на передающей и приемной станциях (ГОпер и ГОпр). Учитывая принципы формирования цифрового группового сигнала, для нормальной работы ЦСП должны быть обеспечены следующие виды синхронизации: тактовая, цикловая и сверхцикловая.

Тактовая синхронизация обеспечивает равенство скоростей обработки цифровых сигналов в линейных и станционных генераторах, кодеках и др. устройствах ЦСП, осуществляющих обработку сигнала с тактовой частотой Fт.

Цикловая синхронизация обеспечивает правильное разделение и декодирование кодовых групп цифрового сигнала и распределение декодированных отсчетов по соответствующим каналам в приемной части аппаратуры.

Сверхцикловая синхронизация обеспечивает на приеме правильное распределение СУВ но соответствующим телефонным каналам.

Нарушение хотя бы одного из видов синхронизации приводит к потере связи по всем каналам ЦСП. Рассмотрим случаи нарушения цикловой и сверхцикловой синхронизации (при наличии тактовой).

При нарушении цикловой синхронизации границы циклов на приеме произвольно смещаются по отношению к границам циклов группового сигнала, поступающего на вход приемного оборудования. Это приводит к неправильному разделению канальных сигналов и СУВ, т. е. к потере связи по всем каналам. В частном случае (если временной сдвиг Т окажется кратным Тки) может произойти переадресация информации, при которой на выход i-гo канала будет поступать информация, относящаяся к некоторому j-му каналу. Очевидно, что нарушение цикловой синхронизации неизбежно приведет к нарушению сверхцикловой синхронизации.

При нарушении сверхцикловой синхронизации, но сохранении тактовой и цикловой границы циклов на приеме и передаче совпадают, но нарушается порядок счета циклов в сверхцикле, т. е. на приеме смещаются границы сверхцикла- Это приведет на приеме к неправильному распределению СУВ, передаваемых в определенном порядке в сверхцикле, между телефонными каналами. Поскольку СУВ представляет собой набор сигналов, управляющих работой приборов АТС (набор номера, ответ, отбой, разъединение и др.), нарушение сверхцикловой синхронизации также приведет к потере связи по всем каналам. В частных случаях могут быть установлены случайные соединения абонентов, разрушены ранее установленные связи и т. п.

Очевидно, что нарушение тактовой синхронизации сделает невозможным установление цикловой и сверхцикловой синхронизации, так как обработка символов цифрового группового сигнала с частотой, отличной от тактовой Fт, приведет к недопустимому возрастанию числа ошибок.

Система тактовой синхронизации включает в себя (Рис. 1.) задающий генератор (ЗГ), входящий в состав ГО передающего оборудования оконечной станции (Пер) и вырабатывающий импульсную последовательность с тактовой частотой Fт, И устройства выделения тактовой частоты (ВТЧ), устанавливаемые в том оборудовании, где осуществляется обработка сигнала с частотой Fт: в линейных регенераторах (ЛР), приемном оборудовании (Пр) оконечной станции и др.

Сущность одного из наиболее распространенных методов выделения тактовой частоты состоит в том, что из спектра группового цифрового сигнала с помощью ВТЧ, содержащего высокодобротные резонансные контуры, фильтры-выделители или избирательные усилители, выделяется тактовая частота.

Рис. 1. Структурная схема тактовой синхронизации

Рис. 2. Принцип выделения тактовой частоты

Энергетический спектр случайной униполярной последовательности импульсов, т. е. спектр униполярного цифрового сигнала, содержит как непрерывную G_H(f), так и дискретную G_Д(f) составляющую. На Рис. 2. приведен энергетический спектр униполярного цифрового сигнала при скважности следования импульсов, равной 2, и показано, что с помощью фильтра-выделителя можно выделить первую гармонику частоты следования импульсов, т. е. тактовую частоту Fт, являющуюся одной из составляющих дискретной части спектра.

Упрощенная схема ВТЧ показана на Рис. 3. (а), которая содержит полосовой фильтр, усилитель-ограничитель, схему формирования тактовых импульсов.

Рис. 3. Структурная схема ВТЧ и временные диаграммы формирования тактовых импульсов

Временные диаграммы формирования тактовых импульсов показаны на Рис. 3. (б).

Такой способ выделения тактовой частоты называется способом пассивной фильтрации (или резонансным). Этот способ характеризуется простотой реализации ВТЧ, но имеет существенный недостаток: стабильность выделения тактовой частоты зависит от стабильности параметров фильтра-выделителя и структуры цифрового сигнала (при появлении длинных серий нулей или кратко временных перерывах связи затрудняется процесс выделения тактовой частоты).

Более подробно схема и особенности работы ВТЧ рассматриваются в следующем разделе поскольку ВТЧ в принципе является одним из узлов регенератора и на Рис. 1. он вынесен из состава ЛР только для пояснения принципов организации тактовой синхронизации.

Перспективным для высокоскоростных ЦСП, но более сложным, является способ тактовой синхронизации с применением устройств авто подстройки частоты генератора тактовой частоты приемного оборудования (способ активной фильтрации). Структурные схемы устройств тактовой-синхронизации с активной фильтрацией тактовой частоты представлены на Рис. 4.

Рис. 4. Структурные схемы УТС с активной фильтрацией тактовой частоты

Рассмотрим принципы построения узлов УТС с активной фильтрацией тактовой частоты и непосредственным воздействием на генератор тактовой частоты ГТЧ. На Рис. 5. (а) представлена функциональная схема УТС такого типа. Последовательность входных импульсов поступает на ФД, состоящий из двух триггеров D1 и D2 соединенных с ними усилителей Ус1 и Ус2. На второй вход ФД поступают импульсы с выхода формирователя тактовых импульсов ФТИ. При совпадении частот следования этих импульсов интервал времени между их фронтами равен четверти периода. Фронтом импульсов ФТИ устанавливается триггер D2 и сбрасывается триггер D1, фронтом входных импульсов состояние триггеров меняется на противоположное. При этом на выходах триггеров формируются импульсы длительностью Т/4, следующие до и после фронта ФТИ. Поступая на входы Ус1 и Ус2, эти импульсы формируют на выходах усилителей одинаковые по величине и противоположно направленные напряжения. При этом исходное напряжение Ус2 заряжает конденсатор С, выполняющий роль интегратора, а выходное напряжение Ус1 разряжает его.

При совпадении частоты ГТЧ с тактовой интервалы времени заряда и разряда конденсатора одинаковы, при этом напряжение на конденсаторе сохраняется неизменным. Снимаемое с конденсатора напряжение обеспечивает смещение варикапа VD, устанавливая определенные значения его емкости и частоты кварцевого ГТЧ. Несовпадение частот следования входных импульсов и импульсов ФТИ вызывает изменение фазового сдвига между ними, что приводит i неравенству длительностей импульсов на выходах D1 и D2. Напряжение на конденсаторе изменяется, изменяя емкость варикапа VD и частоту ГТЧ. Происходящие при этом в схеме процессы поясняет Рис. 5. б.

Рис. 5. Функциональная схема устройств активной фильтрации тактовой частоты

Вывод: тактовая синхронизация в ЦСП выполняется по рабочим импульсам группового цифрового сигнала, т.к. применение специальных синхроимпульсов снижает пропускную способность системы.

В ЦСП к устройствам тактовой синхронизации предъявляются следующие требования:

Источник