ПРАКТИКА №13. Устройства и принципы работы поэлементной синхронизации. Расчет параметров поэлементной синхронизации.

Основная литература:

1. Скляр Б. Цифровая связь. - М., Санкт-П, Киев: Изд. дом «Вильямс», 2003.

2. Передача дискретных сообщений: Учебник для ВУЗов / В. П. Шувалов, Н. В. Захарченко, В. О. Шварцман и др.; Под ред. В. П. Шувалова. – М.: Радио и связь, 1990 - 464 с.

Дополнительная литература:

3. Гаранин М.В., Журавлев, Кунегин С.В. Системы и сети передачи информации. - М.: Радио и связь, 2001.

4. Захарченко И.Б. и др. Основы передачи дискретных сообщений. -М.: Радио и связь, 1990.

5. Мирманов А.Б. Курс лекций по дисциплине «Технология цифровой связи» - Астана: КазАТУ, 2009. (электронный)

Ключевые слова: задающий генератор, фазовый дискриминатор, реверсивный счетчик, погрешность синхронизации, коэффициент деления, период корректирования, динамическая погрешность, время синхронизации, время поддержания синхронизма, вероятность срыва синхронизма.

Рассматриваемые вопросы:

1. Устройство синхронизации с добавлением и вычитанием импульса

2. Расчет параметров поэлементной синхронизации

3. Особенности синхронизации при старт-стопной передаче

Тезисы к лекции

Устройство синхронизации с добавлением и вычитанием импульса

Устройство относится к классу без непосредственного воздействия на частоту генератора и является 3-х позиционным.

При работающей системе синхронизации возможны три случая:

1. Импульсы генератора без изменения проходят на вход делителя частоты.

2. К последовательности импульсов добавляется 1 импульс.

3. Из последовательности импульсов вычитается 1 импульс.

Рисунок 13.1. Структурная схема устройства

Задающий генератор вырабатывает относительно высокочастотную последовательность импульсов.

Фазовый дискриминатор определяет знак расхождения по фазе ЗМ и ТИ задающего генератора. Если частота ЗГ приема больше, то ФД формирует сигнал вычитания импульса для УДВИ, по которому запрещается прохождение одного импульса. Если частота ЗГ приема меньше, то импульс добавляется.

Рисунок 13.2. Изменение положения тактового импульса в результате добавления и исключения импульсов

Роль реверсивного счетчика:

При действии краевых искажений смещения значащего момента как в сторону опережения, так и в сторону отставания равновероятны.

При смещении значащего момента по вине устройства синхронизации фаза стабильно смещается в одну сторону.

Поэтому для уменьшения влияния краевых искажений на погрешность синхронизации ставят реверсивный счетчик емкости S. Если подряд придет S сигналов на добавление импульса, говорящих об отставании генератора приема, то импульс добавится и следующий тактовые импульсы появится раньше на D . Если сначала придет S-1 сигнал об опережении, потом S-1 об отставании, то добавления и вычитания не будет.

Расчет параметров поэлементной синхронизации

К основным параметрам системы синхронизации относятся:

1. Погрешность синхронизации e - максимальное отклонение синхросигналов от их идеального положения, которое может произойти при работе устройства синхронизации с заданной вероятностью. (выражается в долях единичного интервала).

Погрешность синхронизации – складывается из статической e_ст, определяемой нестабильностью генераторов k и шагом коррекции D и динамической e_дин, определенной краевыми искажениями.

t₀ / D = k_д - коэффициент деления, где t₀ - длительность единичного элемента, D - шаг коррекции

Период корректирования – время между двумя подстройками, в общем случае определяется:

,

где – случайная величина и определяется структурой сообщения.

Общее выражение для статической погрешности:

Динамическая погрешность вызывается краевыми искажениями единичных элементов. Краевые искажения имеют случайный характер со среднеквадратичным значением s_кр.и. Следовательно, динамическая погрешность также случайная величина. Она подчиняется нормальному закону и имеет свое среднеквадратическое значение s_дин.

Погрешность синхронизации определяется выражением:

2. Время синхронизации (или вхождения в синхронизм) t_c - время необходимое для корректирования первоначального отклонения синхроимпульсов относительно границ единичных принимаемых элементов.

В момент включения расхождение по фазе между тактовыми импульсами передачи и приема – случайно и имеет в пределах от 0 до t/2.

3. Время поддержания синхронизма t_п.с. - время, в течение которого отклонение синхроимпульсов от границ единичных элементов не превысит допустимый предел (±e) при прекращении работы устройства синхронизации по подстройке фазы.

или

4. Вероятность срыва синхронизма Р_с.с. - вероятность того, что под действием помех отклонение синхроимпульсов от границ единичных элементов превысит половину единичного интервала t₀/2.

Особенности синхронизации при старт-стопной передаче.

Каждая кодовая комбинация начинается со «старта» и оканчивается «стопом». Генератор приема (приемный распределитель) запускается при поступлении каждого сигнала «старт» и останавливается по сигналу «стоп».

Накопившееся за время кодовой комбинации расхождение фазы каждый раз ликвидируется. Плюсы: высокая стабильность генераторов не требуется, быстрое вхождение в синхронизм.

Контрольные вопросы по теме:

1. Нарисуйте структурную схему устройства синхронизации с добавлением и вычитанием импульсов. Поясните принцип её работы.

2. Дайте определение погрешности синхронизации.

3. Дайте определение времени синхронизации.

4. Дайте определение времени поддержания синхронизации.

5. К чему приводит добавление (вычитание) импульса в системе синхронизации.

6. К чему приведет увеличение емкости реверсивного счетчика.

7. Как можно уменьшить время вхождения в синхронизм.