Выделение тактовых импульсов из цифрового потока

Синхронизация по тактам (тактовая синхронизация)

Генераторы тактовых импульсов (ГТИ) установлены на передаче и на приеме.

ГТИ управляют тем моментом, когда АЦП передает, а ЦАП соответственно принимает очередной бит. Работа ГТИ на передаче и ГТИ на приеме должна быть синхронизирована на каждом такте, т.е. частота следования тактовых (управляющих) импульсов на передаче и частота следования тактовых импульсов на приеме должны быть одинаковыми и не зависящими от колебаний напряжения в сети, действий персонала и т.д.

Случайная составляющая Тактовые импульсы

цифрового потока

1 01 10 01 1

Тактовые импульсы

ПередатчикПриемник

Цифровой поток можно представить в виде суммы регулярной и случайной последовательностей, т.е. можно увидеть тактовые импульсы в явном виде.

В спектре тактового сигнала присутствуют основная частота и высшие гармоники тактовой частоты, а это означает, что с помощью полосового электрического фильтра можно выделить из цифрового потока колебание тактовой частоты, а затем сформировать из него тактовые импульсы (см. рисунок выше). Полосовой фильтр, заранее настроенный на частоту тактовых колебаний, подключают к линии связи на приемной станции, параллельно приемнику, чтобы он не мешал цифровому потоку попадать в приемник и в то же время сам мог анализировать частотную (тактовую) составляющую этого потока.

Полосовой фильтр выделяет из поступающего на его вход цифрового потока колебание (которое всегда является синусоидальным колебанием) именно данной тактовой частоты.

Для каждого сигнала (речь, текст, звук, факс, ТВ, данные…)- своя тактовая частота - f_t.

С помощью усилителя и ограничителя это колебание преобразуется в последовательность тактовых импульсов, которые управляют генератором приемной станции, вынуждая его выдавать тактовые импульсы с точно таким же интервалом.

Этот процесс называетсясинхронизацией по тактам, или тактовой синхронизацией.

Казалось бы, что можно отказаться от генератора тактовых импульсов (ГТИ) на приемной станции, но этого делать нельзя, т.к. сбой в системе синхронизации приводит к тому, что тактовые импульсы пропадают и связь нарушается по всем каналам.

Сбои в синхронизации возникают в случаях, когда в часы наименьшей нагрузки в подавляющем большинстве каналов информация не передается, и в цифровом потоке появляются очень длинные последовательности нулей.

Устранить такие "белые пятна" в цифровом потоке можно с помощью

прибавления к двоичным символам цифрового потока двоичной

последовательности:

-Имеется некий цифровой поток01110000000000000000011,

к потоку прибавляется скремблер - двоичная последовательность, а именно:

"0" и "1":

-скремблер10101010101010101010101

в результате сложения двоичных чисел имеется:

- суммарный цифровой поток в линии 11011010101010101010110

Из переданного в линию цифрового потока исчезают длинные последовательности нулей.

Чтобы вернуться к исходному потоку, перед тем, как направить его в приемник, необходимо сложить эту двоичную последовательность по законам двоичной арифметики с той же двоичной последовательностью, что и на передаче.

Для вышеприведенного примера такой последовательностью является

скремблер: 10101010101010101010101

В результате сложения с суммарным цифровым потоком:

получается исходный цифровой поток: 01110000000000000000011

Подобная операция называется скремблирование (англ. scramble - перемешивать). Скремблеры - это сумматоры по модулю 2 (микросхемы).

Перед тем, как отправить цифровой поток в линию, на один из входов этого сумматора подают цифровой поток, а на другой его вход - некую двоичную последовательность заданной структуры. В результате суммирования (скремблирования) этих двух цифровых потоков, в линию направляется "скремблированный" цифровой поток, который не содержит длинных последовательностей нулей. На приемном конце устанавливается точно такой же сумматор (скремблер), через который пропускается выходящий с линии цифровой поток и та же двоичная последовательность, что и на передаче. Происходит дескремблирование, и восстановленный в первоначальном виде цифровой поток обрабатывается приемником.

Тактовые импульсы выделяют из цифрового потока до процедуры его восстановления (дескремблирования)!

Цикловая синхронизация

Дата добавления: 2014-01-11