3. Принцип работы устройств синхронизации по элементам с непосредственным воздействием на генератор.
Синхронизация – это процедура установления и поддержания определенных временных соотношений между двумя и более процессами.
Различают поэлементную, групповую и цикловую синхронизацию.
Групповая – обеспечивает правильное разделение принятой последовательности на кодовые комбинации.
Цикловая – обеспечивает правильное распределение циклов временного объединения элементов на приеме.
При поэлементной синхронизации устанавливаются и поддерживаются требуемые фазовые соотношения между значащими моментами переданных и принятых единичных элементов цифровых сигналов данных. Поэлементная синхронизация позволяет на приеме правильно отделить один единичный элемент от другого и обеспечить наилучшие условия для его регистрации.
Требования к устройствам синхронизации по элементам:
Высокая точность синхронизации. (Максимальное отклонение синхроимпульсов от идеального ЗМ ± 3%.)
Малое время вхождения в синхронизацию как при включении так и после перерыва связи.
Сохранение синхронизации при наличии помех и кратковеременных перерывов связи.
Независимость точности синхронизации от статической структуры передаваемого сообщения.
Устройства поэлементной синхронизации подразделяются:
- с непосредственным воздействием на генератор.
- без непосредственного воздействия на генератор.
В устройствах с непосредственным воздействием на генератор управляющая схема регулирует частоту и фазу местного генератора. Устройства поэлементной синхронизации с непосредственным воздействием на генератор подразделяются на два типа:
- устройства с релейным управлением, в которых управляющая схема изменяет управляющий сигнал ( сигнал управляющей схемы, воздействующий на фазу тактовых колебаний таким образом, чтобы имеющееся расхождение уменьшилось до минимума ) время от времени. В промежутках управляющий сигнал остается постоянным и не зависит от величины рассогласования фаз.
- устройства с плавным управлением, в которых управляющая схема непрерывно воздействует на генератор.
Устройство с релейным управлением.
Генератор вырабатывает местные тактовые колебания.
Фазовый дискриминатор ФД определяет величину ( или только знак ) расхождения фазы между местными колебаниями и принимаемой информационной последовательностью. ФД выдает сигнал Uрф, соответствующий величине ( или знаку ) расхождения фаз.
Управляющая схема УС вырабатывает управляющий сигнал Uупр, воздействующий на фазу местных тактовых колебаний таким образом, чтобы имеющееся расхождение уменьшалось до минимальной величины, допускаемой в схеме.
На фазовый дискриминатор ФД с одной стороны поступает информационная последовательность ( точка А ), а с другой стороны тактовые колебания от местного задающего генератора ( точка Г ). Принимаемые посылки проходят дифференцирующую цепочку ДЦ, а затем выпрямляются ( точки Б и В ). Полученные короткие импульсы, соответствующие моментам смены полярности в принимаемом сигнале, подаются на две схемы совпадения И1 и И2. На вторые входы этих схем подаются прямоугольные тактовые колебания от местного задающего генератора ( на одну из схем И через инвертор ИНВ. ). В этих колебаниях переходы от отрицательной полярности к положительной должны совпадать с короткими импульсами в точке В. Если местные колебания отстают по фазе от принимаемой информационной последовательности ( диаграмма Г ), то короткие импульсы пройдут на выход одной из схем совпадения И1. если местные колебания опережают по фазе, то короткие импульсы пройдут на выход другой схемы И2. Эти короткие импульсы образуют сигнал Uрф, характеризующий знак расхождения фаз.
Особенностью фазирующего устройства с релейным управлением является управляющая схема УС, которая может иметь только ограниченное количество положений. В данном случае она двухпозиционная. В зависимости от того, какая схема И1 или И2 выдала импульс, триггер установится в то или иное положение. Реле Р, управляемое триггером, подключит к резонансному контуру генератора конденсатор С1 или катушку L1 ( эти переключения образуют управляющий сигнал Uупр ). Генератор будет выдавать соответственно нижнюю или верхнюю частоту ( F1 или F2 ). Эти частоты несколько выше или ниже номинального значения тактовой частоты принимаемой информационной последовательности. Конденсаторы С2 и С3 выполняют роль инерционного элемента, который усредняет напряжение Uрф для выявления систематической фазовой погрешности, вызываемой расхождением фаз передатчики иприемника, и уменьшения случайных фазовых расхождений, обусловленных помехами.
Данное двухпозиционное устройство имеет недостаток: во время перерыва связи или длительной передачи посылок одного знака расхождение по фазе будет непрерывно возрастать, т. к. генератор имеет частоту, заведомо отличающуюся от средней. Этот недостаток отсутствует в трехпозиционном устройстве.
Устройства с плавным переходом.
Отличаются от устройств с релейным управлением лишь управляющей схемой, которая должная обеспечивать плавное изменение частоты генератора в зависимости от величины расхождения фаз. Эта зависимость имеет линейный характер. Изменение частоты генератора ( и фазы ) во времени будет иметь плавный характер. Поэтому можно добиться высокой точности подержания синфазности.
Недостатки устройств с непосредственным воздействием на генератор по сравнению с устройствами без непосредственного воздействия на генератор:
- снижение стабильности всех фазирующих устройств примерно в 10 раз.
- невозможность использования одного генератора для работы нескольких фазирующих устройств.
- трудность получения малого времени вхождения в фазу.
Фазирующие устройства с непосредственным воздействием на генератор применяются тогда, когда требуется простота схемы или когда устройства без непосредственного воздействия на генератор трудно осуществить. Например при высоких скоростях передачи.