Моделирование работы приемника циклового синхросигнала аппаратуры ЦСП (стр. 1 из 3)
Пермский Государственный Технический Университет
Электротехнический факультет
Кафедра: Конструирование радиоэлектронных средств
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по курсу Основы радиоэлектроники и связи
«Моделирование работы приемника циклового синхросигнала аппаратуры ЦСП»
Выполнил: ст. гр. КРЭС-06
Журавлёв А.А.
Проверил: Тунев Д. Г.
Пермь 2009г.
Оглавление
Введение
Структура цикла аппаратуры ИКМ-30
Приёмник циклового синхросигнала
САПР МАХ+plusIIфирмы ALTERA
Работа над проектом
Описание элементов схемы
Сборка проекта
Моделирование работы схемы проекта
Выводы
Литература
В настоящее время всё более широкое распространение получают цифровые методы передачи и обработки информации. В большинстве развитых стран выпускается и постоянно совершенствуется оборудование для цифровых систем передачи (ЦСП), основанных на принципах импульсно-кодовой модуляции (ИКМ), предназначенных для передачи информации по городским соединительным линиям между АТС, а также по междугородним линиям связи.
Цифровой сигнал в отличие от аналогового нуждается в синхронизации, т.к. информация передаётся пакетами, для правильного приёма которых необходимо знать, где начало и конец очередного пакета. Неправильный приём пакета ведет к потере информации. Для обеспечения синхронизации применяются специальные приёмы кодирования и строятся дополнительные устройства. Одним из таких устройств является приёмник циклового синхросигнала. Он пропускает через себя ИКМ сигнал и отыскивает в нём синхропоследовательности, а также обеспечивает автоматический поиск синхронизма и выводит ошибки, если синхронизм не найден.
Раньше всё приемо-передающее оборудование строилось на отдельных цифровых логических микросхемах, размещенных на печатных платах, которые выполняли каждая свою функцию и размещались на стойке. Сейчас, с появлением программируемых логических интегральных схем (ПЛИС) высокой степени интеграции, стала возможна наиболее компактная реализация той же аппаратуры. Широко используются ПЛИС фирмы ALTERA как за рубежом, так и в нашей стране. С их помощью можно реализовать множество схем, как комбинационных, так и схем с памятью. Для разработки, отладки и прошивки схемы используется САПР ALTERA MAX+plusII и QuartusII. В настоящее время Altera поддерживает только QuartusII, но проектирование в MAX+plusII понятнее и проще для начинающих. Система может выполнять все операции, начиная от разработки идеи, до прошивки готового, отлаженного проекта в реальную микросхему, которая впоследствии будет выполнять заданную функцию.
Структура цикла аппаратуры ИКМ-30
Временной спектр многоканального цифрового сигнала Системы ИКМ-30 состоит из последовательно следующих друг за другом циклов длительностью 125мкс (чётных – ЦЧ и нечетных - ЦН).
Циклы разделяются на 32 канальных интервала (КИ), каждый из которых содержит по 8 тактовых интервалов (разрядов).
Один из КИ, нумеруемый КИ0, используется для передачи синхросигнала. Синхросигнал в системе ИКМ-30С-4 следует считать распределенным, состоящим из сосредоточенной группы 0011011, передаваемых в тактовых интервалах Р2-Р8 КИ0 в циклах называемых чётными, и символа «1», передаваемого в тактовом интервале Р2 КИ0 в циклах, называемых нечетными. Таким образом, имеет место чередование значений символа, передаваемого в тактовом интервале Р2 КИ0 каждого цикла. Использование такого синхросигнала рекомендовано МККТТ и позволяет резко уменьшить вероятность ложного синхронизма при передаче по цифровым каналам «медленно» изменяющейся информации.
В тактовом интервале Р3 КИ0 нечетных циклов передаётся на противоположную станцию аварийный сигнал – сигнал «Извещение».
Приёмник циклового синхросигнала
Система цикловой синхронизации предназначена для восстановления и удержания состояния циклового синхронизма между передающей и приёмной частями цифровых систем передачи. Она состоит из передатчика и приёмника синхросигнала. Передатчик формирует в передающей части кодовую группу определенной структуры, расположенную в начале цикла передачи. В приёмнике осуществляется распознавание кодовых групп, структура которых совпадает со структурой синхросигнала, и принимается решение о принадлежности опознанных кодовых групп передаваемому синхросигналу. При обнаружении циклового синхросигнала производится фазирование генераторного оборудования приёмной части. В соответствии с этим приёмник циклового синхросигнала включает в себя опознаватель синхросигнала, накопители по выходу из синхронизма и по входу в синхронизм, а также схемы управления генераторным оборудованием и накопителями.
Необходимо, чтобы восстановление состояния синхронизма происходило как можно быстрее, а затем удерживалось как можно дольше. Противоречивость этих требования заключается в том, что высокая помехоустойчивость системы цикловой синхронизации (определяется длительностью удержания состояния синхронизма) достигается включением накопительных устройств, которые замедляют процесс восстановления синхронизма. Следовательно, чем выше помехоустойчивость системы цикловой синхронизации, тем дольше длится процесс восстановления синхронизма. Поэтому в системах синхронизации выбирается минимальная ёмкость накопительных устройств, обеспечивающая требуемую помехоустойчивость.
Цифровая Система Передачи ИКМ-30 представляет собой комплект оборудования, состоящий из отдельных функциональных блоков. Так приёмник циклового синхросигнала данной системы выполнен на плате ЦО-12, которая входит в состав блока АЦО-11 и выполняет помимо поиска и удержания синхронизма следующие функции:
формирование цифровых сигналов с определенной сеткой частот, управляющих процессом обработки цифровых и аналоговых сигналов в приёмной части блока АЦО-11;
разделение принятого многоканального сигнала;
приём сигнала «СИАС», приём сигнала «Извещение» об аварийном состоянии противоположной станции;
формирование сигнала установки цифрового оборудования передачи ЦО-11;
Также плата ЦО-12 обеспечивает поиск состояния циклового синхронизма при включении блока АЦО-11. Коэффициент накопления по входу в синхронизм = 2; среднее время вхождения в состояние циклового синхронизма не более 2мс; коэффициент накопления по выходу из синхронизма = 4.
Рисунок 1
Рассмотрим подробно работу приёмника циклового синхросигнала ЦСП ИКМ-30(см. рис. 1). Многоканальный цифровой сигнал ИКМ и тактовая частота 2048кГц поступают с выходов платы BC-11 на входы восьмиразрядного последовательного регистра приёмника синхросигнала. С выходов регистра многоканальный цифровой сигнал в параллельном коде поступает на входы опознавателя.
Опознаватель осуществляет выделение из принятого сигнала синхрокомбинации вида 0011011. Вход опознавателя подключен к входам накопителей по входу и выходу, а также ко входу формирователя сигнала установки.
Накопитель по выходу представляет собой четырёхразрядный сдвиговый регистр, и сигнал с выхода опознавателя записывается в этот регистр с частотой 4кГц. Процесс записи формируется сигналом, формируемым счётчиком-делителем на 512, на вход которого поступает сигнал тактовой частоты 2048кГц.
При наличии циклового синхронизма все триггеры сдвигового регистра накопителя по выходу находятся в состоянии, соответствующему приёму четырех последовательно поступивших синхрокомбинаций. Если синхронизм по какой-либо причине потерян, в сдвиговый регистр накопителя по выходу записывается информация об отсутствии синхрокомбинации на должном месте, и, при накоплении четырёх сигналов об отсутствии синхрокомбинаций, на выходе накопителя по выходу появляется сигнал об отсутствии синхронизма, поступающий на вход формирователя сигнала установки и на вход устройства контроля.
Сигнал с выхода опознавателя записывается также в двухразрядный сдвиговый регистр накопителя по входу, частота записи 4кГц, но, в отличие от накопителя по выходу, сигнал записи формируется дополнительным счётчиком, аналогичным счётчику-делителю на 512.
При синхронной работе ЦО-12 счётчик-делитель на 512 и дополнительный счётчик работают синфазно, однако, при потере синхронизма, первая неправильно принятая синхрокомбинация (точнее отсутствие её на должном месте) вызывает процесс поиска синхронизма. При поиске синхронизма дополнительный счётчик останавливается, и на вход накопителя по входу поступает тактовая частота 2048кГц. Накопитель по входу анализирует выходной сигнал опознавателя, и, при поступлении на вход опознавателя синхрокомбинации, разрешает работу дополнительного счетчика. Через цикл (256 тактов с частотой 2048кГц) производится анализ на позиции Р2 принятой кодовой комбинации.
Если этот сигнал не равен «логической единице», то дополнительный счётчик сбрасывается, и процесс поиска начинается заново; в противном случае накопитель по входу анализирует выход опознавателя через два цикла после приёма синхрокомбинации. Правильно принятая синхрокомбинация означает, что дополнительный счётчик работает синхронно с принимаемым многоканальным цифровым сигналом.
После того, как накопитель по выходу зафиксирует выход из синхронизма, а накопитель по входу фиксирует нахождение нового положения синхросигнала, формирователь сигнала установки (при получении сигнала с выхода опознавателя) сформирует импульс, устанавливающий счётчик-делитель на 512 в нужную фазу и синхронизм ЦО-12 восстанавливается. Функциональная схема приёмника циклового синхросигнала аппаратуры ИКМ-30С-4 находится в приложениях(приложение №2).