4.2 Цифрлық сигналдың регенерациясы
Желілік цифрлық сигнал (ЖЦС), байланыс желісімен өткенде әр түрлі бөгеуілдер мен бұрмалануларға ұшырайды, бұл өз кезегінде импульстердің формаларының деформациясына және ұзақтықтарының өзгеруіне, амплитудаларының кішіреюіне, кездейсоқ уақыттық жылжуларға және синалдың бөгелуіне әкеледі.
Символ аралық бұрмалануларды төмендету мақсатында ЖЦС импульсінің формасының алдыңғы және артқы фронттары баяу болады, бұл желілі тракттың жиілік жолағын шектеуден пайда болатын, өтімді процесстердің минималды болуын қамтамаыз етеді.
ЖЦС аталған деформацияларын азайту немесе жою үшін желілі трактта белгілі бір аралық сайын желілі регенераторлар (ЖР) орналастырылады, олардың мақсаты: сигналдарды күшейту; тұрақты және айнымалы амплитудалы – жиіліктік бұрмаланулардың коррекциясы; ЖЦС импульстарының амплитудасын, формасын және ұзақтығын және көрші символдар арасындағы уақыттық қатынасын қалпына келтіреді. Бұл процесс цифрлық сигналдың регенерациясы деп аталады және байланыс желісінің телімімен – регенерациялық телім РТ өткен сигналды бұрмаланулардан және бөгеуілдерден. ЖЦС регенерация процессі бұрмаланулар фонында берілген символдарды анықтауда, анықталған символдарға сәйкес импульстардың және пробелдердің формасын, амплитудасын және уақыттық орналасуын қалпына келтіруде және оларды келесі регенерациялық телім кірісіне беруде негізделеді. ЖЦС символдарын анықтау бір еселі санау әдісімен іске асады, бұл әдіс регенерациялынатын сигнал амплитудасын анықтау мезетіндегі эталондық табалдырықтық деңгеймен салыстыруда негізделеді, анықтау мезеті априорлы түрде дәл анықтаудың ең үлкен ықтималдығына сәйкес келеді. Егер анықтау мезетінде сигнал деңгейі анықтау табалдырығынан асса, онда регенератор кірісіне импульс (бір) түсуі туралы шешім қабылданады, егер аспаса, пробел (ноль) шешім қабылданады. Оң полярлықты символды анықтау процессінде регенерацияланатын сигнал оң табалдыырықтық кернеумен (тоқпен) салыстыралады, ал теріс полярлықты сигнал – теріс полярлықты кернеумен (тоқпен) салытрылады.
РТ саны желілі трактта ондаған болуы мүмкін (жүз де болуы мүмкін). Әр ЖР шығысындағы сигнал-бөгеуіл қатынасы бірдей болады, яғни сигналға тәуелсіз сыртқы аддитивті бөгеуілдер мен шулар бір РТ шегінде толығымен дерлік басылады және барлық ЦБЖ желілі тракт бойында жиналмайды. Бұл ЦБЖ аналогты беру жүйелерімен салыстырғандағы негізгі айырмашылығы анықтайды, аналогты беру жүйелерінде шулар және бөгеуілдер пайдалы сигналмен бірге күшейтіледі, бұл шуларға желілі күшейткіштердің өзіндік шулары қосылады да күшейткіштен күшейткішке беріледі. Бөгеуілдер мен шулардың жиналуы болады, бұның нәтижесінде сигнал-бөгеуіл қатынасы азаяды.
АУБ ИКМ ЦБЖ қолданылатын видеоимпульстар регенераторларын келесі белгілері бойынша бөлуге болады:
тактылы жиілік бойынша синхрондау әдісі бойынша немесе хрондаушы ақпаратты қабылдау әдісі бойынша;
регенерация процессінде хрондаушы ақпаратты қолдану әдісі бойынша;
табалдырықтық және шешуші құрылғылардың түрі бойынша.
Хрондаушы ақпаратты қабылдау әдісі бойынша ЖР өзін өзі хрондаушы регенераторлар (немесе ішкі синхрондаулы); уақыттық интервалдарды толық қалпына келтіретін регенераторлар және сырттан хрондалатын регенераторлар (немесе сыртқы синхрондалатын).
Өзін өзі хрондаушы регенераторларда стробтаушы импульстардың кезектілігін құруға қажетті, тактылы жиілік тербелістері тікелей кіріс ЖЦС спектрінен бөлінеді. Хрондаушы сигналды ЖЦС спектрінен бөлу үшін тактылы жиілікті бөлу құрылғылары (ТЖБҚ) қолданылады. Ішкі хрондаушы регенераторларын қолданғанда цифрлық сигналға синусоидалы хрондаушы сигнал қосылады. Бұл сигнал тағы жеке тізбекпен берілуі мүмкін.
Хрондаушы сигналды жеке кабель жұбымен беру үнемсіз. Бұдан басқа бұл әр РТ хрондаушы және жұмыс жұбтарының фазалық сипаттамаларының дәл коррекциялау қажеттілігінен туындайтын қиындықтармен ұласады. егер арнайы хрондаушы сигнал жұмыс жұбымен берілсе, онда әр ЖР келесі операцияларды іске асыру қажет: бұл сигналды тар жолақты фильтрмен бөлу; ЖР шығысында тактылы жиілікке жақын құраушыларды басу; желілі сигналға қайтадан хрондаушы тербелістерді арластыру. Бұндай құрылғылар күрделі болады, бірақ соңғы уақытта тактылы желілі синхрондау проблемаларына байланысты, қолданыс табуда. Сондықтан ТЖБҚ әр түрлі құрылу сұлбасын қолданатын өзін өзі хрондаушы ЖР кең қолданыс тапты.
Хрондаушы ақпарат кіріс ЖЦС (тікелей әрекет ететін регенераторлар) және оның шығыс сигналынан (кері әрекет ететін регенераторлар) алынуы мүмкін. Кері әрекет ететін регенератордың кемшілігі кері байланыс тізбегінің болуы, бұл регенератордың тұрақтылығын азайтады және оның түйіндерінің жұмысының дәлдігін және тұрақтылығын талап етеді.
ЖР жұмысын басқару үшін хрондаушы сигналды қолдану әдісі бойынша уақыттық қатынасты толық және жартылай қалпына келтіретін регенераторларды ажыратады. Уақыттық қатынастарды толық қалпына келтіретін регенераторларда шығысында ЖР жұмысын басқаратын стробтаушы импульстардың кезектілігі құрылатын, тактылы жиілікті бөлуші құрылғысы қолданылады. Уақыттық қатынастарды жартылай қалпына келтіруде тактылы жиілікті бөлу үшін тек қана тар жолақты фильтр қолданылады, оның шығысындағы кернеу оның оң жартылай пеиодтары ЖР табалдырықтық құрылғысының шығысынан түсетін, регенерацияланатын импульстерімен сәйкес келетіндей етіп фазаланады.
Негізінен уақыттық қатынастарды толық қалпына келтіретін тікелей әрекет ететін регенераторлар кең қолданысқа ие болды. Бұл типті регенератордың типтік жалпы құрылымдық сұлбасы 13.1 көрестелген, ал оның жұмыс принципін түсіндіретін, уақыттық диаграмма 13.2 суретте көрсетілген.
ЖЦС регенерация процессінде келесі негізгі операциялар қолданылады:
регенерацияланатын импульстарды күшейту және олардың формасының коррекциясы (регенерациялық телімдердің өшулігінің жиіліктік сипаттамасымен және цифрлық желілі тракттың жиілік жолағын шектеуден пайда болатын, амплитудалы - жиіліктік бұрмаланулар коррекциясы);
коррекцияланған импульстар амплитудаларының мағыналарын табалдырықтық (эталондық) мағынамен салыстыру;
коррекцияланған импульстарды стробтау, нәтижесінде регенератор шығысындағы импульстар уақыттың қатаң анықталған мезеттерінде ғана құрылатын, жағдай құрылады;
берілген параметрлері және уақыттық қатынасы бойынша жаңа импульстар құру.
