8.2.Демодулятор. Система кадровой синхронизации
Сформированный по уровням и по фронтам информационный сигнал в коде EFM далее поступает на демодулятор. Операции, которые производятся здесь, обратны тем, что осуществлялись в модуляторе. Если вернуться к рис.2 из лекции 2, то их можно интерпретировать как преобразование полного кадра из 588 канальных бит в 264 информационных бита [256 бит звуковых данных (32 символа) + 8 служебных бит (1 символ)]. После чего первый символ в кадре – служебный, направляется в соответствующий блок, где содержащаяся в нем информация будет использована для управления работой проигрывателя. Оставшиеся 32 символа звуковых данных направляются в блок коррекции ошибок.
Однако для того, чтобы правильно декодировать информацию, заключенную в каждом отдельном кадре, необходимо знать, где он начинается и где заканчивается, а также где начинается и где заканчивается каждый символ. В противном случае декодер может начать декодирование с середины кодового слова и, тем самым, будет фиксировать кодовые слова, не соответствующие действительным.
Как уже говорилось ранее, начало каждого кадра отмечается путем введения в него специальной синхрогруппы, имеющей вполне определенную конфигурацию. Такой вид синхронизации в системах передачи данных называется цикловой синхронизацией и имеет исключительно важное значение, так как нарушение синхронизации по циклам приводит к полному искажению всей информации.
Структурная схема устройства цикловой синхронизации показана на рис.4. Работает она следующим образом.
Анализируемый поток двоичной информации вначале поступает на вход опознавателя синхрогруппы ОС, в памяти которого хранится ее конфигурация. Первый же момент дешифрирования комбинации, совпадающей по форме с синхрогруппой, фиксируется как возможное начало цикла (в системе CD – кадра или блока). Однако, из-за наличия выпадений в считанной информации, может получиться так, что за синхрогруппу будет ошибочно принята какая-то другая комбинация, ставшая похожей на нее в результате искажения. В этом случае устройство цикловой синхронизации должно сначала убедиться в том, что это действительно синхрогруппа, а не случайное сочетание нулей и единиц. Для этого служит блок защиты от ложного фазирования БЗЛФ, который проверяет наличие дешифрированной синхрокомбинации на той же самой позиции еще в одном или нескольких циклах. С этой целью он отсчитывает от предполагаемой позиции синхроимпульса столько тактов, сколько бит информации содержится в цикле (для CD число бит в кадре равно 588). Если синхрокомбинация обнаруживается два или более раз подряд, то БЗЛФ принимает решение об истинности найденной позиции и устанавливает соответствующим образом формирователь синхроимпульсов ФСИ. Число появлений синхрокомбинации на одной и той же позиции, необходимое для принятия решения об ее истинности, называется коэффициентом по входу в синхронизм Nвх и определяется при разработке устройства цикловой синхронизации исходя из требований к его помехозащищенности. Обычно Nвх выбирается равным 2 или 3.
После того, как ФСИ сфазирован, он начинает вырабатывать синхроимпульсы уже самостоятельно на той позиции, которая ему была определена БЗЛФ даже в том случае, если синхрогруппа из-за искажений не будет зарегистрирована опознавателем ОС.
Однако, БЗЛФ в течение всей работы устройства постоянно проверяет и другие позиции в цикле, где по каким-то причинам сформировалась комбинация, дешифрированная опознавателем как синхрогруппа. И если она повторилась на одной и той же позиции Nвх раз, то ФСИ немедленно перестраивается, поскольку это будет означать, что произошел сбой цикловой синхронизации и предыдущая позиция уже не соответствует истинной.
Могут применяться и другие меры по повышению эффективности и помехозащищенности систем цикловой синхронизации.
По описанному выше принципу построена не только система кадровой синхронизации, но и система блочной синхронизации, т.е. система выделения синхронизации служебных данных, которые так же, как и звуковые данные, организованы в блоки по 98 символов в каждом.