Генераторлық жабдықтың жалпы құрылу принциптері

Арналары уақыт бойынша бөлінетін ЦБЖ функционалдық блоктарының сигналдарды цифрлық өңдеу жұмыстарының барлық кезеңдерінде: цифрлық ағындарды мультиплексорлау және демультиплексорлау; желілі цифрлық сигналды құру; соңғы жабдықтың синхронды жұмысын қамтамасыз ету үшін, басқарушы сигналдардың белігілі түрі қажет, ол сигналдың параметрлері уақыт бойынша қатаң регламенттелген. Басқарушы сигналдарды құру генераторлық жабдықпен ГЖ іске асырылады, бұл сигналдарды соңғы станциялардың беру ГЖ_бер және қабылдау ГЖ_қаб бөлімдеріне бөлек жүргізіледі.

Генераторлық жабдық дискретизация, кодалау – декодалау, уақыттық топ құру, процесстерін басқаруға арналған, импульстік кезектілігін құру және таратуды іске асырады. Бұдан басқа генераторлық жабдық беру циклының белгілі позицияларына қызметтік сигналдардың символдарын енгізу/шығаруды және т.б. іске асырады. ГЖ келесі жиіліктері бар, импульстік кезектіліктер алу қажет:

- дискретизация жиілігі (әдетте 8 кГц);

- біріншілік цифрлық ағынның БЦА тактылы жиілігі, мынаған тең:

мұндағы - кодалық комбинациядағы элементтер саны, - БЦА арналық интервалдар саны және мынаған тең:

- кодалық комбинациялардың (арналық интервалдар) жүру жиілігімен, ол тең;

- жоғары деңгейлі цифрлық ағындардың тактылы жиіліктерімен, ол жиіліктер төменгі жиілікті бірнеше цифрлық ағындардың біріктірілу нәтижесінде алынады.

Біріншілік цифрлық жүйенің генераторлық жабдығы қарастырылады, бұл генераторлық жабдыққа қажет импульстік кезектіліктерді автономды жоғары тұрақты беруші генераторлық БГ жабдықтан алынатын, тактылы жиілікті бөлу арқылы алады. Автономды жоғары тұрақты беруші генератордың қатысты тұрақсыздығы төмен болмау керек (сурет 4.2). БГ шығысында жоғары тұрақты гармоникалық сигнал құрылады, әдетте бұл сигнал тактылы жиілікке тең немесе еселі болады. Тактылы кезектілікті құрушы ТКҚ жүру жиілігі тең негізгі импульстар кезектілігін өндіреді. Тактылы кезектілік импульстары кодалау және декодалау операциялары, желілі цифрлық сигналдарды құру және өңдеу үшін қолданылады.

Разрядты бөлуші РБ импульсты кезектіліктерді құрады. РБ құратын разрядты импульстардың саны кодалық комбинацияның разряды санына тең, ал олардың жүру жиілігі үшін тең. Кодалау және декодалау операцияларын іске асырғанда, сәйкес синхроимпульс позициясын беру үшін уақыттық интервалды бөлу қажеттігі болғанда, басқару және әрекеттесу сигналдарын және әр түрлі қызметтік сигналдарды беру үшін, топтық ИКМ сигналды құрғанда, РБ шығысынан пайда болған импульстік кезектіліктер кодалық комбинацияның әр разрядын дұрыс анықтау үшін қолданылады.

Арналық бөлуші АБ басқарушы арналық импульстік кезектіліктерді құрады. АИ жүру жиілігі дискретизация жиілігіне тең болады.

Сурет 4. 2 – Беруге арналған генераторлық жабдықтың құрылымдық сұлбасы

Циклдық бөлуіш ЦБ циклдық импульстік кезектіліктерді құруға арналған, мұндағы аса циклдағы циклдар саны. тең болғанда, циклдық импульстардың жүру жиілігі тең болады.

Әдетте соңғы станцияның генераторлық жабдығының бірнеше жұмыс режимы бар:

- ішкі синхрондау, бұл режимде жергілікті жоғары тұрақты автономды БГ жұмысы іске асырылады (сурет 4.2);

- сырттан қосылу, бұл режимде сыртқы беруші генератордан жұмыс істейді;

- сыртқы синхрондау, сыртқы сигналдан басқарылатын, фазалық жиілікті автоматты реттеуші (ФЖАР) көмегімен жергілікті БГ жиілігінің реттеуін іске асырады.

Анықталған кірістің барлығы берілген станцияның ГЖ басқа жетекші станция ретінде таңдалған станцияның ГЖ жұмысын реттеу мүмкіндгін қаматамасыз етеді. 4.2 суретте көрсетілгендей, қажетті импульстардың кезектілігін жиілікті бөлумен қамтамасыз етіледі. Жиілік бөлгіштерін қолданатын, ГЖ жұмыс істеуінің уақыттық диаграммалары 4.3 суретте көрсетілген. Тактылы кезектілік құрушысынан түсетін импульстардың периодты кезктілігі разрядты импульстар бөлгішінің РБ кірісіне түседі. РБ сегіз разрядты импульстар құрады. Әр разрядты импульс келесі разрядты импульске қатысты тактылы интервалға жылжытылған. Аталған импульстардың жүру интервалы тең. 4.3,а суретінде тактылы импульстерге қатысты импульсты кезектіліктердің орналасуы көрсетілген. Кез келген кезектілігінен арналық интервалдың шекарасын және олардың уақыттық орналасуын анықтайтын, кезектіліктері құрылады. Арналық интервалдардың разрядты импульстарға және тактылы кезктілікке қатысты орналасуы да 4.3,а суретінде көрсетілген. 4.3,б суретінде және басқарушы импульстардың кезектіліктерінің кезектіліктеріне қатысты орналасуы және 4.3,всуретінде аса циклдағы циклдардың өзара орналасуы көрсетілген.

Қабылдаудағы ГЖ сұлбасы берудегі ГЖ сұлбасынан қабылдаудағы ГЖ жұмысын берудегі ГЖ жұмысының синхрондығын және синфаздығын қамтамасыз ететін, келесі ерекшеліктерімен айрықшаланады. Бірнішіден, тактылы жиілігі тең импульстік кезектілік РБ кірісіне беруші генератордан БГ емес, тактылы жиілікті бөлушіден – ТЖБ түседі. Екіншіден, қабылдаудағы ГЖ цикл және аса цикл бойынша орнығуы синхросигнал қабылдағышынан түскен, сигналдардың көмегімен іске асады, ол туралы кейінірек айтылады.

Сурет 4.3 – Генераторлық жабдықтың жұмысының уақыттық диаграммалары

Беруші генераторлар

ЦБЖ беруші генераторларына БГ қойылатын негізгі талап – жиілік тұрақтылығы. Сонымен қоса олар белгілі шекте жиіліктің ауысу мүмкіндігіне ие болуы қажет. Бір біріне қайшы келетін, БГ жиілік тұрақтылығын қамтамасыз ету (автогенерация режимінде) және белгілі бір жиілікке ауысу талаптары сәйкес БГ сұлбасын таңдағанда ескеріледі. БГ жиілігінің қатысты тұрақсыздығы жоғары болмауы қажет, сондықтан БГ сұлбаларында жиілікті тұрақтандыру үшін кварцтық резонаторлар КР қолданылады. БГ жиіілігі тактылы жиілікке қарағанда толың сан есе көп таңдалады.

Сурет 4.4 – Транзисторда жұмыс істейтін БГ принципиалды сұлбасы

Мысалы, ИКМ-30 типті біріншілік цифрлық ағынды құрушы БГ аппаратурасы жиілігі тең гармоникалық тербелістерді өндіреді. Ағынның тактылы жиілігінен 4 есеге көп, генерация жиілігін таңдау, БГ тиімді құрылысын іске асыруға мүмкіндік береді. БГ сұлбасына келесі элементтер кіреді: жиілік бөлгіші ЖБ және тактылы кезектілікті құрушы ТКҚ. Қазіргі кезде цифрлық беру жүйелерінің БГ дискретті (сурет 4.4) және логикалық элементтер (сурет 4.5) негізінде іске асады.

Сурет 4.5 – Логикалық элементтер негізіндегі БГ функционалдық сұлбасы

БГ сұлбасы (сурет 4.4) оң кері байланысы бар екі каскадты күшейткіштен тұрады, оның құрамына кварцтық резонатор КР кіреді. Бірінші каскадтың тұрақты тоқ бойынша режимі резисторларымен қамтамасыз етіледі, ал екінші какадтың тұрақты тоқ бойынша режимі резисторларымен қамтамасыз етіледі.БГ жиілігін берілген шектерде өзгерту үшін варикап VD қосылған, Варикаптың VD жұмысы кернеумен басқарылады . Кернеу - БГ сыртқы синхрондалу режимінде жұмыс істегенде, жиілікті фазалық автореттеуші құрылғысымен реттеледі немесе өзгертіледі.

БГ сұлбасы (сурет 4.5) үш инвертордан DD1...DD3 тұрады, R₁ және R₅ кедергілері D1 және D2 элементтерін активті режимге ауыстыруды қамтамасыз етеді. Импульс ұзақтықтарын R₁ и R₆ резисторларын реттеу арқылы өзгертуге болады, резисторлардың кедергілері DD3 элементінің кіріс сиымдылығымен бірге уақыт бойынша кідіріс тізбегін құрайды. Жиіліктің реттелуі басқарылушы варикаппен VD іске асырылады.

БГ автогенерация режимінде және сыртқы жиілікті басқару режимінде де жұмыс істеуі қажет болғандықтан, сұлбада режимдерді ауыстыру мүмкіндігі қарастырылған. 4.6 суретте беруші генератор сұлбасы көрсетілген. Бұл сұлба кварцты тұрақтандырғышы бар автогенератордан, БГ өзі және жиілікті фазалық автореттеуші ЖФАР сұлбасынан тұрады. ЖФАР фазалық детектордан ФД, төменгі жиілікті фильтрдан ТЖФ; және БГ жиілігін ауыстырылуын басқаратын, сигналдарды құратын, тұрақты тоқ күшейткішінен тұрады.

Автогенерация режимінде 1 - 2, 4 – 6 ұстатқыштары орнатылады, ал жиілікті сырттай реттеу режимінде 2-3, 4 - 6 және 7 – 8 ұстатқыштары орнатылады. Осы кезде жұмысқа ЖФАР сұлбасы қосылады, ол синхрондаудың сыртқы жиілігінің фазасын және БГ өзінің жиілігінің фазасын салыстырады. Егер салыстыру нәтижесінде айырмашылықтар болса, сәйкес басқарушы сигнал өндіріледі, және БГ жиілігі синхрондау жиілігіне сай реттеледі.

Сурет 4.6 – Жиілікті фазалық автоматты реттеуші сұлбасы бар БГ сұлбасы

Сыртқы генератор режимін қолданғанда 5-6 ұстатқыштары орнатылады. Жергілікті генератордан жұмыс істейтін және сыртқы генератордан жұмыс істейтін сұлбалардың жұмысы бірдей болады.

Сыртқы синхрондау режимінде сұлба келесідей жұмыс істейді: 7-8 ұстатқыш орнатылады; жергілікті БГ жиілігі және сыртқы генератор жиілігі фазалық детекторға түседі, оның шығысында айырымды сигнал құрылады; ТЖФ сол сигналдың тұрақты құраушысын бөледі, оның шамасы оған әсер ететін сигнал жиілігінің айырымына пропорционалды болады; ТЖФ шығысындағы сигнал тұрақты тоқ күшейткішімен ТТК күшейтіледі, оның шығысында кернеулі сигнал құрылады, бұл сигнал БГ жиілігінің реттелуін басқарады (мысады варикапқа әсер ету арқылы).

Жиілік бөлгіштері

Әр түрлі тағайындалуы бар (разрядты, арналық, циклдық және аса циклдық) бөлгіштердің сұлбасыесептеуіш, регистрлер, дешифраторлар және т.б. логикалық сұлбалардың негізінде оңай іске асады.

триггерлеріндегі үш разрядты екілік есептеушіні қолданатын разряд бөлгішінің РБ (для ) функционалды сұлбасы 4.7,а суретте көрсетілген.

Бұндай РБ сегіз триггерден тұратын сақиналы есептеуші қолдану арқылы да іске асыруға болады 4.7,б сурет. Ұқсас әдістермен басқа да бөлгіштерді іске асыруға болады. Іс жүзінде бірінші нұсқа ең көп қолданысқа ие, өйткені бұл нұсқада аз триггерлер қолданылады.

Сурет 4.7 – Разряд бөлгіштерінің функционалды сұлбасы