Цифровая система передачи ИКМ-30

Размещено на http://www.allbest.ru/

2. Устройство и работа ИКМ-30

2.1 Общие сведения о ИКМ-30

Цифровая система передачи ИКМ-30 предназначена для формирования абонентских и соединительных линий ГТС и пригородной связи и позволяет организовать до 30 каналов ТЧ по парам низкочастотного кабеля ГТС, а при наличии соответствующего оборудования сопряжения и линейного тракта каналоформирующая аппаратура ИКМ-30 может использоваться для систем передачи по оптическим кабелям. Предусмотрена возможность организации канала звукового вещания вместо четырех каналов ТЧ и от одного до девяти каналов передачи дискретной информации со скоростью 8 кбит/с. Один канал передачи дискретной информации организуется в групповом тракте, остальные восемь - вместо одного из каналов ТЧ. Каналы ТЧ ИКМ-30 можно загружать нетелефонной информацией любого вида без ограничения их числа и способа группировки. параметр телефонный цифровой канал

Основные кабели на которых строится линейный тракт ИКМ-30, - это низкочастотные симметричные кабели типов Т и ТПП с диаметром жил 0,5 и 0,7 мм, но в случае необходимости система обеспечивает заданные параметры по высокочастотным кабелям ТЗ, ЗК, МКС с диаметром жил 1,2 мм. Линейный сигнал системы строится на основе сверхциклов, циклов, канальных и тактовых интервалов.

Линейный тракт системы строится на основе необслуживаемых регенерационных пунктов (НРП) и обслуживаемых регенерационных пунктов (ОРП). Длины регенерационных участков и секций дистанционного питания представлены в таблице 1. Длины регенерационных участков на реальной линии передачи выбираются в процессе проектирования с целью обеспечения номинальной помехозащищенности регенераторов, причем затухание регенерационного участка на полутактовой частоте fт/2 = 1024 кГц не должно превышать 36 дБ.

Таблица 1

Тип кабеля	Длина регенерационного участка, КМ	Максимальное расстояние между ОРП (длина секции ДП), КМ	Максимальная длина переприемного участка, по ТЧ, КМ
Т = 0,5	0,35 ……1,5	25	50
Т = 0,6	0,52…….2,3	36	72
Т = 0,7	0,59 ……2,6	41	82
ТПП = 0,5	0,47 ……2,0	28	56
ТПП = 0,7	0,62…….2,7	43	86

Электропитание оборудования оконечных станций и ОРП осуществляется от станционной батареи напряжением 60 В, а дистанционное питание НРП - по искусственным цепям постоянным током 110мА 10% по системе “провод - провод”. Напряжение дистанционного питания в зависимости от числа НРП может меняться в пределах 16….48 В для коротких линий и 35…..245 В для длинных. Линейный тракт охвачен системой телеконтроля, позволяющей выявлять поврежденный регенерационный участок или регенератор. Система телесигнализации позволяет осуществлять сигнализацию о пропадании цикловой и сверхцикловой синхронизации на противоположной станции и о понижении избыточного воздушного давления в корпусе НРП.

В состав оконечного пункта входят: стойка аналого-цифрового оборудования САЦО и стойка оборудования линейного тракта СОЛТ.

Обслуживаемые регенерационные пункты комплектуются стойками СОЛТ. Необслуживаемые регенерационные пункты устанавливаются в колодцах кабельной сигнализации ГТС большого типа и размещаются в специальных герметизированных контейнерах НРП-К12, в которых может располагаться оборудование НРП для 12 систем.

Система комплектуется специализированной контрольно-измерительной аппаратурой: прибором контроля достоверности ПКД-У, пультом контроля регенераторов ПДКР, измерителем затухания кабельной линии ИЗКЛ, измерителем шумов квантования (ИШК), пультом контроля согласующих устройств ПКСУ.

2.2 Аналого-цифровое оборудование ИКМ-30

Назначение

Аналого-цифровое оборудование АЦО предназначено для формирования 30-канального цифрового сигнала с временным разделением каналов (первичного цифрового потока ПЦП) со скоростью 2048 кбит/с и формирования 30 сигналов ТЧ на приеме из первичного цифрового потока. Кроме указанных функций АЦО обеспечивает согласование низкочастотных окончаний каналов ТЧ с линейным оборудованием коммутационных систем, организацию сигнальных каналов и передачу сигналов дискретной информации и звукового вещания в групповом цифровом потоке.

Электропитание стойки осуществляется от источника постоянного тока 60В (с заземленным плюсом) по двум фидерам, цепи сигнализации рекомендуется питать от отдельного источника 60В. Допустимые колебания напряжения питания находятся в пределах от 54 до 66В. Псофометрическое напряжение пульсации источника не должно превышать 5х10^-3 В.

Расход тока составляет:

- В основных цепях при одной тридцатиканальной системе, установленной на стойке не более 2А;

- В основных цепях при четырех тридцатиканальных системах, установленных на стойке не более 10А;

- В цепях сигнализации не более 0,5 А.

Габаритные размеры стойки 2600х600х315мм. Вес полностью укомплектованной стойки не более 335 кг.

Не допускается устанавливать стойки вплотную к стене или тыльными сторонами друг к другу. Расстояние между рядами стоек или тыльной стороной стойки и стеной помещения должно быть не менее 1метра.

Стойка нормально работает при температуре окружающего воздуха от плюс 5 до плюс 40°С и относительной влажности воздуха до 95% при температуре до плюс 30°. В каркасе стойки размещаются съемные каркасы, предназначенные для АЦО и панель обслуживания ПО-1, которые подключаются к стойке через разъемы. В верхней раме САЦО размещены три лампы станционной сигнализации, пять клемм для подключения внешних источников питания и “земли”. Две гребенки для подключения к стойке общестанционного табло, транспаранта и цепей служебной связи стойки СОЛТ, одна гребенка для подключения к стояке кодовых частот. В средней части стойки расположена панель обслуживания ПО-1, над ней - одно АЦО, под ПО-1 и под верхней рамой могут быть ещё дополнительно расположены три АЦО. Панели коммутации вентиляторов крепятся с задней стороны стойки. Они предназначены для автоматического включения и выключения вентиляторов. Включение вентиляторов осуществляется при температуре 47 - 52°С, а выключение при температуре от 40°С до 46°С.

Технические данные

Параметры стыка оборудования аналого-цифрового или линейного тракта:

- Амплитуда импульсов на выходе передающей части между АЦО и оконечным оборудованием линейного тракта 3 0,3 В при нагрузке на активное сопротивление 120 Ом 2%;

- Длительность импульса (на уровне 0,5 амплитуды) 0,240,03 мкс;

- Время нарастания спада импульса (от 10 до 90% уровня амплитуды) не более 0,08 мкс;

- Амплитуда выбросов на вершине импульсов не более 0,3 В;

- Тактовая частота линейного сигнала 2048000 5 Гц;

- Относительная нестабильность тактовой частоты линейного сигнала 3х10^-5;

- Вид кода линейного сигнала - биполярный;

- Входное сопротивление приемной части АЦО и входное сопротивление регенератора 120 Ом при коэффициенте отражения 0,1;

- Затухание соединительного кабеля между АЦО и оконечным оборудованием линейного тракта на частоте 1024 кГц должно быть не более 6 дБ;

- Приемная часть АЦО обеспечивает нормальную работу аппаратуры при изменении затухания соединительного кабеля между АЦО и оборудованием линейного тракта на частоте 1024 кГц от 0 до 6 дБ;

Электрические параметры телефонных каналов:

- Остаточное затухание каналов при двухпроводном окончании устанавливается равным: 1,8; 3,5; и 7,0 дБ. Заводская точность установки 0,55 дБ.

При четырех проводном окончании каналов остаточное затухание устанавливается равным:

а) 0дБ с измерительными уровнями на входе и выходе канала -3,5 дБ;

б) 17,3 дБ с измерительным уровнем на входе канала -13 дБ и на выходе +4,3 дБ;

Точность установки остаточного затухания на заводе в этом случае рана 0,3 дБ.

Нестабильность остаточного в течение месяца равна 0,5 дБ.

- Отклонение амплитудно-частотной характеристики канала от уровня на частоте 800 Гц не превышает 1/5 нормы МСЭ (международный совет электросвязи).

- Номинальное значение входного и выходного сопротивления канала равно 600 Ом при коэффициенте отражения 0,05 в двухпроводном окончании и 0,1 - в четырехпроводном.

- Средняя величина псофометрической мощности шума в канале при отсутствии загрузки остальных каналов не менее -65 дБмо.

- Кодирование сигналов восьмиразрядное неравномерное и осуществляется по логарифмическому закону.

Отношение сигнал/шум квантования в динамическом диапазоне измерительного сигнала в виде белого шума от -3 дБмо до -55дБмо меньше теоретического на величину не более 4,5 дБ.

- Защищенность от внятных переходных влияний между каналами одной системы на ближнем и дальнем конце не менее 68 дБ для 75% пар каналов и 65 дБ для 100% пар каналов.

- Вместо 1,9,16 и 24-го телефонных каналов может быть организован канал вещания 2-го класса.

- Вместо 8-го телефонного канала могут быть организованы восемь каналов передачи дискретной информации со скоростью 8 кБод. Кроме того для передачи дискретной информации может быть использован первый разряд нулевого канального интервала. Формирование всех девяти каналов дискретной информации выполняется с помощью блока дискретной информации (ДИ). Кроме того, предусмотрена возможность организации каналов дискретной информации с помощью аппаратуры сопряжения вместо любого телефонного канала или вместо всех телефонных каналов.

Минимальная длительность посылок и пауз дискретной информации равна 125 мкс. Номинальное значение входного и выходного сопротивления блока ДИ равно 2000 Ом. Амплитуда импульсов на входе и выходе блока ДИ от 2,4 до 4,5 В, импульсы имеют положительную полярность относительно земли.

2.3 Состав аналого-цифрового оборудования

Стойка аналого-цифрового оборудования включает в себя:

- оборудование аналого-цифровое;

- панель обслуживания;

- фильтр питания;

- комплект ЗИП;

- панель коммутации вентилятора (ПКВ-1);

- панель коммутации вентилятора (ПКВ-2).

Оборудование аналого-цифровое включает в себя следующие блоки:

- генератор задающий;

- делитель частоты;

- делитель канальный;

- кодер - цифровая часть;

- кодер - аналоговая часть;

- декодер;

- формирователь линейного сигнала;

- преобразователь кода приема;

- приемник синхросигналов;

- блок дискретной информации;

- блок контроля и сигнализации;

- приемопередатчик;

- устройство питающее.

В АЦО предусмотрены места для установки тридцати блоков согласующих устройств любых из трех типов:

- устройств согласующих исходящих;

- устройств согласующих входящих;

- устройств согласующих входящих междугородних.

Дополнительно на стойке могут быть установлены три АЦО.

2.4 Устройство и работа АЦО ИКМ-30

Сверхцикл передачи (СЦ) представляет собой интервал времени, за который передается информация всех сигнальных каналов (каналов СУВ) и каналов аварийной сигнализации. Длительность сверхцикла в системе ИКМ-30 Тсц = 2,0 мс. Сверхцикл состоит из 16 циклов передачи. В течении цикла, длительность которого равна интервалу дискретизации Тц = Тд = 125 мкс, передаются восьми разрядные кодовые комбинации 30 каналов ТЧ, кодовые комбинации двух сигнальных каналов или сигнал сверхцикловой синхронизации СЦС (либо сигнал потери сверхциклового синхронизма), сигнал цикловой синхронизации ЦС (либо сигнал потери цикловой синхронизации), сигнал дискретной информации смотри рисунок 2 .

Цикл передачи соответствует Рекомендации МСЭ G.732 и состоит из 32 канальных интервалов КИ₀ …. КИ₃₁ с длительностью Тки = 3,91мкс.

Канальные интервалы КИ₁ …. КИ₁₅ и КИ₁₇ …. КИ₃₁ предназначены для передачи информации каналов ТЧ. Каждый канальный интервал состоит из восьми разрядов Р_1…….. Р₈ , Тр = 488 нс. Частота следования циклов передачи равна частоте дискретизации f_ц = f_д = 8 кГц, частота следования канальных интервалов f_к.и, а частота следования символов (разрядов) в цикле, или тактовая частота f_т. Так как в каждом разряде передается 1бит информации, скорость передачи информации в цифровом потоке линейного сигнала v_и = 2048 кбит/с, а частота следования сверхциклов f_сц = f_ц/16 = 8/16 = 0,5 кГц.

Цикловой синхросигнал передается в КИ₀ в четных циклах на позициях Р_2…… Р₈ и имеет вид 0011011. На позициях Р₁ нулевого КИ передается сигнал дискретной информации. В нечетных циклах на позиции Р₃ передается сигнал сбоя цикловой синхронизации, на позиции Р₆ - сигнал проверки остаточного затухания канала ОЗ и на позиции Р₂ - символ 1.

В канальном интервале КИ₁₆ на позициях Р_1, Р₂ и Р_5, Р₆ в циклах Ц_1……Ц₁₅ передаются сигналы СУВ прямого и обратного направления для каждого из двух каналов ТЧ, закрепленных за циклом. Передача СУВ осуществляется поочередно в 15 циклах для 1- и 16-го, 2- и 17-го, 3- и 18-го, …., 15- и 30-го каналов ТЧ. В том же КИ₁₆ на позициях Р_1….. Р₄ в цикле Ц₀ передается сигнал сверхцикловой синхронизации 0000, на позиции Р₆ - сигнал отсутствия сверх цикловой синхронизации, на позициях Р_5, Р₈ - единичные символы, Р_3, Р₇ - нулевые символы. Позиции Р_3, Р₈ в КИ₁₆ заняты нулевыми символами и в циклах, отличных от Ц_0.

Линейный сигнал на тактовых интервалах представляет собой импульсы и пробелы, длительность символа 24030 нс, амплитуда импульса 3 0,3 В на нагрузке 120 Ом. В системе применен квазитроичный линейный код с чередованием полярности импульсов ЧПИ.

Кодовые комбинации в системе получают с помощью кодера с нелинейной характеристикой квантования. Характеристика кодера соответствует логарифмическому закону компаундирования А=87,6, аппроксимированному 13 сегментами с отношением наклонов соседних сегментов, равным двум. Система цикловой и сверхцикловой синхронизации позволяет восстанавливать состояние синхронизма в течение 2 мс. Остаточное затухание каналов системы в двухпроводном окончании может быть установлено равным 1,8; 3,5 и 7,0 дБ, а в четырехпроводном 0 и -17,3 дБ.

Канал звукового вещания организуется вместо 1-, 9-, 16- и 24-го каналов, а дискретная информация без использования систем тонального телеграфа и модемов систем передачи данных может быть введена в 8-й канал.

Структурная схема

Структурная схема АЦО-30 представлена на рисунке 3. Низкочастотный сигнал проходит через провода а, в согласующего устройства СУ и далее в тракт передачи блока приемопередатчика ПП канала. В тракте ПП сигнал ограничивается по спектру происходит амплитудно-импулъсная модуляция сигнала и после дискретизации поступает в виде импульсов АИМ-1 на вход групповой части, где объединяется с импульсами других каналов. Управление работой ключей АИМ-модуляторов осуществляется импульсными последовательностями КИ₁...КИ₁₅, КИ₁₇…КИ₃₁, получаемыми в делителе канальном передачи.

Групповой АИМ сигнал поступает в блок кодера (аналоговой части) Код А на устройство выборки и хранения УВХ, формирующее сигнал АИМ-2 и осуществляющее увеличение длительности АИМ сигнала. С выхода усилителя ввода УВв сигнал поступает на компаратор. Цифровая часть кодера Код Ц управляет включением эталонных токов блоков эталонов кодера БЭК и в целом процессом поразрядного взвешивания. Сформированная кодовая комбинация из регистров памяти РП через устройство вывода сигнала кодера УВСК направляется в блок формирователя линейных сигналов ФЛС на вход устройства объединения УО. Туда же поступают сигналы от СУВ от СУ, сигналы цикловой и сверхцикловой синхронизации, сформированные соответствующим формирователем синхросигнала ФСС, аварийные сигналы о сбое ЦС и СЦС и сигналы ДИ. Таким образом на выходе УО формируется полный формат сверхцикла передачи. Двоичный цифровой поток поступает на преобразователь кода передачи ПКпер, формирующий квазитроичный линейный сигнал в коде ЧПИ.

В тракте приема АЦО регенерированный квазитроичный сигнал поступает из блока РС СОЛТ на блок ПКпр. Устройство регенерации РПр обеспечивает регенерацию цифрового сигнала, искаженного на соединительной линии СОЛТ-САЦО (затухание линии на этом участке на полутактовой частоте может достигать 6дБ).

Преобразователь кода приема обеспечивает формирование двоичного сигнала. Двоичный линейный сигнал проходит через блок ПР.Синхр, в котором соответствующие приемники обеспечивают выделение из группового ИКМ сигнала сигналов ЦС, СЦС, четыре цифровых потока СУВ и аварийных сигналов о сбое ЦС и СЦС на противоположной станции. Выходные сигналы приемников обеспечивают синхронизацию генераторного оборудования и работу сигнальных каналов. Далее групповой ИКМ сигнал поступает на декодер. С выхода последнего квазианалоговый АИМ сигнал проходит через временные селекторы приемных частей блоков ПП и после восстановления фильтрами НЧ (выделение разговорного сигнала) оказывается в СУ и после по проводам “а” и “в” к абоненту АТС. Управление работой ключей АИМ-модуляторов осуществляется импульсными последовательностями КИ₁...КИ₁₅, КИ₁₇…КИ₃₁, получаемыми в делителе канальном передачи.

Работа трактов передачи и приема осуществляется под воздействием управляющих сигналов, вырабатываемых генераторным оборудованием передачи и приема. Генераторное оборудование передачи содержит блоки задающего генератора ЗГ и распределителей импульсных сигналов, называемых в системе ИКМ-30 делителями. Генераторное оборудование приема в качестве тактового сигнала использует тактовую частоту, получаемую от ВТЧ ПКпр.

Аварийные сигналы поступают в блок контроля и сигнализации КС, который обеспечивает контроль напряжений питания, состояния циклового и сверхциклового синхронизма, блокирующих устройств низкочастотных окончаний каналов и наличие аварийных сигналов в цифровом сигнале, поступающем с противоположной станции. Выходные сигналы КС включают оптическую сигнализацию панели обслуживания ПО-1. Устройство питания формирует питающие напряжения -5, +5, -12, и +12 В.

Генераторное оборудование передачи состоит из генератора задающего, частота которого стабилизирована кварцем, двух делителей частоты ДЧ и ДК.

Задающий генератор вырабатывает две сдвинутые друг относительно друга на 180° импульсные последовательности: строб 1 и строб 2, управляющие работой передающей части АЦО.

Стробы 1 и 2 выведены также на разъемы устройства вводного и могут быть использованы для управления работой сопрягаемого с АЦО оборудования.

Предусмотрен также внешний запуск и внешняя синхронизация задающего генератора.

Импульсная последовательность с частотой следования 2048 кГц последовательно делится на 8, на 32 и на 16. С выходов делителя на 8 получают восемь сдвинутых друг относительно друга разрядных импульсных последовательностей с частотой следования 256 кГц (Р₁...Р₈).

С выходов делителя на 32 получают сдвинутые друг относительно друга импульсные последовательности с частотой следования 8 кГц (КИ₀…КИ₃₁).

С выхода делителя на 16 получают сдвинутые друг относительно друга импульсные последовательности с частотой следования 500 Гц (Ц₀...Ц₁₅).

Делители генераторного оборудования приема одинаковы по построению с делителями генераторного оборудования передачи, только на вход делителя на 8 подается импульсная последовательность 2048 кГц не от генератора задающего, а от преобразователя кода приема.

Для обеспечения возможности работы аппаратуры в интегральной цифровой сети связи предусмотрена возможность “жесткого” синфазирования генераторного оборудования передачи и приема как по циклам, так и по сверхциклам точностью до разряда.

В этом случае запуск (установка) делителей передачи осуществляется от приемника синхросигналов через формирователь сигналов управления.

Вместо четырех телефонных каналов: ТК1, ТК9, ТК16 и ТК24 может быть организован канал вещания. Для этой цели вместо приемопередатчиков этих каналов устанавливаются передатчик вещания и приемник вещания.

Управление АИМ-модуляторами передатчика осуществляется импульсной последовательностью с частотой 32 кГц, импульсы которой совпадают с последовательностями КИ₁, КИ₉, КИ₁₇ и КИ₂₅. Последовательность квантует по времени сигнал вещания.

АИМ-сигнал вещания параллельно с АИМ-сигналами телефонных каналов поступает на вход кодера.

На приеме после декодирования АИМ-сигнал вещания выделяется временным селектором в Пр.В, а после фильтрации и усиления поступает на разъем устройства вводного. Передача дискретной информации может осуществляться по девяти цифровым каналам, образуемым разрядом Р₁ КИ_О и разрядами Р₁...Р_З КИ₈.

Предусмотрена также возможность использования для передачи дискретной информаций разрядов любого телефонного канала или всех каналов. В этом случае оборудование дискретной информации должно вырабатывать сигнал "запрет телефонирования", запрещающих передачу телефонных сигналов в выбранном ТК.На передаче дискретные сигналы через передающую часть блока ДИ поступают на схему объединения ФЛС, где вводятся в групповой ИКМ-сигнал. На приеме сигнала дискретной информации выделяются в приемной части блока ДИ из группового ИКМ-сигнала и затем через разъем вводного устройства поступают к потребителю.

Сигналы пропадания ИКМ-сигнала на приеме и передаче, сигналы выхода из синхронизма на своей и противоположной станции, сигнал блокировки согласующих устройств также сигналы пропадания питающих напряжений поступают в блок контроля и сигнализации (КС), откуда через разъем вводного устройства подаются на панель обслуживания ПО-1 стойки.

В блоке КС осуществляется контроль остаточного затухания по 23-ему телефонному каналу. Для этого через 6 мин, если канал свободен, образуется шлейф через удлинители (усилители), затухание (усиление) которых выбрано так, чтобы при нормальном остаточном затухании канал возбудился. Сигнал об образовании шлейфа передается на противоположную станцию в разряде Р₆ КИ_О нечетных циклов. При повышении остаточного затухания более, чем на 6 дБ возбуждения канала не произойдет и из блока КС будет выдан сигнал о повышении остаточного затухания. Устройство питающее вырабатывает питающие напряжения, необходимые для питания всех блоков АЦО. УП состоит из преобразователя напряжений постоянного тока и стабилизаторов напряжения. Преобразователь работает на частоте 16 кГц и захватывается от делителя частоты передачи. Схема защиты УП обеспечивает снятие напряжения 60 В с согласующих устройств при пропадании любого из питающих напряжений и при любом виде аварий.

2.5 Устройство и работа составных частей АЦО ИКМ-30

2.5.1 Приемопередатчик

Приемопередатчик аппаратуры ИКМ-З0 предназначен для преобразования аналогового телефонного сигнала в АИМ - сигнал на передаче и обратного преобразования на приеме.

Структурная схема представлена на рисунке 4.

Тракт передачи включает в себя дифференциальную систему с балансным контуром, удлинитель на 9,5 дБ, усилитель низких частот, фильтр нижних частот, ключевой модулятор, схему формирования управляющего импульса. Тракт приема включает временной селектор, формирователь управляющих импульсов, фильтр нижних частот, усилитель низких частот, три удлинителя на 2.5; 1.8; 3,5 дБ. Приемопередатчик обеспечивает организацию как двухпроводного так и четырехпроводного трактов телефонного сигнала. В исходном состоянии приемопередатчик имеет двухпроводное окончание. Четырехпроводный режим осуществляется как автоматически так и постоянно при транзитном соединении двух каналов.

Рисунок 4. Структурная схема приемопередатчика.

Сигнал через дифсистему и удлинитель поступает на вход усилителя низких частот. Он обеспечивает согласование входа канала (R_вх ⁼ 600 Ом) со входом фильтра (R_вх = 6 кОм).

Усилитель собран по схеме с отрицательной обратной связью по току. При небольшом коэффициенте усиления эта схема дает хорошую температурную стабильность.

Фильтр нижних частот, стоящий после усилителя, ограничивает спектр телефонного сигнала до частоты 3400 Гц.

С выхода фильтра телефонный сигнал поступает на модулятор. Он преобразует аналоговый сигнал в дискретизированный по времени сигнал (АИМ-1) с частотой дискретизации 8 кГц.

Амплитуда пробы АИМ - сигнала на нагрузке 470 Ом (входное сопротивление группового тракта) должна быть равна U_m=1В при максимальном уровне сигнала на входе канала 3 дБмо (смотри рисунок 5).

Рисунок 5. Амплитуда пробы

На приеме с выхода декодера сигнал (АИМ-2), максимальная амплитуда которого U_m=2В, поступает на временной селектор. Для управления работой временного селектора используется формирователь.

Временной селектор предназначен для выделения проб АИМ данного канала из многоканального АИМ-сигнала. С выхода временного селектора сигнал поступает на вход фильтра низших частот. Фильтр выделяет огибающую проб АИМ и восстанавливает исходный телефонный сигнал с частотным спектром не выше 3400 Гц. С выхода фильтра нижних частот восстановленный сигнал поступает на вход усилителя.

Усилитель предназначен для согласования выходного сопротивления фильтра (R_вых равно 600 Ом).

С выхода усилителя телефонный сигнал через систему удлинителей и дифсистему поступает на выход канала.

При всех включенных удлинителях остаточное затухание равно 7.0 дБ.

2.5.2 Генераторное оборудование (ГО)

Генераторное оборудование предназначено для управления работой функциональных узлов аппаратуры, производящих обработку сигналов на передающей и приемной частях. Генераторное оборудование выполняет функции формирования необходимой сетки частот и функций распределения управляющих последовательностей во времени.

ГО состоит из двух частей: передающей (ГО пер) и приемной (ГО пр) и обеспечивает формирование импульсных последовательностей с определенной сеткой частот:

f=2048 кГц; f/8=256 кГц; f/256=8 кГц; f/4096=500 Гц.

Генератор задающий, входящий в ГО пер, на восьми выходах формирует импульсные последовательности тактовой частоты 2048 кГц со стабильностью 3х10^-5.

Допускается три режима работы ГО:

I. Режим внутренней синхронизации, являющийся основным.

2. Режим "Внешний запуск" предназначен для запуска генератора от

внешнего источника сигнала с тактовой частотой 204800060Гц. Запускающий сигнал может быть двух видов:

- синусоидальной формы с эффективным значением напряжения I0,2 В и входным сопротивлением источника 600 Ом;

- "коробчатой" формы со скважностью 20,5 (без изменения тактовой частоты), который представляет собой чередование логических единиц (величина напряжения не менее 2,5 В) и нулей (величина напряжения не более 0,4 В).

Величина выходного сопротивления источника сигнала в этом случае не более 600 Ом.

3. Режим “внешняя синхронизация” осуществляет запуск генератора от внешнего сигнала методом синхронизации автоколебательного устройства через систему фазовой автоподстройки частоты. Синхронизирующий сигнал имеет “коробчатую” форму со скважностью 20,1 и представляет собой чередование логических “единиц” и “нулей”. Длительность фронтов не более 50 нс.

Для регулировки частоты в режиме “внутренняя синхронизация” на переднюю панель генератора выведена ручка “Рег.част”.

Пределы подстройки 2048000120 Гц.

На передней панели размещено контрольное гнездо “2048 кГц”, имеющее закрытый выход частоты 2048 кГц через емкость с одного из восьми выходов генератора. Для питания генератора задающего необходим один источник тока с напряжением 5 В, потребляемый ток не менее 500 мА и другой источник тока с напряжением -12 В, потребляемый ток менее 100 мА.

Генераторное оборудование передачи (ГО пер).

Структурная схема ГО пер. изображена на рисунке 6 и включает в себя следующие функциональные узлы:

- генератор задающий, обеспечивающий формирование сигналов тактовой частоты и управляющий работой других блоков ГО;

- делитель разрядный, обеспечивающий формирование и распределение во времени восьми импульсных последовательностей с частотой следования f/8=256 кГц, соответствующих восьми разрядам кодовой группы;

- делитель канальный, обеспечивающий получение тридцати двух импульсных последовательностей с частотой следования 8 кГц, соответствующих тридцати двум канальным интервалам цикла;

- делитель цикловой, формирующий импульсные последовательности соответствующие циклам и образующие сверхцикл, необходимые для передачи СУВ.

Кроме того ГО пер. включает в себя ряд дополнительных элементов формирующих последовательности, необходимые для работы различных блоков аппаратуры. Сюда входят: схема формирования импульсной последовательности 8 кГц с длительностью импульсов 62,5 мкс, схема формирования импульсной последовательности 32 кГц с длительностью импульсов 1,95 мкс.

ГО пер. также формирует сигнал цикл четный (ЦЧ) с частотой 4 кГц и длительностью импульсов 125 мкс.

Конструктивно ГО передачи расположено в трех блоках: в блоке ГЗ, в блоке ДЧ, включающем в себя ДР и ДЦ и в блоке ДК.

Рисунок 6. Структурная схема генераторного оборудования передачи

Генераторное оборудование приема (ГО пр).

Структурная схема ГО пр. изображена на рисунке 7, идентична структурной схеме ГО пер. Отлична лишь в том, что ГО пр не входит ГЗ-2048, а строб-1, необходимый для запуска делителя частоты, выделяется преобразователем кода приема (ПКпр.) из ИКМ - сигнала. Функциональные узлы ГО пр. также идентичны узлам ГО пер, и отличие передающей и приемной частей ГО заключается лишь в запускающих и формирующих последовательностях. Так на передаче делитель на тридцать два запускается 2-м разрядом, на приеме - 3-м разрядом. Делитель канальный на передаче запускается 3-м разрядом, на приеме - 1-м разрядом. Делитель цикловой на передаче запускается сигналом (КИ_ОШИ), на приеме - (КИ_ОС). На передаче Строб АИМ формируется 4-м и 2-м разрядами, на приеме Строб ВС формируется 1-м сдвинутым на Т/2 и 5-м разрядами.

Так же как в ГО пер, в ГО пр. входит ряд дополнительных элементов: схема формирования импульсов 8 кГц с длительностью 62,5 мкс, схема формирования сигнала запуска декодера.

Кроне того ГО пр, формирует сигналы КИ₇Ш, КИ₁₆С, КИ_ОС, 32 кГц, ЦН.

Основной особенностью работы генераторного оборудования приема является необходимость его первоначальной установки сигналами, поступающими от устройств цикловой и сверхцикловой синхронизации. Эти устройства, воздействуя на генераторное оборудование приема, смещают начало работы так, чтобы начало цикла на приеме и передаче совпадало.

Для этого в ГО пр. предусмотрена установка ГО по циклу и установка ГО по сверхциклу.

При отсутствии синхронизма по циклам, от устройства синхронизации на шину установки по циклу поступает положительный импульс, соответствующий восьмому разряду нулевого канала.

Рисунок 7. Структурная схема генераторного оборудования приема. Этот импульс инвертируется и поступает на входы сброса всех триггеров ДР и ДК. Триггеры ДР и первый триггер делителя на тридцать два устанавливается в нулевое состояние, остальные четыре триггера делителя - в единичное состояние. Все триггеры канальных регистров устанавливаются в нулевое состояние, кроме первого триггера второго регистра, который устанавливается в единичное состояние. Первый после сброса тактовый импульс запишет "единицу" в первый триггер ДР и после восьмого разряда нулевого канала сформируется 1-й разряд в первом канальном интервале, что соответствует условию синхронизма ГО пер. и ГО пр.

Синхронизм по сверхциклу достигается путем подачи сигнала установки по сверхциклу, опрокидывающего в нулевое состояние триггеры сверхциклового делителя на 16. Этот импульс подается на месте 16 канального интервала в нулевом цикле.

В результате опрокидывания триггеров возникает высокий потенциал на выходе элемента, подключенного к, инверсным выходам всех триггеров, импульсы с выхода которого считают в качестве импульсов нулевого цикла. Кроме синхронизации по циклу и сверхциклу при работе аппаратуры в интегральной сети связи используется жесткая связь по фазе между передачей, и приемом данной станции. Для этой цели в делителе канальном и в делителе цикловом предусмотрен выход всех канальных интервалов и циклов на гребенки.

Делитель разрядный

Делитель разрядный представляет собой восьмиразрядный распределитель, построенный на основе регистра сдвига со схемой управления записью в первый триггер.

Регистр состоит из восьми триггеров, с выходов которых снимаются восемь сдвинутых друг относительно друга на величину тактового интервала импульсных последовательностей с частотой 256 кГц. В регистре с приходом продвигающего импульса осуществляется сдвиг сигнала "нуль", которому соответствует низкий положительный уровень, для чего в цепь сдвига подаются тактовые импульсы от генератора задающего.

Функциональная схема делителя разрядного представлена на рисунке 8.

Схема управления записью служит для периодической записи "нуля" в первый триггер с частотой 256 кГц. Она представляет собой схему И-НЕ, на входы которой подаются сигналы с прямых выходов триггеров У1-У7 регистра.

Начальное состояние триггеров У1-УЗ после подачи на схему питания произвольное. Цепь их установки функционирует только при работе в составе приемной части оборудования АЦО.

Если любой из этих триггеров находится в “нуле”, то с прямого выхода его, на схему управления поступает низкий потенциал. На выходе схемы управления при этом устанавливается высокий потенциал.

По фронту 0-1 продвигающего импульса триггер У1 установится в состояние “единица”. С приходом следующего продвигающего импульса "единица" запишется в триггер У2, а триггер У1 установится в соответствии с сигналом со схемы управления “единицы” будут записываться в триггер У1 и продвигаться по регистру до тех пор, пока все триггеры У1-У7 не установятся в единичное состояние. Следующий импульс устанавливает У1 в нулевое состояние. После этого на выходе схемы управления устанавливается "единица", У1 находится в нулевом состояния, в течение одного такта.

Следующий "нулевой" импульс на выходе схемы управления пройдет через семь тактов, когда "нуль", поочередно сдвигаясь из У1 по триггерам регистра, запишется в У8. В следующем такте У8 установится в "единицу", а У1 - в "нуль". После этого устанавливается нормальный цикл работы делителя разрядного. Триггеры У1-У8 поочередно переходят в нулевое состояние и один раз за восемь тактов "нуль" записывается в первый триггер У1 регистра. Длительность импульса со схемы управления равна периоду тактовой частоты. Каждый тактовый импульс опрокидывает только два триггера, осуществляя запись "нуля" в очередной триггер и возвращая в "единицу" предыдущий.

По сигналу "Установка по циклам" триггер У1 устанавливается в "нуль", триггеры У2-У8 - в "единицу".

Фронт 0-1 импульса Строб 1 опережает по времени задний фронт импульса установки. Первый импульс Строб 1 приходит, когда сигнал установки триггеров еще не снят. Он не изменит состояний триггеров. Но триггер У1 под действием этого импульса должен установиться в нулевое состояние. Поэтому установка триггера У1 по сигналу “Уст. по Ц” осуществляется в нулевое состояние.

Восемь импульсных последовательностей частоты 256 кГц и длительностью 0,49 мкс поступают к различным блокам через мощные элементы У9-У16.

Временные диаграммы, поясняющие работу делителя разрядного, представлены на рисунке 9.

Кроме восьми разрядов на плате делителя разрядного формируется также импульсная последовательность "Строб АИМ" с длительностью импульсов 2,93 мкс на передаче и "Строб ВС" с длительностью 1,95 мкс на приеме. Эти импульсные последовательности. с частотой 256 кГц необходимы для стробирования канальных интервалов, управляющих модуляторами АИМ на передаче и селекторами АИМ на приеме. Формирователь представляет собой триггер, на входы которого подаются импульсы от 4-го и 2-го разрядов на передаче (Строб АИМ) и 1-го, сдвинутого на Т/2 и 5-го разрядов на приеме (Строб ВС).

Делитель разрядный конструктивно выполнен на одной плате, входящей в блок ДЧ.



Делитель канальный представляет собой делитель-распределитель на тридцать два и состоит из следующих функциональных узлов: делителя на тридцать два, двух регистров сдвига и дешифратора.

Функциональная схема делителя канального представлена на рисунке 10. Делитель на тридцать два является пятиразрядным счетчиком с последовательным переносом (рисунок 11).

Коэффициент деления счетчика определяется тем, что канальные интервалы должны следовать с частотой 8 кГц. Запуск делителя на тридцать два осуществляется вторым разрядом на передаче и третьим разрядом на приеме, поступающими с делителя разрядного. С делителя на тридцать два снимаются импульсные последовательности “Управление 32 кГц” и “Управление 8 кГц”, необходимые для управления работой двух регистров сдвига. Сигнал "Управление 32 кГц" организуется путем объединения на схеме “И” импульсных последовательностей_, поступающих с выходов первых трех триггеров счетчика. Сигнал “ Управление 8 кГц “ организуется путем объединения на схеме "И" импульсных последовательностей, поступающих с выходов последних двух триггеров счетчика. Сигнал "Управление 32 кГц" поступает на управляющий вход первого триггера первого регистра сдвига. Сигнал “Управление 8 кГц” поступает на управляющий вход первого триггера второго регистра сдвига.



Первый регистр сдвига является восьмиразрядным распределителем, выполненным на восьми триггерах D-типа. Работает распределитель аналогично разрядному распределителю и с выходов восьми его триггеров снимаются восемь сдвинутых друг относительно друга на величину канального интервала импульсных последовательностей с частотой 32 кГц. Так как выходные импульсные последовательности 8 кГц служат для управления модуляторами АИМ, образующими пробы сигнала, кодирование которого начинается с 1-м разрядом, то очевидно, что канальные импульсы должны формироваться раньше 1-ого разряда. Поэтому в качестве продвигающего импульса в первом регистре сдвига используется 3-й разряд (на приеме 1-й разряд), поступавший от разрядного делителя.

Второй регистр сдвига по построению аналогичен первому. Он также состоит из восьми триггеров D-типа с выходов которых снимаются сдвинутые друг, относительно друга импульсные последовательности с частотой 8 кГц. В отличие от первого регистра сдвига, где продвижение сигнала 32 кГц осуществлялось одновременной подачей на все тактовые входы триггеров третьего (или первого) разряда, во втором регистре продвижение сигнала 8 кГц осуществляется подачей на тактовые входы триггеров двух продвигающих последовательностей, сдвинутых друг относительно друга. На тактовые входы нечетных триггеров второго регистра сдвига поступает импульсная последовательность 32 кГц, снимаемая с седьмого триггера первого регистра сдвига. На тактовые входы четных триггеров второго регистра сдвига поступает импульсная последовательность 32 кГц, снимаемая с третьего триггера первого регистра сдвига. Это необходимо для того, чтобы с выходов всех восьми триггеров второго регистра сдвига снижались импульсные последовательности с перекрытием во времени. В противном случае при объединении сигналов с регистров на дешифраторе могут появиться просечки.

Импульсные последовательности частот 8 кГц и 32 кГц, снимаемые с выходов триггеров обоих регистров, поступают на входы дешифратора.

Дешифратор представляет собой тридцать два элемента, на которых происходит логическое сложение сигналов, поступающих с регистров сдвига. Кроме импульсных последовательностей 32 кГц к 8 кГц на тридцать элементов дешифратора поступает импульсная последовательность.

“Строб АИМ” (“Строб ВС” на приеме), осуществляющая стробирование получаемых канальных интервалов. На два элемента импульсная последовательность “Строб АИМ” не поступает. С выходов этих двух элементов снимаются импульсные последовательности, соответствующие нулевому и шестнадцатому канальным интервалам, с длительностью 3,9 мкс. С выходов остальных тридцати элементов снимаются импульсные последовательности, соответствующие 1-15, 17-31 канальным интервалам, с длительностью 1,9 мкс. Временные диаграммы, поясняющие работу делителя на тридцать два, канальных регистров и дешифратора, приведены на рисунке 12 и рисунке 13. Диаграммы показаны для случая передачи.

Рисунок 11. Функциональная схема делителя на 32.

Рисунок 12. Временные диаграммы работы делителя на 32.



Рисунок 13. Временные диаграммы работы канальных регистров и дешифратора

Делитель цикловой

Делитель цикловой, представляющий делитель - распределитель на шестнадцать, достроен на основе дешифратора, имеющего шестнадцать выходов по числу требуемых циклов в сверхцикле.

Функциональная схема делителя циклового приведена на рисунке 14.

Для управления дешифратором служит четырехразрядный делитель на шестнадцать с последовательным переносом, выполненным на триггерах. Запуск делителя осуществляется импульсом, соответствующим нулевому канальному интервалу.

Дешифратор представляет собой шестнадцать четырехвходовых элементов, входы которых подключены к прямому или инверсному выходам каждого из четырех триггеров делителя. В результате высокий потенциал на каждой из выходных шин дешифратора возникает только один раз за цикл работы делителя, когда на всех входах соответствующего элемента присутствуют высокие потенциалы, причем высокий потенциал возникает только на одной из выходных шин. Таким образом, на выходных шинах, пронумерованных в соответствии с номерами циклов от "0" до "15", возникают положительные импульсы с частотой 500 Гц.

Длительность цикловых импульсов, определяющих положение каналов СУВ, составляет 125 мкс.

Временные диаграммы, поясняющие работу делителя циклового, предоставлены на рисунке 15.

Рисунок 14. Функциональная схема делителя циклового

Рисунок 15. Временные диаграммы работы делителя циклового.

2.5.3 Кодирующее и декодирующее устройства (КОДЕК)

Кодер аппаратуры ИКМ-30 предназначен для нелинейного кодирования (аналого-цифрового преобразования) последовательности АИМ-сигналов, поступающих от передающей части индивидуального оборудования телефонных каналов и канала вещания, в последовательность восьмиразрядных групп двоичного кода. Декодер, аппаратуры ИКМ-30 предназначен, для нелинейного декодирования (аналого-цифрового преобразования) последовательности групп восьмиразрядного двоичного кода в последовательность АИМ-сигналов, поступающую далее на приемную часть индивидуального оборудования телефонных каналов и канала вещания.

Технические данные

Входным сигналом кодера является последовательность биполярных АИМ-сигналов с максимальной амплитудой 1,0 В и длительностью 2,0 мкс. поступающая с индивидуального оборудования.

Выходной сигнал кодера - восьмиразрядный симметричный двоичный код, получаемый следующим образом:

- максимальный положительный сигнал кодируется как - 11111111;

- минимальный положительный - 10000000;

- максимальный по величине отрицательный - 01111111;

- минимальный по величине отрицательный - 00000000.

Все кодовые комбинации на выходе кодера претерпевают дополнительное преобразование, заключающееся в инверсии четных разрядов кода. На приеме осуществляется обратное преобразование. Указанное преобразование имеет целью уменьшение вероятности появления в передаваемом по линии ИКМ-сигнале длинных последовательностей нулевых посылок.

Частота повторения кодовых групп - 256 кГц.

Входным сигналом декодера, является вышеуказанный восьмиразрядный двоичный код.

Выходной сигнал декодера - последовательность АИМ-сигналов с максимальной амплитудой 2,0 В.

С целью увеличения отношения сигнал/шум квантования в диапазоне малых входных сигналов в кодере осуществляется нелинейное кодирование, которое эквивалентно применению компрессированию входного сигнала на передающей стороне и экспандирования на приемной.

Закон компандирования - логарифмический, А-87,6

; ;

; .

Где

; .

А=87,6 - параметр компрессирования;

- входной кодируемый сигнал;

- его максимальное амплитудное значение;

N - номер шага квантования, считая от середины характеристики;

N_МАКС - число шагов в каждой половине характеристики;

Шаг квантования - интервал между двумя дискретными уровнями квантования. Указанный закон аппроксимирован 13-сегментной характеристикой с отношением наклонов характеристики на соседних сегментах равным двум. Полная характеристика содержит 256 шагов квантования. Отношение величин шагов на соседних сегментах равно двум. В пределах сегмента шаг является равномерным. На рисунке 16 приведена характеристика кодирующего устройства (участок, соответствующий положительным сигналам). Указанная нелинейная характеристика квантования обеспечивает по сравнению с равномерной характеристикой с таким же числом шагов расширение динамического диапазона на величин

Рабочая точка кодера находится на границе между шагами квантования.

В процессе кодирования кодер определяет шаг, в пределах которого находится данный входной сигнал, и выдает на выходе номер этого шага в виде 8-разрядного двоичного кода.

На приемной стороне декодер выполняет обратную операцию в соответствии с поступившим кодом номера шага квантования восстанавливает амплитуду АИМ - сигнала. Каждому из 256 интервалов амплитуд (шагов), подлежащих кодированию на передающей стороне, должен соответствовать на приемной стороне такой же интервал амплитуд на шкале выходных напряжений, подлежащих воспроизведению.

Всевозможные амплитуды сигнала, заключенные в пределах одного интервала, должны воспроизводится одним дискретным, уровнем декодера. Наилучшее воспроизведение обеспечивает уровень декодера, находящийся на середине этого-интервала.

При таком размещении всех 256 уровней декодера погрешность воспроизведения любой амплитуды внутри интервала не превосходит половины шага квантования на сегменте.

Из этого следует различие в шкалах уровней кодера и декодера, т.е. уровни декодера должны быть смещены на 1/2 шага на сегменте по отношению к уровням кодера.

В отсутствии посегментного смещения уровней декодера, т.е. в случае, когда уровни кодера и декодера совпадают, на характеристике передачи вход кодера - выход декодера появляются разрывы на концах сегментов, а коэффициент передачи становится меньше единицы.

При этом входные амплитуды будут воспроизводиться декодером с ошибкой большей, чем половина шага квантования.



Рисунок 16. Характеристика компандирования.

Структурная схема кодера

Кодер аппаратуры ИКМ-30 по принципу действия представляет собой аналого-цифровой преобразователь последовательного взвешивания с обратной связью. Структурная схема кодера приведена на рисунке 17. Она содержит следующие функциональные части:

- устройство выборки и хранения (вторичного опробования), предназначенное для получения выборки напряжения входного АИМ- сигнала и запоминания его на время, необходимое для осуществления процесса кодирования;

- усилитель ввода, преобразующий получающий с выхода устройства выборки и хранения сигнал напряжения в пропорциональный ему токовый сигнал (Is);

- два блока эталонов кодека (БЭК) предназначенных для выработки взвешенных сумм эталонных токов (I), с помощью которых производится взвешивание кодируемого сигнала;

- компаратор, определявший знак результата вычитания тока суммы эталонов (I) из тока сигнала выборки (Is) на каждом из этапов кодирования;

- регистр памяти, в котором производится запоминание результатов каждого из восьми взвешиваний в цикле кодирования;

- логику управления сумматорами эталонов токов, определяемую порядок включения эталонов в процессе кодирования, а также подключающую соответствующий сумматор в зависимости от полярности кодируемого сигнала;

- узел формирования выходного сигнала кодера, предназначенный для формирования последовательного кода на выходе кодера из параллельного кода регистра памяти;

- узел управления работой кодера, вырабатывающий распределенные во времени сигналы, определяющие последовательность работы всех указанных выше функциональных частей кодера.

Рисунок 17. Структурная схема кодера

Последовательность работы кодера

Процесс кодирования заключается в определении на характеристике кодирующего устройства шага квантования, в пределах которого находятся входной преобразуемый сигнал, и формирований двоичного кода, выражающего номер этого шага на характеристике. Кодирование по методу последовательного взвешивания можно рассматривать как последовательный поиск шага путем подбора суммы эталонов различных весов для достижения наиболее точного уравновешивания кодируемого сигнала. При этом результат каждого включения эталонов оценивается устройством сравнения (компаратором), последовательность решений которого образует код преобразуемого сигнала.

Кодируемый сигнал представлен неизменным по величине в течение цикла кодирования током Is, который пропорционален отсчету мгновенного значения напряжения на огибающей входного АИМ - сигнала.

Отсчеты (выборки) мгновенных значений напряжения входного сигнала берутся с частотой временной дискретизации 256 кГц (8 кГц для телефонных каналов, 32 кГц для канала вещания).

Для формирования токового сигнала Is входной АИМ - сигнал поступает на устройство выборки и хранения, производящее фиксацию мгновенного значения входного сигнала путем кратковременного заряда накопительной емкости до напряжения поступающего АИМ - сигнала и последующего хранения напряжения на ней.

С выхода устройства выборки и хранения усиленный соответствующим образом сигнал выборки поступает на вход усилителя ввода. Усилитель ввода представляет собой управляемый напряжением генератор тока, вырабатывающий токи Is и -Is, которые затем подаются в точки суммирования А и В.

В одну из точек суммирования в зависимости от полярности входного сигнала на последующих этапах процесса кодирования подаются суммы эталонных токов I, вычитаемые из тока, кодируемого сигнала Is. Разность токов Is-I в общей точке суммирования и ток -Is в другой точке создадут на выходных сопротивлениях БЭК падения напряжения Us-Uи Us соответственно.

Компаратор, входы которого подключены к точкам суммирования, производит операцию вычитания:

(Us- U)-(-Us)=2Us-U