Фазовые дрожания хронирующих колебаний

Как бы ни были стабильны частоты генераторов на обоих концах цифровой линии передачи, из-за внешних электрических помех и изменения физических параметров линии передачи в сигнале на приеме неизбежно возникают определенные нестабильности. Результирующую нестабильность тактовой частоты линейного сигнала называют фазовыми дрожаниями хронирующих колебаний. Основными причинами фазовых дрожаний являются:

шум и помехи, воздействующие на цепь синхронизации в приемнике;

изменения длины тракта;

изменения скорости распространения;

доплеровские сдвиги от подвижных оконечных устройств;

нерегулярное поступление хронирующей информации.

Рис. 7.1. Схема восстановления колебаний тактовой частоты с цепью фазовой автоподстройки

Шум и помехи. Для синхронизации задающих генераторов приемника и передатчика обычно используется цепь фазовой автоподстройки, как показано на рис. 7.1.  Фазовый детектор непрерывноизмеряет разность фаз между колебаниями тактовой частоты местного генератора и колебаниями, полученными из входного сигнала. Сигнал с выхода фазового детектора подается на фильтр, чтобы в возможных пределах максимально уменьшить уровень принимаемых шумов, а затем по результатам измерения фазы подстраивается частота генератора, управляемого напряжением (ГУН), чтобы уменьшить разность фаз. Некоторый уровень шума и помех неизбежно остается на выходе фазового детектора и фильтра, вызывая ошибочные подстройки частоты ГУН. Однако смещения частоты создают все более увеличивающиеся со временем сдвиги фазы. Когда разность фаз нарастет, становится легче ее обнаружить и произвести соответствующие изменения в ГУН. Следовательно, в местном задающем генераторе поддерживается требуемая средняя частота, но обязательно имеются определенные фазовые дрожания, хотя генератор непрерывно отслеживает тактовую частоту передатчика.

При больших отношениях сигнал-шум фазовые сдвиги малы и вредных результатов не возникает. По мере увеличения относительного уровня шума фазовые дрожания увеличиваются, а не совсем оптимальные моменты решений увеличивают коэффициент ошибок. При очень низких отношениях сигнал-шум цепь с фазовой автоподстройкой может вообще потерять синхронизм. Потеря синхронизма по тактовой частоте даже на несколько периодов может привести к достаточно серьезным последствиям: не только появятся ошибки, но может также возникнуть искажение числа принятых двоичных символов, при котором нарушается цикловый синхронизм на всех уровнях. При проскальзывании восстановленной тактовой частоты по отношению к тактовой частоте в линии линия передачи, по существу, разрывается до тех пор, пока не будет обнаружена потеря синхронизма и синхронизм не будет восстановлен на всех уровнях. Обычно перед тем, как в цепях восстановления колебаний тактовой частоты происходит потеря синхронизма, в линии передачи возникает недопустимая частость ошибок.