再生中继系统的作用与应用领域

当PCM数字信号在实际信道中以基带方式传输时,由于信道的不理想以及噪声的干扰,传输波形时受到各种干扰,使信码的幅度变小,波形变坏。再生中继系统对失真的波形及时识别判决,识别出1码和0码。只要不误判,经过再生中继系统后的输出脉冲会完全恢复为原数字信号序列。再生中继系统框图如图5.18所示。

图5.18 再生中继系统框图

由图5.18可见,再生中继系统在信号传输了一段距离后,信道信噪比变得不太大时,会及时识别判决,以防止信道误码。

再生中继系统需要进行三个主要过程,即均衡放大、定时提取、再生,如图5.19所示。

图5.19 再生中继系统

1.均衡放大(www.xing528.com)

均衡放大器为了补偿一定长度线路的衰耗,会根据频率特性来提供一定的增益。如果实际的线路长度没有达到设计长度(即上述例子中的2 km),那就在线路与均衡放大器之间接入仿真线网络,补足线路长度。发往线路的双极性脉冲原来是半宽归零的矩形,经过线路传输后,波形受到严重畸变,经过均衡放大以后,波形变成全升余弦形,然后才被送往取样判决,这样可以把码间干扰减至最小,从而使误码率小。

2.定时提取

再生中继系统取样判决和再生脉冲是需要再定时的。因为定时脉冲一般从线路传来的信息码序列中直接提取,所以这种方法也称为直接提取法。直接提取的技术包含整流、削波、谐振、限幅、微分等。

3.再生

再生器可以分为两类:其一是中继站的再生器,用来重新产生前一站发送的双极交替码脉冲;其二是线路接收端的再生器,用来恢复原始数据序列的全宽码脉冲。两者的取样判决是一样的,只是产生脉冲的部份设备不同。

不论哪一类再生器,都需要在定时信号提供的取样时刻把接收的、经过均衡放大的波形幅度与预定的参考值做比较,这参考值就是电平判决门限。判决门限一般是正常幅度的一半值。对于双极交替码,应该有两个判决门限,上门限定在正幅度的一半值,下门限定在负幅度的一半值。凡是接收脉冲在取样时刻高于上门限,就由再生器发出正脉冲;凡是接收脉冲在取样时刻低于下门限,就由再生器发出负脉冲。

判决电路可以采用其他形式(如用差分放大器作为比较器),均衡放大器的输出一方面经过分压和滤波,形成适当的直流电压(当作参考门限值),并加上差分放大器的一个输入;另一方面,均衡放大器的输出直接加上(经过二极管)差分放大器的另一个输入,它与前一输入的门限值相减,就是比较器的输出。当再生器用于线路接收时,比较器的输出可以直接接至触发器,根据定时信号脉冲的触发,形成全宽信息码,恢复为原始的数据序列。因为数据不再需要进行发射传输,所以没有必要变成双极交替码。

在实际场合,可能有二种原因使再生中继系统不能达到理想要求:第一,如果在判决时间有足够大的干扰,就可能引起错误判决,发生误码;第二,如果各脉冲的间隔不准确,下一个再生中继机发生差错的概率很大。