Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Зелигер Н.Б. Основы передачи данных учеб. пособие

.pdf
Скачиваний:
15
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
7.68 Mб
Скачать

 

,

 

.*2

A’i

 

l /

\

— r

2/i — ft + в

 

 

ro

-

X2

X!

 

l

 

= l / —

 

ms = tg9a =

- ^

r^ - =

1

/ ^

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К 1+Г

 

Таким образом [см.

(3.44)]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m2 = m = ] / 1

+ г '

 

(3.59)

Далее, так как <рз—фі—срг,

то т3=(іщ 2) /(1 + тущ ), откуда,

пользуясь (3.55)

и (3.59), после упрощений получим

 

 

 

 

 

 

т3

=

hrr±

^ .

 

(3.60)

 

 

 

 

 

 

hV

1 — г2

 

Ѵ

Расстояние прямой C 'f'

(3.58)

от начала координат

 

 

h2=

I уіХ-2 у2х1 \/Ѵ (хо — Хі)2 + (г/2 — г/і)2,

 

 

что при использовании (3.50)

и упрощений дает

 

 

 

 

 

 

 

h2=

h.

 

 

(3.61)

Теперь, подставляя в (3.47)

выражения (3.51), (3.52),

(3.53),

(3.56)

и (3.57), получим РОш = 0,5—Ф(/г) +2T(h, rn) +2T(hi,

гп\)—2T(h,

m2) 2T(h, m3) или, имея в виду (3.59), окончательно

 

 

 

Рот = 0,5 — Ф (/г) +

2Т (hi, mi) — 2Т (h, m3).

 

(3.62)

Здесь, как уже было получено в (3.40), /г= (0,5—а)/а.

Из (3.54) и

(3.41)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5 2а

 

 

(3.63)

 

 

 

 

 

а / 2 ( 1

+

г)

 

 

 

 

 

 

 

 

Из (3.55), (3.40)

и (3.41)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0>5

 

-1 f

1+ г

 

(3.64)

 

 

 

Ші -- 0,5 — 2а

У

1— г '

 

Из (3.60), (3.40)

и (3.41)

(0,5 — а) г + а

 

 

 

 

 

ma

=

 

(3.65)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(0,5 — а) У 1—г2

 

 

В частном случае, когда коэффициент корреляции г=0, из

(3.63)

получим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

hi =

0,5 — 2а

 

 

(3.66)

 

 

 

 

 

 

<j]/T

 

 

 

Выражение (3.64) дает

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

mx =

 

0,5

 

 

(3.67)

 

 

 

 

0 ,5 -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и (3.65) сводится к

m3 =

а

(3.68)

0,5 — а '

 

110

р

Выражение же (3.62) сохраняет свой вид при значениях входя­ щих в него параметров, определяемых ф-лами (3.40) и (3.66) — (3.68).

При отсутствии в рассматриваемом случае постоянного преоб­

ладания

следует

положить а = 0,

вследствие чего

ф-лы

(3.40),

(3.66) —(3.68)

примут вид

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Іг = —

,

 

 

 

 

 

(3.69)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

hi =

0,5

 

 

 

 

 

 

(3.70)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а V T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

rni= 1,

 

 

 

 

 

(3.71)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

піз =

0.

 

 

 

 

 

(3.72)

В соответствии с этим і(3.62)

приведется к виду Рош —0,5—Ф(7і) +

+ 27'(hi,

1)—27’(Іг, 0), а так как Т (7г., 1) =

------—1

 

ф2(Н)

и

T(h,

0) = 0, то

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Яош =

0,75-Ф (/г)

 

Ф2 (h/V 2 )■

 

 

 

 

(3.73)

Пример. Установить для

частных данных а = 0

и Л=4,8

таблицу зависимо­

сти Рош от г.

рядом

последовательных

значений

параметра

ш:

 

=

40,00;

Зададимся

 

4,00;

3,00;

1,41;

 

4,25;

4,14;

1,00;

0,80; 0,60;

0,40; 0,20; 0,00.

Параметр

г выразим

через

ш из

(3.44):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 — т 2

 

 

 

 

 

(3.74)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г~

 

1 +

т 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На основании

 

(3.74)

получаем

соответственные значения

г: — 1,000;

—0,980;

—0,882;

—0,727;

—0,333;

'—0,219;

—0,105;

0,000;

0,219;

0,471;

0,723;

0,923;

1,000.

Для т= 1

из (3.63)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5 —

 

 

Аі -

0

 

 

 

 

2 а

из

(3.64)

 

 

 

 

 

mi — со;

из

(3.65)

 

 

 

 

 

пг3

=

со.

Поскольку 27(71,

оо)=0,5—Ф(7г), то подстановкой выражений

в (3.62) приводим последнее к виду

 

 

 

 

Рош = 0 ,5 -Ф ( Л ),

где lit определено равенством (3.75).

 

 

 

Для г=— 1 из

(3.63)

 

 

 

 

йі =

оо;

из

(3.64)

 

 

 

 

 

5

II

О

из

(3.65)

FI-

 

 

 

 

Г П 3 = оэ

(3.75)

(3.76)

(3.77)

(3.76) и (3.77)

(3.78)

(3.79)

(3.80)

(3.81)

1 1 1

имеем Т ( о о , 0) =0, 7"(7t, —°°) = —T ( h , со). Таким образом, выражение

(3.62)

в данном случае принимает вид

 

Я0Ш= 1 -2 Ф (А ).

(3.82)

Для г=0 пользуемся ф-лоп (3.73).

Для остальных значений г .пользуемся общей ф-лой (3.62), для которой пара­

метры определяются о соответствии с

принятым предположением

а = 0 уравне­

ниями:

 

 

 

 

/1 =

(3.83)

 

 

о

 

;

 

• 0,5

(3.84)

1

о У 2 (1 + г) '

 

-

. - Ѵ Ч І 7 .

(3.85)

 

 

 

 

(3.86)

Щ1 /1 — га-

При этом (3.85)

полезно записать в виде

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тх =

 

 

 

 

 

 

(3.87)

 

 

 

 

 

 

 

— ,

 

 

 

 

 

 

а (3.86) — в виде

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т 3 =

(т 3 — т ).

 

 

 

 

 

(3.88)

Определим два значения Я0ш-'

 

г = —0,219 из

(3.87)

найдем m і = 0,8, из

(3.88)

1. Для

/п=1,25 и соответственно

m3= —0,281

и из

(3.84) Аі = 3,83.

Тогда

(3.62)

дает

ЯОш=0,5—Ф (4,8) + 2 Г (3,83;

0,8)+2Г (4,8;

0,281). Согласно таблицам [16] ЯОШ=654-10-7.

(3.62)

дает

Яот =

2. Для

т = 6 ,0 0

и г—0,474

т , = 1,667,

т 3=0,536;

Лі = 2,81

=0,5—Ф (4,8)+2Я(2,81; 1,667)—27" (4,8; 0,536).

 

функции

T(h,

m)

составлены

В предпоследнем

члене т > 1 .

Так

как

таблицы

только

при значениях O ^ m ^ l, то

пользуемся

вспомогательной

ф-лон (3.35):

 

 

 

 

Г (А, т ) =

0,25 — Ф (А) Ф (ink) Т (^rnli,

j ,

 

 

 

откуда

Д(2,81;

1,667) =0,25—Ф

(2,81)Ф

(4,68)—Т (4,68; 0,6)

или

согласно таб­

лицам Т (2,81;

1,667) = 12385-10-7 и Яош =24764-ІО“7.

 

 

 

 

 

После нахождения всех значений Яош строим таблицу соответствия вели­

чин г и Яош (табл. 3.3).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Данные табл. 3.3 иллюстрированы графиками рис. 3.49, построенными в

резко

различных

масштабах из-за весьма большого различия между значения­

ми Яош в интервалах — І ^ г ^ О и O ^ r^ ll.

 

 

Т а б л и ц а

3.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г

 

 

Р

 

 

г

 

р ош

 

 

Г

 

р ош

 

 

 

 

 

ОШ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

—1,000

 

16-ІО-7

 

-0 ,3 3 3

193-ІО-7

0,218

9674-ІО“ 7

 

 

—0,980

 

16-ІО-7 —0,220

654-10“ 7

0,477

24770-ІО-7 '

 

 

—0,882

 

16-ІО-7

 

—0,105 1668- ІО-7

0,723

47988-ІО“ 7

 

 

—0,727

 

16-ІО-7

 

0,000 3510-10“ 7

0,923

76004-ІО“ 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,000

81976-ІО“ 7

 

112

3.8. Комбинированный метод регистрации кодовых посылок

Из предыдущего следует, что если суммарное искажение ко­ довой посылки больше 0,5 ^0> то при интегральном методе реги­ страции посылка будет воспроизведена как ошибочная и при пра­ вильной полярности центральной ее части. Если же поражена цен­ тральная часть посылки, то при регистрации по методу коротких импульсов посылка будет воспроизведена как ошибочная даже при правильной полярности краевых ее частей.

В связи с этим при одновременном появлении в передаваемой информации краевых искажений и дроблений целесообразно при­ менить комбинированный метод регистрации, учитывающий иска­ жение кодовой посылки в целом и дополнительно — искажение ее центральной части. Таким образом, с применением комбинирован­ ного метода объединяются достоинства методов регистрации ко­ роткими импульсами и интегрального приема.

Один из путей осуществления комбинированного метода реги­ страции состоит в последовательном интегрировании сперва всей посылки, включая и ее центральную часть, а затем только цен­ тральной части [47]. Пусть после первого интегрирования окажет­ ся, что искаженная часть посылки, имеющая неправильную по­ лярность, преобладает над неискаженной ее частью, имеющей пра­ вильную полярность. Это будет означать, что при ограничении ин­ тегральным методом приема в чистом виде в принятой инфор­ мации будет зафиксирована ошибка. Если же после второго инте­ грированияобнаружится, что полярность центральной части по­

сылки

является правильной,

это

обстоя­

 

тельство можно попользовать для исправ­

 

ления неправильного результата.

 

 

 

На рис. 3.20 приведен вариант схемы

 

регистрации комбинированным методом. Ра­

 

бота схемы иллюстрируется графиками рис.

 

3.21. В схеме имеются 'четыре конденсатора

 

Си Съ

С3 и С*. Конденсаторы

 

и С2 бу­

 

дут заряжаться напряжением кодовой по­

 

сылки в течение времени t0, а конденсато­

 

ры Сз и Сі — (через ключ Кі)

напряже­

 

нием центральной части посылки ,в течение

 

времени to/n; число п ограничено в преде­

 

лах 2 ^ /г ^ о о !(/г= 2

приводит к интеграль­

 

ному методу регистрации, а п-*-оо — к

ме­

 

тоду регистрации короткими импульсами).

 

Из

схемы 'видно, что конденсаторы

Сі

 

и Сз ібудут накапливать положительные за­

 

ряды, а конденсаторы С2 и С4 — отрица­

 

тельные. В конце времени t0 ключи Кг замк­

 

нутся, и ів первичных обмотках трансфор­

^ з ^ о ^ м е т о д Г ^

матора Тр возникнут разрядные токи, нап-

равление и амплитуды которых определи-

ГИсТращш кодовых по­

ются

.разностью

зарядных

напряжений

сылок

113

U a2 и UczUа- Во вторичных обмотках трансформатора по­ явится эдс, полярность которой определится полярностью резуль­ тирующего разрядного напряжения Ucі—Ucz+'UcsU a-

Пол действием эдс разной полярности триггер Тг будет опро­ кидываться из одного устойчивого положения в другое. Регенери­ рованные однополярные посылки на выходе триггера воздействуют

Рис. 3.21. Графики к схеме регистрации кодовых посылок комбинированным методом

соответственно на правую и левую обмотки поляризованного реле Р, вследствие чего с контактного язычка реле будут сниматься посылки двух направлений.

График а (рис. 3.21) изображает неискаженные кодовые по­ сылки. На графике б показаны те же посылки, подвергшиеся ис­ кажению (краевые искажения, дробления). График в показывает время замыкания ключа Кь а график г — моменты замыкания ключей КгГрафики д н е представляют кривые, полученные в ре­ зультате интегрирования кривой графика б (первое интегриро-

114

вание), графики ж и з — кривые, полученные в результате (интег­ рирования центральных частей кривой графика б (второе интегри­ рование). На графике и показаны ординаты результирующих раз­ рядных напряжений. График к изображает регеннрованные кодо­ вые посылки.

Наибольшая допустимая величина симметричного двусторонне­ го искажения ѲІГопределится на основании неравенства

 

2 — ^ t 0----— ,

(3.89)

 

п

п

 

откуда /і< 3 .

Следовательно, Ѳн составляет 33,3% от to,

т. е. боль­

ше, чем при

чисто интегральном

методе регистрации

на 8,3%

(33,3—25).

 

 

 

3.9.Исправляющая способность приемника информации

ОБЩ И Е СВЕДЕНИЯ

Наибольшая допустимая величина искажения кодовых посылок би, при которой приемное устройство еще правильно производит их регистрацию, носит название и с п р а в л я ю щ е й с п о с о б н о с т и . Исправляющая способность является одним из наиболее важных критериев, характеризующих качество работы приемного устрой­ ства; от ее величины в значительной степени зависит достовер­ ность информации, принятой из канала связи.

За меру исправляющей способности р.

приемного

устройства

принимается отношение .

 

 

 

М- = ^

= бн,

 

(3.90)

h

 

 

 

где 0ц — наибольшее допустимое

смещение

одной из

границ ко­

довой посылки от идеального ее положения (при регистрации ко­ роткими импульсами) или суммарное смещение обеих границ по­ сылки (при регистрации интегральным методом).

Различают три вида исправляющей способности: теоретическую, эффективную и номинальную.

Теоретическая исправляющая способность цт вычисляется на основе конструктивных или схемных данных приемного устройст­ ва в предположении, что оно работает в идеальных условиях. При определении величины цт исходят из наличия полной синфазности между передатчиком и приемным устройством и учитывают толь­ ко влияние параметров регистрирующего устройства на исправ­ ляющую способность.

Эффективная исправляющая способность цЭфф измеряется для данного приемного устройства в действительных условиях его ра­ боты, т. е. с учетом факторов, снижающих величину исправляющей способности. Для определения величины цЭфф необходимо учесть механические погрешности работы приемника (в электронных уст­ ройствах они отсутствуют) и погрешности, вносимые фазовым рас­ согласованием.

115

Рнс. 3.22. Диапазон фазы прие­ ма

Номинальная исправляющая способность ином представляет со­ бой минимальное значение рЭфф. полученное для приемных уст­ ройств данного типа в нормальных условиях работы.

ДИ А П АЗО Н Ф А З Ы П Р И ЕМ А И О П Т И М А Л Ь Н Ы Й М ОМ ЕНТ РЕГИ С ТРАЦИ И

Диапазон фазы приема определяется величиной возможного смещения моментов регистрации относительно информационных посылок нормальной продолжительности. Как видно из рис. 3.22,

диапазон 5„ для токовой посылки

 

 

I5 1

to а b ,

(3.91)

 

а

а для бестоковой посылки

 

 

 

 

S a .

1

S„ = t0b -j- a',

(3.92)

 

------------------------— »4

где а и a' — параметры

наборного

 

 

 

 

 

\сс'

устройства, характеризующие соот­

 

 

ветственно время надежной регист­

 

 

 

 

 

і

рации на притяжение н ‘время на­

 

 

дежной регистрации на непрнтяже-

 

 

I Ь'\

ние, а b н b '— параметры, характе­

 

 

ризующие время надежной регист­

 

i

 

рации на отпускание н тремя на­

aib

 

дежной регистрации на неотпус-

Xu, “Г

 

кание.

 

 

 

Момент регистрации информаци­

 

 

lä f

онной посылки должен

находиться

 

 

между правыми границами проме­

 

 

I

жутков а и b', если а>Ь, или меж­

 

 

і

ду правыми границами

промежут­

 

 

 

ков b и а', если а<Ь. В первом слу­ чае оптимальное положение момен­ та регистрации находится посреди­ не диапазона S a для токовой посыл­

ки и определяется координатой xu=a+D a, где Dn — предельное смещение момента регистрации в одну сторону от его оптималь­ ного положения.

Величина Da характеризует добротность приемного устройства, т. е. способность его осуществлять правильный прием при поступ­ лении искаженных посылок. Имея в виду что Dn—0,5 5Шполучим

и

2

2

(3.93)

 

 

Во втором случае оптимальное положение момента регистра­

ции находится посредине диапазона 5И для

бестоковой посылки,

при этом

 

 

 

 

X„ =

А. +

*± £ І .

(3.94)

и

2 ^

2

 

 

116

Обобщая полученные результаты, можно написать

 

S„ = 2Da = t0 — z + z'

(3.95)

и

 

= Y + Z~ T ~ ’

(3-9б>

где z представляет большую из двух величин а и Ь,

а z' — мень­

шую из двух величин а' и b'.

 

И С П Р А В Л Я Ю Щ А Я СПОСОБНОСТЬ СТАРТСТОПНОГО П Р И Е М Н И К А

При расчете исправляющей способности приемного устройства следует исходить из условия оптимального расположения момен­ тов регистрации. В этом случае обеспечивается равенство предель­ ных искажений при любом их знаке.

На рис. 3.23 показаны величины возможных стартстопных ис­ кажений (предполагается, что моменты регистрации в оптималь­ ном положении).

При а>Ь (рис. 3.23а) хи=Ѳп, з+Ѳ2+ а ; t0—xa= ѲП,4 +Ѳ3—-б'.

Здесь Ѳп, з и Ѳп, 4 — соответственные предельные смещения грани­

цы между коррекционными

(стоповой и пусковой)

посылками от

а)

-к *

a 'tw Mк-*

 

 

 

kJ

ПЯ /

 

I C - ,

 

 

 

-я*

 

 

___HéV-

14- O f-

 

 

 

ч а '

 

 

 

 

 

L 1

 

 

 

Моменты

Л

 

 

 

регистрации ■

 

 

~ Л а г ѳпзіЩ в,\в \ъ Kr-fi&LJ T p t

л

_k '

i L

м

A L

J£_

Рис. 3.23. К определению исправляющей способности стартстопного приемника (общий случай)

ее среднего положения; Ѳг — предельное смещение левой границы информационной токовой посылки вправо, а <Ѳз— предельное сме­ щение правой ее границы влево. Заменяя хИ выражением (3.93), получим

Ѳст = Ѳп, 3 + 02 = Ѳп. 4 + Ö3

(3.97)

И Т

или, имея в виду (3.91),

 

Ѳст = Y ~ НГ~ = D"’

(3-98)

и величина исправляющей способности

 

Рт = °,5 — ~т~~

(3-99)

Atо

 

При a c b (рис. 3.23б) л:и=Ѳп,з+0 4 +-Ь; U—-ѵи = Ѳп,4+-Ѳі—о!. Здесь ■04 — предельное смещение левой границы информационной бесто­ ковой посылки вправо, а Ѳі — предельное смещение правой ее гра­

ницы влево. Заменяя хи выражением (3.94), получим

 

Ѳст — Ѳп, 3

4- 0 4 — 0П, 4 +

ѳі

(3.100)

■или, имея в виду (3.92),

 

 

 

 

 

л

и

ь

— = ДН

(3.101)

^ст

2

 

И

 

2

н

 

 

 

 

 

 

рт = 0,5 — Ь— а'

 

(3.102)

В общей форме

 

 

2/0

 

 

 

 

z -—■z'

 

 

рт =

0,5

 

(3.103)

2/0

 

 

 

 

 

 

Как видно из (3.103), цт будет тем больше, чем меньше раз­ ность zz'. Для некоторых типов электромеханических приемни­ ков (17=120 В, / = 50 мА) можно принять 2 = 8,20 мс и 2Г=4,64 мс.

При to—20 ме на основе (3.96) и (3.103) будем иметь лги=И6,4 мс,

:Рт= 0,41.

щ

Ст.л.

----

1-----------------

 

* -

V

1

V

.

J L ___________ Ж

Ф

Рис. 3.24. К определению исправляющей способности стартстопного приемника (оптимальный случай)

118

Из (3.98) іи (3.101) видно, что вследствие постоянства величи­ ны ’ предельного стартстопного искажения (ѲСт= Аі,) уменьшение или увеличение допустимого искажения Ѳи информационной посыл­ ки возможно только за счет соответственного увеличения или уменьшения искажения Ѳп пусковой посылки (смещения ее левой границы). В оптимальном случае (рис. 3.24) искажение информа­ ционной посылки равно искажению пусковой посылки (ѲИ=ѲП=Ѳ), тогда Ѳст= 2Ѳ и

Ѳ= 0,5 А -

(3.104)

При отсутствии искажения пусковой посылки и оптимальном положении момента регистрации

Ѳ= Ѳн = Da.

(3.105)

Таким образом, при наличии стартстопного искажения предель­ ная величина искажения информационной посылки уменьшается, вдвое (но не исправляющая способность!) .

СВЯЗЬ Д И А П А З О Н А П Р И ЕМ А С И С П Р А В Л Я Ю Щ Е Й СПОСОБНОСТЬЮ ПРИЕМ НО ГО УСТРО Й СТВА И ЗАП АС О М УСТОЙЧИВОСТИ СВЯЗИ

В

электромеханическом

стартстопном

приемнике

временному

диапазону 5И соответствует

поворот

приемного

распределителя

(наборной муфты) на угол

cps (рис. 3.25):

cps =

o)0(i!o

z + z ) —

=

(^o — z + z'), где coo — угловая

скорость

распределителя,.

30

рад/с, а по — его угловая скорость, об/мин.

Рис. 3.25. К определению диапазона фазы приема

Выражая угловой диапазон *ps в градусах и принимая во вни­ мание (3.95), будем иметь

Ф?ч = — <Ps=12noD-

(3-106)