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

Из (3.98) и (3.101) следует, что jxT= Ai/4 или, учтя (3.106),

Ф°5

(3.107)

12^0^0

Таким образом, исправляющая способность стартстопного при­ емника определяется непосредственно диапазоном приема. При

4 = 20 мс, п0=445,71 об/мин и Ф$= 45° из (3.107) получим |х = 42,1%.

При поступлении на вход приемника искаженных посылок диа­ пазон приема уменьшается со своего наибольшего значения <р^ ,

не зависящего от степени искажения посылок, до значения ф ° , тем меньшего, чем выше степень их искажения. Диапазон ф ° харак­

теризует запас устойчивости связи т; последняя величина пред­ ставляет собой разность между значениями предельного искаже­ ния посылки бпр и суммарного ее искажения б0ум-'

величины бсум степень стартстопного искажения 6СТ и учитывая, что т = ф ° / 1 2 tQn0, получим

вости связи равен исправляющей способности приемника. При пре­

кажение исчерпывает весь запас устойчивости связи. Таким обра­ зом, с увеличением степени стартстопного искажения бет диапа­ зон приема ф° уменьшается, поэтому измеренное на электронном измерителе типа ЭИС стартстопное искажение может характеризо­ вать качество передачи информации.

И С П Р А В Л Я Ю Щ А Я СПОСОБНОСТЬ СИНХРОННОГО П Р И Е М Н И КА

За меру исправляющей способности синхронных приемных ■устройств, у которых искажение коррекционных посылок практи­ чески не вызывает смещения моментов регистрации (что принци­ пиально отличает их от стартстопных устройств), примем для еди­ нообразия отношение (3.90), где Ѳи — предельная величина ис­ кажения посылки со стороны одной из ее границ.

Для условия оптимального расположения моментов регистра­ ции, положенного в основу расчета, 0И=О,5 Ѳиз, где Ѳиэ — предель­ ная величина изохронного искажения. Таким образом,

120

При определении исправляющей способности синхронных при­ емников следует исходить из возможности возникновения как од­ носторонних, так и двусторонних искажений посылок. Наличие од­ носторонних искажений вызывает поочередное смещение обеих гра­ ниц кодовой посылки.

Исходя из условия оптимального расположения моментов ре­

самой величины z. Поэтому исправляющая способность при дву­ сторонних искажениях всегда меньше, чем при односторонних.

1 + t a — Z

При z=8,2 мс, z '= 4,64 мс и t0= 20 мс р,двл;0,7 р,од.

Г Л А В А 4

МЕТОДЫ КОРРЕКТИРОВАНИЯ ФАЗОВЫХ ОТКЛОНЕНИЙ

4.1. Общие сведения

Правильная регистрация (в оптимальные моменты времени) кодовых посылок, поступивших после входного устройства в при­ емник, может быть обеспечена только при наличии соответствия по скорости (частоте) и фазе между передающим и приемным распределителями кодовой системы связи. В электромеханической телеграфной аппаратуре скоростное соответствие !(синхронизм) за­ ключается в прохождении щетками распределителей равных пу­ тей за один и тот же промежуток времени, т. е. в равенстве угло­ вых скоростей щеток, а фазовое соответствие (синфазность) — в регистрации каждой кодовой посылки вполне определенным кон­ тактом приемного распределителя.

В электронной аппаратуре, где генератор синусоидальных ко­ лебаний выполняет те же функции, что и привод в электромеха­ ническом аппарате, скоростное соответствие состоит в равенстве частот генераторов передающего и приемного распределителей (фазирование по посылкам), а фазовое соответствие, как и в электромеханической аппаратуре, в регистрации каждой кодовой

•посылки в определенный момент времени (фазирование по цик­ лам). Заметим, что правильная работа требует не только равенст­ ва скоростей (частот) и постоянства фазового сдвига между щет­ ками распределителей (или частотами генераторов), но этот фа­ зовый сдвиг должен иметь определенную для данной связи вели­ чину.

Применяемые методы регулирования скорости не могут обеспе­ чить идеальной равномерности вращения регулируемых осей элек­ тромеханической аппаратуры, а генераторы синусоидальных ко­ лебаний, применяемые в электронной аппаратуре, не могут обес­ печить идеальной стабильности частот. Вследствие этого происхо­ дит непрерывное изменение относительного фазового сдвига. Даже самое ничтожное различие между скоростями щеток распредели­ телей или частотами генераторов вызовет с течением времени зна­ чительное изменение фазового сдвига. Поэтому наряду с наличием

•регуляторов скорости, обеспечивающих равномерность вращения, и применением электронных генераторов, обеспечивающих высокую стабильность частот, аппаратура кодовых систем связи снабжается

•специальными устройствами, назначение которых состоит в авто-

122

матическом поддержании постоянства относительного фазового сдвига с заданной степенью точности. Эти устройства носят наз­ вание коррекционных.

4.2. Необходимость корректирования фазовых отклонений

Выясним, за какой промежуток времени различие между ско­ ростями щеток распределителей или частотами генераторов вызо­ вет такое изменение фазового сдвига, при котором правильная ре­ гистрация кодовых посылок нарушится (возникнет ошибка).

Пример 1. Пусть в силу неодинаковой настройки регуляторов скорость ще­ ток приемного распределителя ипр отличается от скорости щеток передающего распределителя н„е Тогда относительное расхождение е скоростей щеток бу­ дет равно

(4.2)

Д ппер

или, пользуясь (4.1) и имея в виду что е=6/2, где 6 — коэффициент неравно­ мерности регулятора, получим

2

(4.3>

б.ЩіеР

Обозначив через t0o время одного оборота и задаваясь фазовым смеще­ нием щеток, равным исправляющей способности р. приемного распределителя,, получим, что ошибка при регистрации наступит через промежуток времени tош•'

Для р=0,40, N — 50 бод и 6= 5- ІО-3 получим f0m=3,2 с.

Пример 2. Пусть вследствие нестабильности частот генераторов частота приемного генератора / пр отклонилась от частоты передающего генератора fneP. Тогда коэффициент нестабильности генераторов k будет равен

Время іі, в течение которого колебания приемного генератора сместятся по фазе на один период, составит

t _ _1__

(4.7>

Д /пер

или, пользуясь (4.6), получим

1

h — . f (4.8)

k /Viep

1 2 а

Обозначив через tn период колебания передающего генератора и задаваясь фазовым смещением колебаний приемного генератора, равным исправляющей способности р. приемного электронного распределителя, получим, что ошибка при

= 50 бод) ошибочный прием информации начнется через 2 ч 48 мин.

4.3. Классификация методов корректирования

Из предыдущего следует, что задача корректирования фазовых отклонений заключается в автоматическом выявлении и исправ­ лении фазового рассогласования между передатчиком, установ­ ленным на входе канала связи, и приемником, установленным на

•его выходе. При синхронном способе корректирования это дости­ гается сравнением границ принимаемых посылок с колебаниями

•местного генератора управляющих импульсов. В результате срав­ нения определяется знак рассогласования фазы, и системой авто­ матического регулирования вырабатывается корректирующий им­ пульс, изменяющий фазу управляющих импульсов в сторону от­ ставания или опережения.

Для целей корректирования можно использовать изменение по­ лярностей на границе-между специальными коррекционными по­ сылками, периодически посылаемыми передатчиком в канал свя­ зи, или изменение полярностей на границах информационных по­ сылок, образующих кодовые комбинации. Первый способ носит на­ звание коррекции специальными посылками, второй — коррекции информационными («рабочими») посылками.

В случае коррекции информационными посылками использует­ ся изменение полярностей кодовых посылок или в обоих направ­ лениях (двухполярная коррекция), или только в одном направле­ нии (однополярная коррекция). Коррекционные посылки, исправ­ ляя фазовое рассогласование, могут воздействовать как на частоту генератора (скорость привода), так и непосредственно на регули­ руемый объект.

124

В^некоторых электромеханических системах производится из­ менение частоты камертона, что вызывает соответственное изме­ нение скорости вращения электрического двигателя (мотор-кон­ вертора); в других системах производится непосредственная пере­ становка в правильное положение вращающейся детали (щеток распределителя).

Вэлектронных системах воздействие оказывается или на часто­ ту генератора или непосредственно на фазу управляющих импуль­ сов. В процессе корректирования приемный генератор управляю­ щих импульсов может работать в двух режимах. В одном режиме частота колебаний приемного генератора может быть или больше, или меньше частоты колебаний передающего генератора. В другом режиме частота колебаний приемного генератора может, кроме того, равняться частоте колебаний передающего генератора. Пер­ вый режим называется двухпозиционным, второй — трехпози­

ционным.

Важным фактором, характеризующим качество корректирова­ ния, является степень изменения фазового рассогласования в ре­ зультате воздействия на регулируемый объект. В некоторых сис­ темах корректирования при любой величине расхождения фаз сте­ пень воздействия остается постоянной, в других степень воздейст­ вия пропорциональна фазовому рассогласованию.

Корректирование фазового рассогласования в аппаратуре дис­ кретных систем связи осуществляется двумя принципиально раз­ личными способами:' синхронным и стартстопным. В то время как при синхронном способе корректирования происходит периодиче­ ское исправление накапливающихся с течением времени фазовых расхождений между непрерывно работающими передатчиком и приемником дискретной аистемы связи, при стартстопном способе

Рис. 4.1. Классификация методов корректирования фазовых откло­ нений

корректирования это исправление происходит с каждым оборотом путем остановки или выключения приемного устройства в опреде­ ленном исходном положении.

На рис. 4.1 представлена классификация методов корректиро­ вания фазовых отклонений.

125

4.4. Корректирование фазовых отклонений информационными посылками

О БЩ И Е СВЕДЕНИЯ

Корректирование фазовых отклонений специальными посылка­ ми нашло применение в телеграфной электромеханической аппара­ туре непрерывного вращения .и стартстопной.

В системах передачи данных корректирование фазовых откло­ нений осуществляется в основном информационными посылками, поскольку одним из главных требований, предъявляемых к этим системам, является быстрое вхождение в синфазность при восста­ новлении временно нарушенной связи. В отличие от коррекции спе­ циальными посылками здесь корректирование производится не один раз за рабочий цикл при изменении полярности коррекционных посылок, а при каждом изменении полярности информационных посылок. В связи е этим для обеспечения фазового соответствия между передатчиком и приемником возникает необходимость в до­ полнительном устройстве для фазирования по циклам.

Напомним, что при корректировании специальными посылками (синхронном и стартстопном) фазирование по циклам совмещает­ ся с фазированием по посылкам.

КО Р Р Е КЦ И О Н Н Ы Е У СТРО Й СТВА С ВОЗДЕЙСТВИЕМ НА ЧАСТОТУ ГЕН ЕРАТО РА

воздействием на частоту колебаний генератора поясняется струк­ турной схемой рис. 4.2.

Схема коррекции с двухпозиционным управлением показана на рис. 4.3. Работа схемы иллюстрируется графиками рис. 4.4.

Коррекционное 'устройство содержит местный генератор управляющих импуль­ сов, частота которого равна 'Скорости пе­ редачи кодовых посылок, два логических элемента И, .выполняющих функции фа­ зового дискриминатора, и выходной триг­ гер, который совместно с поляризован­ ным реле выполняет функции управляю­ щего устройства.

Для определения величины фазового рассогласования 'между принимаемыми кодовыми посылками (график а) и коле-

бания'ми местного генератора на фазовый дискриминатор ФД одно­ временно подаются короткие импульсы, соответствующие границам принимаемых кодовых посылок (график б),и колебания местного ге­ нератора (графики в и е). Корректирование осуществляется здесь посредством двухполярного воздействия на частоту колебаний ме­ стного генератора.

126

Если колебания местного генератора отстают по фазе относи­ тельно принимаемых кодовых посылок (график в), а следователь­ но, относительно колебаний передающего генератора, то на вы­ ходе первого логического элемента Иі возникнет корректирующий импульс '(график г), который опрокинет выходной триггер в поло-

С Ц J

жение «1». Контактный язычок поляризованного реле замкнет пра­ вый контакт (график д), в результате чего частота генератора уве­ личится с fi до f2 ' В случае опережения по фазе колебаний мест­ ного генератора относительно кодовых посылок (график е), на вы­ ходе второго логического элемента И2 возникнет импульс (гра­ фик ж), который опрокинет триггер в положение «О»; контактный язычок реле замкнет левый ■контакт (график з), и частота гене­ ратора уменьшится с /г до f\.

В данном коррекционном устройстве, как и в ранее рассмот­ ренном, воздействие на частоту колебаний генератора производит­ ся двухпозиционным управляющим устройством УУ; одной пози­ ции соответствует частота корректируемого генератора, а дру­ гой — частота /г, причем /і< /к, а /2>'/ю где /,{— частота корректи­ рующего генератора. График рис. 4.5 показывает изменение фазы колебаний корректируемого генератора относительно состояния идеальной синфазности. Наибольшее расхождение по фазе обус­ ловлено величиной погрешности корректирования ср0.

Очевидно, что если при двухпозиционном управлении коррекци­ онное устройство временно выйдет из строя, то расхождение по фазе между приемным и передающим генераторами будет непре­ рывно нарастать, и правильная регистрация кодовых посылок на­ рушится через короткий промежуток времени.

127

При воздействии на частоту генератора трехпозиционным уп­ равляющим устройством третьей позиции отвечает частота /3 кор­ ректируемого генератора, равная частоте /к корректирующего ге­ нератора. В этом случае при выходе из строя коррекционного уст­ ройства расхождение по фазе между приемным и передающим ге-

Рис. 4.5. Изменение фазы колебаний корректируемого генера­ тора (двухпозицнонное управление)

нераторами будет определяться только коэффициентами неста­ бильности генераторов и точностью подбора юс частот. Поэтому промежуток времени, за который нарушится правильная регистра­ ция кодовых посылок (4.11), может быть достаточно большим.

На рис. 4.6 приведена схема коррекционного устройства с трех­ позиционным управлением. Работа схемы иллюстрируется графи­ ками рис. 4.7.

В отличие от коррекционного устройства с двухпознционным управлением, здесь контактный язычок поляризованного реле мо-

находится в среднем положении, не касаясь контактных винтов. Кро*ме того, 'выходкой триггер, используемый в схеме с двухпозиіционным управлением, заменен в трехпозициоиной схеме двумя клю­ чами Кі и Кг, каждый из которых включен последовательно с со­ ответственной обмоткой поляризованного реле.

128

Если колебания местного генератора (график в) отстают по фа­ зе относительно принимаемых кодовых посылок (графики а и б), то на выходе фазового дискриминатора, возникнет коррекционный импульс, который откроет ключ Кь контактный язычок поляризо­ ванного реле замкнет правый контакт (график г), и частота ге­ нератора увеличится до /Ф В случае опережения по фазе колеба­ ний местного генератора относительно принимаемых посылок (гра­ фик д) на выходе фазового дискриминатора возникнет коррекци­ онный импульс, который откроет ключ Кг; контактный язычок ре­ ле замкнет левый контакт (график е) и частота генератора умень­ шится ДО /і-

Таким образом, в данном коррекционном устройстве одной по­ зиции отвечает частота f2 (h>U<), другой позиции — f{ (fi< /K), а третьей позиции — f3 (f3 = fK) или fi < /3 (^и) < / 2 - График рис. 4.8 по-

Рис. 4.8. Изменение фазы колебаний корректируемого генератора (трехпозиционное управление)

казывает изменение фазы колебаний корректируемого генератора относительно состояния идеальной синфазности.

При корректировании информационными посылками возникает опасность ложного срабатывания коррекционного устройства изза краевых искажений посылок. Для уменьшения влияния случай­ ных смещений границ кодовых посылок на процесс корректирова­ ния между фазовым дискриминатором и управляющим устройст­ вом включается интегрирующий контур (или реверсивный счет­ чик), усредняющий значения токов в обмотках коррекционного ре­ ле. В результате такого усреднения управляющее устройство сра­ батывает только после последовательного поступления ряда кор­

функции интегрирующих элементов выполняют конденсаторы С, включенные параллельно обмоткам поляризованного реле. Посто­ янная времени заряда конденсатора тзар=іДС выбирается меньшей, чем постоянная времени его разряда т раз = і(’Д р + R)C, где <RV — со­ противление обмотай реле. Вследствие этого конденсаторы под дей­ ствием коррекционных импульсов будут систематически подзаря­ жаться, но реле под действием разрядного тока сработает только в том случае, когда напряжение на обкладках конденсаторов до­ стигнет требуемой величины.