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

На основании (4.83) определяем вероятность ошибки Р0ш с учетом погреш­ ности фазирования:

4.7.Стартстопный метод корректирования

ПР И Н Ц И П РАБО ТЫ СТАРТСТОПНОГО КО РРЕКЦИ О Н Н О ГО УСТРО Й СТВА

Встартстопной аппаратуре корректирование фазовых отклоне­ ний производится специальными коррекционными посылками с не­

посредственным воздействием на корректируемый объект. Степень этого воздействия пропорциональна фазовому рассогласованию между передатчиком и приемником.

В стартстопных аппаратах после каждого рабочего цикла про­ исходит остановка передатчика и приемника, поэтому фазовое рас­ согласование между ними при неточном подборе скорости не будет накапливаться. Синфазность между приемником и передатчиком нужна только в пределах одного оборота (цикла), по окончании которого они оба остановятся в исходных положениях. Вследствие этого фазовое расхождение, образовавшееся к концу данного обо­ рота, не будет суммироваться с фазовым расхождением следующе­ го цикла. Рис. 4.21 иллюстрирует принцип стартстопного метода корректирования.

При неподвижном положении передатчика столовый контакт замкнут, вследствие чего через электромагнит приемника протека-

Рис. 4.21. К принципу стартстопного метода корректирования

150

ет ток (стоповая посылка); якорь электромагнита удерживает при­ емник в исходном (стоповом) положении. После начала вращения передатчика размыкается его столовый контакт, и электромагнит приемника остается без тока (пусковая посылка); якорь электро­ магнита освобождает приемник. Последний сцепляется с непрерыв­ но вращающимся электродвигателем, совершает один оборот и в- конце оборота останавливается, наталкиваясь на отросток у вновь притянутого якоря электромагнита. За время оборота передатчик отправляет в канал связи последовательность кодовых посылок,, регистрация которых производится приемником.

Из рассмотрения принципа стартстопного метода корректирова­ ния следует, что стартстопное коррекционное устройство выполня­ ет одновременно две функции: функцию установления начальной фазы (фазирование по циклу) и, совместно с приводом, функцию поддержания синфазности (фазирование по посылкам).

На рис. 4.22 приведена схема относительного расположения во времени циклов работы передатчика и приемника, разделенных ка­ налом связи. Здесь by — промежуток времени от момента поступ­

Рис. 4.22. Относительное расположение циклов работы передатчика и приемника

ления пусковой посылки в обмотку электромагнита до времени пуска в ход приемника; Ь'\ — предельный промежуток времени, за который приемник наверняка не будет пущен в ход; йу — промежу­ ток времени от момента поступления стоповой посылки в обмотку электромагнита до момента остановки приемника.

Из цикловой диаграммы видно, что время оборота приемника должно быть меньше времени оборота передатчика. В противном случае к моменту окончания оборота передатчика приемник еще не наталкивается на отросток якоря электромагнита, и новый обо­ рот передатчика начнется без фазового соответствия. Поэтому при­ емнику задается более высокая скорость, чем передатчику.

Однако, если скорость приемника значительно превышает ско­ рость передатчика, может случиться, что приемник пройдет мимо отростка якоря электромагнита и уже не натолкнется на него, что также нарушит фазовое соответствие. Таким образом, момент оста­ новки приемника ограничен внутри некоторого интервала &ст, обус­ ловленного погрешностью фазирования. Скорость вращения прием­ ника должна быть подобрана так, чтобы момент окончания его оборота находился в середине этого интервала, как показано на

151

рис. 4.22. Это позволяет корректировать фазовые отклонения при­ емника при увеличении или уменьшении его скорости.

Количество оборотов, совершаемых приемником, равно коли­ честву оборотов передатчика. Но поскольку скорость приемника выше скорости передатчика, то приемник в конце каждого оборота приостанавливается на время корректирования, т. е. на промежу­ ток времени, пропорциональный фазовому рассогласованию. Фазо­ вое рассогласование, уничтожаемое в конце каждого оборота оста­ новкой приемника, носит название коррекционного эффекта. Из предыдущего следует, что при корректировании стартстопным ме­ тодом коррекционный эффект является переменным.

Наибольшее допустимое отклонение DCT момента остановки приемника в одну или другую сторону от его оптимального поло­ жения характеризует коррекционные возможности аппаратуры. Из рис. 4.22 видно, что наибольшее отклонение момента остановки влево соответствует его совпадению с концом промежутка ах; наи­ большее отклонение момента остановки вправо соответствует его совпадению с концом промежутка Ь'х «езапуска приемника. Отсю­ да следует, что

Значение величины хст, определяющей оптимальное положение мо­ мента окончания оборота приемника, будет xCT — ai + Dci: или

Из (4.101) следует, что удлинение стоповой посылки tcт влечет за собой рост отношения К, так как продолжительность цикла пе­ редатчика Гпер при этом увеличивается, а продолжительность цик­ ла приемника Гпр остается неизменной.

/(=1,18, т. е. ів первом 'случае скорость 'приемника выше скорости передатчика на 14%, а во втором случае — на 48%.

Для электронного аппарата отношение циклов передатчика и приемника при

6ст = 20 мс, будет К = 140/430= 1,08, а при 6Ст= 30 мс К = 150/130=4,15.

152

ВЫ БОР СТАРТСТОПНОГО Ц И КЛ А

Степень неравномерности стартстопного цикла характеризует­ ся коэффициентом ц, представляющим отношение продолжитель­ ности стоповой посылки /Ст к продолжительности информационной посылки tm :

При т] = 1 стартстопный цикл является равномерным. В соответст­ вии с постановлением МККТТ при разработке новой стартстопной аппаратуры рекомендуется выбирать коэффициент г], равный 1,5.

При определении оптимальной величины т] следует исходить из необходимости компенсации характеристического искажения кор­ рекционных посылок, обеспечения устойчивой работы одноосных регенеративных трансляций и повышения устойчивой работы старт- стопно-синхронных систем.

К о м п е н с а ц и я х а р а к т е р и с т и ч е с к о г о и с к а ж е н и я . Одним из факторов, обусловливающих смешение границы между коррекционными посылками, а следовательно, смещение моментов регистрации информационных посылок, является характеристиче­ ское искажение. Стабильность границы между коррекционными посылками в значительной степени зависит от продолжительности стоповой посылки. Момент пуска приемника тем меньше будет за­ висеть от характеристического искажения, чем продолжительнее стоповая посылка, отделяющая пусковую посылку от предыдущей кодовой комбинации. На основе экспериментальных данных уста­ новлено, что при бхар= 0,3 to и значениях т], равных 1; 1,5 и 2, диа­ пазон фазоустановителя приемника соответственно равен 9,5°; Іб® и 23°. Очевидно, что полной компенсации характеристического ис­ кажения можно достичь выбором такой продолжительности стопо­ вой посылки, при которой ток достигает установившегося значения.

При нарастании тока по экспоненциальному закону он практи­ чески достигает установившегося значения ;[(0,98—0,99)/] соответ­ ственно за 4т—5т, где т — постоянная времени местной цепи элек­ тромагнита приемника. Поэтому для компенсации бхар требуется,

Здесь к = 4 —5.

Имея в виду что r=L[\R и R=U/I, где L — индуктивность элек­ тромагнита приемника, U — местное напряжение, из (4.103) полу­ чим

(4.104)

В применяемой аппаратуре местное напряжение обычно выби­ рается равным 120 В, а в некоторых случаях — 80 или 24 В. Рабо­ чий ток / равен 50 мА при отсутствии подталкивателя и 25 мА при

153

•его наличии. Индуктивность L электромагнита в различных типах приемников, в зависимости от заданной скорости работы и требуе­ мого тягового усилия, имеет различные значения и колеблется от 8 до 1 Г. Предельное значение 4 т определяется значениями ве­ личин L, I и U.

Пример. Пусть индуктивность 'L электромагнита .равна 8 Г, / = 50 мА и £7=120 В. Требуется выяснить, будет ли при этих данных обеспечена полная

ляции. Относительное расположение циклов оконечных аппаратов (передатчика станции А и приемника станции Б) н регенеративной трансляции представлено на рис. 4.24а — при отсутствии расхож­ дения скоростей между оконечными аппаратами и трансляцией, на рис. 4.246 — при повышении скорости передатчика станции А. Из рис. 4.24 видно, что если для передающего аппарата выбрать т) = = 1,5, а для трансляции т)= 1,0, то при неизменных скоростях пере­ датчика и трансляции транслируемая стоповая посылка удлинится в 1,5 раза (за счет простаивания на стопе в течение 0,54) и момент остановки приемника будет оптимальным (хст= 0 ,5 4 = 1/34т)-

При предельном увеличении скорости передатчика, соответст­ вующем смещению влево правой границы стоповой посылки на 0,510, транслируемая стоповая посылка также укоротится на 0,5 4,

нение скорости оконечных аппаратов не изменялось и после вклю­ чения регенеративной трансляции, требуется удлинить стоповую посылку оконечного аппарата на 50%.

154

Г Л А В А 5

ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СТАРТСТОПНО-СИНХРОННЫХ СИСТЕМ (СТО

5.1. Предпосылки к развитию СТС

Все современные аппараты, используемые для передачи и при­ ема кодовой информации, по способам корректирования фазовых рассогласований между передатчиком и приемником делятся на стартстопные аппараты и аппараты непрерывного вращения (син­ хронные).

С эксплуатационной точки зрения для постоянной работы с большой скоростью выгодно непрерывное движение передатчика и приемника, но это непрерывное движение становится недостатком при кратковременной периодической работе абонентской связи. В этом случае необходима готовность аппарата к работе с любым другим аппаратом без потери времени на вхождение в связь (уста­ новление синфазности). Наиболее простое решение задачи получе­ но заменой непрерывного вращения передатчика- и приемника пе­ риодическим (стартстопным), причем период этого движения со­ ответствует передаче и приему одного знака. Однако стартстопный метод корректирования, в отличие от синхронного, предъявляет к качеству канала связи более высокие требования. Как известно, до­ пустимое значение а — среднеквадратического отклонения границ кодовых посылок, в случае связей, оборудованных стартстопной аппаратурой, при прочих равных условиях примерно в 1,5 раза меньше, чем в случае тех же связей, оборудованных оинхронной аппаратурой.

В связи с отмеченными особенностями аппаратов обоих типов возникло стремление разработать такую систему для передачи ко­ довой информации, которая объединяла бы в себе положительные эксплуатационные и технические качества как стартстопных, так и синхронных аппаратов. Новые системы, построенные на сочетании стартстопного и синхронного принципов, получили название старт- стопно-синхронных систем (СТС). В этих системах в качестве ос­ новного передающего и приемного оборудования использованы око­ нечные стартстопные аппараты, и в качестве дополнительного обо­ рудования использованы синхронные — передающий и приемный — распределители, установленные на выходе и входе канала связи.

К главным преимуществам стартстопно-синхронных систем от­ носятся:

— повышение устойчивости работы стартстопных аппаратов, -включаемых в каналы связи через синхронные распределители;

156

— унификация аппаратуры, предназначенной для передачи ко­ довой информации, в результате достигнутой в СТС возможности включения в синхронные распределители обычных стартстопных аппаратов без изменения их конструкции;

— увеличение скорости передачи информации на основе приме­ нения методов временного и частотно-временного уплотнения.

Стартстопные аппараты СТС могут быть расположены в непо­ средственной близости от синхронных распределителей или удале­ ны от них на значительные расстояния. В последнем случае кана­ лы, по которым передаются кодовые посылки от передатчиков ■стартстопных аппаратов, принято называть стартстопными. Кана­ лы, соединяющие синхронные распределители, называют синхрон­ ными.

5.2.. Структурная схема СТС

При построении стартстопно-синхронных систем требуется раз­ решить следующие две основные задачи: осуществить фазовое со­ гласование («развязку») стартстопного цикла передатчика с цик­ лом синхронного распределителя передачи и защитить стартстоп­ ный приемник от возможности произвольного пуска в ход («срыва со стопа») под действием импульсных помех в канале связи.

Первая задача возникает в связи с тем, что в момент начала от­ правления кодовых посылок передатчиком стартстопного аппарата непрерывно вращающиеся щетки синхронного распределителя за­ нимают произвольное фазовое положение. Очевидно, что способ решения задачи фазового согласования разнотипных циклов (стартстопного с синхронным, и наоборот) отличается от способов решения аналогичной задачи для случая однотипных циклов (стартстопного со стартстопным или синхронного с синхронным). Решение задачи развязки циклов обеспечивает возможность рабо­ ты на клавиатуре стартстопного аппарата без необходимости со­ блюдения какого-либо ритма.

Возникновение второй задачи связано с тем, что в промежутки времени нахождения стартстопного аппарата в положении покоя, в особенности при ручной работе, когда продолжительность стопо­ вой посылки из-за аритмичности работы на клавиатуре значитель­ но возрастает, стартстопный приемник может быть пущен в ход не пусковой посылкой, а импульсной помехой, появившейся в канале связи.

На. рис. 5.1 приведена структурная схема стартстопно-синхрон- ной системы, содержащая наряду с оконечными стартстопными ап­

согласования стартстопного цикла с синхронным на передающем конце и синхронного цикла со стартстопным на приемном конце.

На рис. 5.2 приведены структурные схемы преобразователей пе­ редачи и приема. Как видно из рисунка, преобразователь переда­ чи содержит: стартстопный приемный распределитель, используе­

157

Рис. 5.1. Структурная схема стартстопно-синхронной системы

мый для набора кодовых посылок, поступающих из стартстопного канала; накопители, назначение которых заключается в запомина­ нии последовательностей кодовых посылок, снимаемых со стартстопйого растределителя, и в выдаче и.х через опреде­ ленные промежутки времени ■на синхронный распредели­ тель передачи; переключаю­ щее устройство, которое пе­ реключает накопители с приема напередачу и обрат­ но; в то время как один накопитель запоминает по­ следовательность кодовых посылок, снимаемых со стартстопіното р аішрѳделителя, другой выдает ранее на­ копленную последователь­ ность кодовых посылок на аннхроінный р аспределитель

•передачи.

Составными элементами

преобразователя приема являются: накопитель, пред­

назначенный для запомина­ ния последовательностей кодовых посылок, снимаемых с синхрон­ ного распределителя приема; стартстопный передающий распреде­ литель, отправляющий накопленные последовательности кодовых посылок в стартстопный приемник; переключающее устройство, которое пускает в ход стартстопный передающий распределитель в случае приема любой последовательности кодовых посылок.

Следует отметить, что если построение СТС любого типа без преобразователя передачи принципиально невозможно, то наличие преобразователя приема не является обязательным. Преобразова­ ние разнотипных циклов в СТС может быть осуществлено и при

158

помощи приборов для автоматической работы — реперфораторов и трансмиттеров. В этом случае функции накопителя выполняет перфорированная лента.

5.3. Классификация СТС

Стартстопно-синхрониые системы делятся на однократные и многократные (рис. 5.3). Последние находят более широкое приме­ нение, поскольку они лучше используют пропускную способность

Рис. 5.3. Классификация стартстопно-синхронных систем

каналов связи. Однократные СТС или отдельные секторы много­ кратных СТС по способам накопления кодовых посылок подразде­ ляются на цикловые и импульсные.

В цикловых системах накопитель полностью запоминает пере­ даваемые стартстопным передатчиком последовательности кодовых посылок и выдает их через определенный промежуток времени на синхронный распределитель. В импульсных системах накопитель запоминает каждую кодовую посылку в отдельности и выдает ее на синхронный распределитель через промежуток времени, не пре­ вышающий продолжительность кодовой посылки.

Из обеих систем цикловые системы нашли наибольшее приме­ нение. Импульсные системы, хотя и отличаются простотой устрой­ ства, обладают некоторыми недостатками, которые ограничивают их применение. Основной их недостаток состоит в принципиальной невозможности защиты стартстопных приемников от срыва со стопа.

В цикловых системах семиэлементная последовательность посы­ лок (стартстопный цикл), передаваемая в синхронный канал свя­ зи, может быть предварительно преобразована в пятиили в шести­ элементную последовательность посылок. При пятиэлементном пре­ образовании коррекционные посылки (пусковая и стоповая) вос­ станавливаются в приемной части системы. При шестиэлементном преобразовании в приемной части системы требуется восстановить только одну коррекционную посылку (пусковую или стоповую). Очевидно, что в синхронный канал могут быть переданы и все семь

159