книги из ГПНТБ / Емельянов Г.А. Передача дискретной информации и основы телеграфии учеб. для вузов
.pdfКолебания |
генератора |
трансформируются |
|
в Тр2 |
или в Тр3. |
Это |
||||
зависит от того, какой |
из транзисторов схемы управления открыт. |
|||||||||
Если открыт транзистор Т3 |
(транзистор Г4 |
закрыт), |
то колебания |
|||||||
от генератора трансформируются через трансформатор Тр2. |
При |
|||||||||
закрытом |
транзисторе |
Т3 (транзистор Ті |
открыт) |
колебания |
воз |
|||||
никают на обмотках трансформатора Тр3. |
Напряжение, снимаемое |
|||||||||
со вторичных обмоток трансформаторов Тр2 |
и Тр$, управляет клю |
|||||||||
чевыми транзисторами |
Т1—Ті0. |
При наличии напряжения на транс |
||||||||
форматоре |
Tpz (напряжение |
на трансформаторе |
Тр3 |
отсутствует) |
||||||
открыты транзисторы |
Т7 и |
Ts. На |
выход |
реле коммутируется |
на |
|||||
пряжение — 60 В. Если же существует напряжение на Тр3, |
то |
|||||||||
открыты транзисторы |
Т9 и Ti0 |
(транзисторы |
Т1 и Т8 |
закрыты). На |
||||||
выход поступает напряжение |
+60 |
В. |
|
|
|
|
|
|||
Качественные характеристики электронного реле значительно лучше характеристик электромеханического реле. Вследствие прак тической безынерционное™ элементов схемы на низких скоростях передачи (504-200 бод) коэффициент отдачи реле близок к 100%. Собственные искажения, вносимые реле, не превышают 1 %. Ука занные преимущества электронного телеграфного реле обеспечили ему широкое применение особенно в аппаратуре тонального теле графирования (см. гл. 9).
4
ГЛАВА
Передающие оконечные устройства
4.1. НАЗНАЧЕНИЕ И СХЕМА
Передающие оконечные устройства предназначены для преоб разования информационных символов сообщения в кодовые ком бинации и последующего преобразования элементов кодовой ком бинации в электрические сигналы. Простейшим примером оконеч ного передающего устройства может служить ключ аппарата Мор
зе. |
Преобразование символа сообщения |
— буквы или цифры — |
в |
кодовую комбинацию производится |
человеком, который знает |
код Морзе. В соответствии с этим кодом человек замыкает и раз
мыкает ключом цепь |
электрического тока, преобразуя элементы |
|||||
кодовых комбинаций |
(точки, |
интервалы, |
тире) |
в последователь |
||
ность электрических сигналов. |
|
|
|
|
||
В современных более сложных оконечных передающих устрой |
||||||
ствах, например в передатчиках телеграфных |
буквопечатающих |
|||||
аппаратов, в передатчиках данных, в датчиках |
систем |
автоматики |
||||
и т. д., указанные выше преобразования |
осуществляются |
автома |
||||
тически. |
|
|
|
|
|
|
На рис. 4.1 приведена функциональная схема передающего око |
||||||
нечного устройства. |
|
|
|
|
|
|
Информационный |
символ |
от источника |
сообщений |
поступает в |
||
кодирующее устройство, где |
происходит |
автоматическое |
преобра |
|||
зование символа в кодовое число. Как правило, в современных ди скретных системах связи независимо от вида передаваемой инфор мации используются двоичные равномерные коды. Следовательно, посредством кодирующего устройства подлежащий передаче сим вол сообщения преобразуется в /(-разрядное двоичное число. Раз ряды двоичного числа, одновременно появляющиеся на выходе ко
дирующего устройства |
(параллельный код), |
поступают |
в |
набор |
||
ное |
устройство |
(накопитель). Передающий распределитель, |
кото |
|||
рый |
необходим |
только |
при последовательной |
передаче |
разрядов |
|
двоичного числа, последовательно преобразует каждую двоичную цифру кода (0 или 1) в электрический сигнал определенной дли-
тельности, которая определяется скоростью работы |
распределите |
ля. Выходное устройство формирует электрические |
посылки необ |
ходимых мощности, полярности и формы. Если, например, перег,.
дача ведется постоянным током, то форма |
посылки должна бь;^ ь |
||||
|
Параллельный, /год |
|
|
Последовательный, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
АОд\ |
|
|
|
\Раепре\ |
||
От источника Кодирующее |
Передают |
1 |
дели, |
Выходное] |
|
|
телі |
||||
сообщении. |
устр-Во |
наборное |
|
пере |
устр-Во Выход |
|
!устр-оо |
|
дачи. |
|
|
|
Управляющее |
Датчик |
|
|
Привод |
слижет |
|
||
устр-8о |
разрядов |
|
||
Рис. 4.1. Функциональная |
схема |
оконечного передающего уст |
||
|
ройства |
|
|
|
прямоугольной. Двоичному |
числу |
1 соответствует токовая |
посыл |
|
ка, а числу 0 — бестоковая посылка. |
|
|
||
В состав кодовой комбинации |
могут |
быть включены |
служеб |
|
ные разряды, которые предназначены для синхронизации и фази рования приемного оконечного устройства. При стартстопном ме тоде передачи — это стартовая и стоповые посылки.
Служебные разряды вырабатываются датчиком |
служебные раз |
||||
рядов. |
В целом передающее устройство приводится |
в действие.ста |
|||
билизированным приводом, |
который определяет скорость |
переда |
|||
чи оконечного передающего |
устройства. Метод |
передачи (синхрон |
|||
ный или стартстопный) зависит от алгоритма |
действия |
управляю |
|||
щего |
устройства. |
|
|
|
|
4.2.ВВОД ИНФОРМАЦИИ В П Е Р Е Д А Ю Щ И Е
ОК О Н Е Ч Н Ы Е УСТРОЙСТВА
Сообщения могут вводиться в передающее устройство двумя способами — вручную и автоматически. При ручном способе вво да человек, работая на клавиатуре типа клавиатуры пишущей ма шинки, вводит в оконечное передающее устройство символы сооб щения (буквы, цифры, знаки препинания и т. д.). Скорость ввода сообщения в данном случае относительно невелика, поскольку оп ределяется физическими возможностями человека. Средняя ско рость работы на пишущей машинке составляет примерно 250— 300 знаков в минуту. В отдельные моменты работы при благопри ятных сочетаниях знаков скорость может доходить до 380—400 зна ков и даже выше. Очевидно, что скорость работы оконечного пе-
редающего устройства должна быть выше, чем скорость ввода ин формации. Иными словами, скорости работы передатчика и ввода информации следует согласовывать.
П р и м е р . Скорость ввода информации в |
телеграфный |
аппарат |
не |
превы |
шает 400 знаков в минуту. Оконечное устройство (телеграфный аппарат) |
рабо |
|||
тает по стартстопному методу. Длина стоповой |
посылки в |
1,5 раза |
превышает |
|
длину кодовых и стартовых посылок. Используется обыкновенный пятиэлементный код. Определить скорость работы оконечного устройства.
Так как каждый знак состоит из 7,5 элементарных посылок (стартовая, 5 кодовых и стоповая), а в одну секунду поступает 400/60 знаков, то в одну се кунду должно быть передано (400-7,5)/60 элементарных посылок. Скорость пе редачи В= (400-7,5)/60 = 50 бод.
Если источником сообщений является не человек, а автомати зированное устройство, то скорость ввода информации, а следова тельно, и скорость работы передающего устройства может быть значительно повышена. Ввод информации, в передающее оконеч ное устройство в этом случае осуществляется автоматически,, либо непосредственно от источника сообщений (электрический ввод), ли бо с промежуточного носителя. В качестве промежуточного носи теля могут использоваться перфорированные ленты, перфорирован ные карты, магнитные носители, кинолента и т. д. Запись на про межуточный носитель обычно производят в двоичном коде. В слу чае перфорированной ленты (рис. 4.2) двоичное число (код) запи-
Рис. 4.2. Образец пятидорожечной пер форированной ленты
сывают в виде отверстий в ленте, пробитых в определенном поряд ке. При этом цифре 1 соответствует отверстие в ленте, а цифре 0— отсутствие отверстия. Число дорожек перфоленты равно числу раз рядов двоичного числа, образующего код. На рисунке изображена запись пятиразрядным международным телеграфным кодом № 2.
Набивку отверстий на ленте (перфорирование) производят с помощью перфоратора (см. разд. 5.10), а считывание информа ции осуществляется трансмиттером (см. разд. 4.9). В связи с тем, что запись на промежуточном носителе уже произведена в зако дированном виде, в передающем оконечном устройстве при вводе информации с носителя отпадает необходимость в кодирующем устройстве. Информация в виде посылок кодовых комбинаций по ступает сразу в накопитель (наборное устройство). Скорость счи тывания информации с промежуточных носителей может достигать нескольких тысяч и даже десятков тысяч знаков в минуту. В со ответствии со скоростью ввода информации выбирается и скорость работы оконечного передающего устройства.
Если в качестве источника сообщений используется электрон ная вычислительная машина (ЭВМ), то возможен непосредствен ный (электрический) ввод информации в накопитель передающего оконечного устройства. Для этого в ЭВМ предусмотрено согла сующее устройство СУ, которое преобразует информацию в дво ичное число, разрядность которого соответствует числу входов на копителя передающего устройства.
Ввод кодовой комбинации в накопитель, в принципе, |
может |
|
быть осуществлен либо последовательно, |
либо параллельно. |
Для |
ввода на стыке между СУ и накопителем передающего устройства предусмотрены дополнительные цепи взаимодействия. Пример це пей взаимодействия приведен на рис. 4.3.
|
|
ИНФ |
ЭВМ |
су |
ИС |
|
||
|
|
тякт |
§ |
Рис. 4.3. Пример цепей взаи- |
^ |
модействия оконечного пере- |
^I дающего устройства и ЭВМ
Передающее
оконечное устр-во
Кодовая комбинация поступает из СУ в накопитель передатчи ка по сигналу запроса очередной комбинации ЗОК, который выра батывается в оконечном передающем устройстве. Получив ЗОК, согласующее устройство по цепи ИНФ передает очередную кодо вую комбинацию. Скорость передачи обусловлена частотой им пульсов считывания, которые поступают в СУ из передатчика по цепи ТАКТ. Передача каждой кодовой комбинации подтверждает ся импульсом сопровождения ИС, который передается по отдель ной цепи. Таким образом, скорость ввода сообщения строго соот ветствует скорости работы оконечного передающего устройства и задается им.
Очевидно, что темп работы ЭВМ должен быть согласован с темпом работы оконечного передающего устройства или, как при нято говорить, аппаратура передачи дискретной информации «ве дет» ЭВМ. В реальных устройствах передачи дискретной инфор мации число дополнительных цепей значительно превышает чис ло рассмотренных выше, так как функции согласующих устройств зависят от многих фактов и порядка действия оконечного пере дающего устройства. Цепи взаимодействия регламентированы ре комендациями м к к т т .
4.3. К О Д И Р У Ю Щ И Е УСТРОЙСТВА
Кодирующее устройство предназначено для превращения сим вола сообщения (например, букв, цифр, команд) в «-разрядное двоичное число (кодовую комбинацию) и имеет N входов и п выхо дов. Число 'входов кодирующего устройства связано с числом вы ходов соотношением N=mn, где m — основание кода.
В двоичных системах т=2. Поэтому N=2n. Заметим, что по лученное соотношение справедливо, если используется обыкновен ный код, т. е. каждое возможное п-разрядное двоичное число со ответствует какому-либо символу сообщения. Так, например, в те леграфном коде МТК-2 все пятиразрядные двоичные числа соот ветствуют определенным знакам. Поэтому кодирующее устройств© имеет 5 выходов и 32 входа.
Механическое |
|
кодирующее устройство применяется в телеграф |
ных аппаратах |
и |
других оконечных устройствах с относительно |
низкой скоростью |
передачи. Широкое распространение получил© |
|
кодирующее устройство с комбинаторными линейками, предназ
наченное для кодирования информации с клавиатуры типа пишу щей машинки. Принцип действия устройства поясняется рис. 4.4.
Рис. 4.4. Принцип действия кодирующего устройства с ком бинаторными линейками
При нажатии клавиши А, линейка № 1 переместится вправо, а при нажатии клавиши Б — влево. Если под клавишным рычагом раз местить п линеек и выбрать скосы на них определенным образом, то при нажатии клавиши образуется /г-разрядная пространствен ная комбинация положения линеек. Число возможных комбинаций равно 2™. Для кодирования 32 знаков (каждому знаку соответст вует своя клавиша) необходимо разместить под клавишными ры чагами 5 комбинаторных линеек.
Механическое кодирующее устройство снабжено дополнитель ными приспособлениями, которые блокируют клавиши от одновре менного нажатия, блокируют всю клавиатуру на время передачи предыдущей комбинации и т. д., т. е. обеспечивают последователь-, ный процесс ввода информации в накопительное устройство.
3-45 |
— 65 — |
Если же под клавишными рычагами расположить 7 комбина
торных |
линеек, |
то число возможных комбинаций будет |
2 7 = |
128. |
Пусть |
требуется |
закодировать 32 символа сообщения. |
Тогда |
из |
128 возможных комбинаций можно отобрать только те, которые
обладают |
каким-либо |
общим свойством, |
например |
число единиц |
||
в комбинации равно 3. Число комбинаций, обладающих |
указанным |
|||||
свойством, равно числу сочетаний из 7 по 3. Так как С" |
= —— |
, |
||||
|
J |
|
|
т |
т\(п-т)\ |
|
JO С^ — ^ |
71 |
35 разрешенных |
|
|
|
|
^ =35. Из |
комбинаций |
возьмем |
тре |
|||
буемые 32 комбинации, в соответствии с которыми выполняются скосы на комбинаторных линейках. Данное кодирующее устрой
стве кодирует информацию корректирующим кодом.
В качестве электронных кодирующих устройств могут исполь зоваться любые устройства, способные преобразовывать десятич ное число в двоичное. Подобные устройства могут быть выполнены на электромагнитных, электронных, магнитных, пневматических и других двоичных элементах. В качестве примера рассмотрим про стейшее кодирующее устройство, выполненное в виде диодной мат рицы.
На рис. 4.5 приведена схема кодирующего устройства на 16 вхо дов. Для кодирования символа на соответствующий вход подается
отрицательный потенциал, а на выходе устройства появляется дво- |
|||||||||||
|
|
Входы |
(№ |
|
знана) |
|
< 41 |
|
|||
|
• I |
|
|
41 |
|
|
|||||
|
|
1 |
|
|
ч|ч1 |
ч]^Лйразр»ё |
|||||
|
|
ч |
\ч |
|
|
||||||
• |
ч |
|
мм |
чч ч |
\Лй разряд ^ |
||||||
ч |
|
ч |
Ч |
|
ч |
ч |
Ч- |
їйразрлі |
|||
|
ч ч |
|
|
ч |
|
< |
|
ч ч |
|
|
\Jl-u разряд •* |
Рис. 4.5. Схема кодирующего устройства на диодной матрице
ичное число (кодовая комбинация). Например, при передаче зна ка № 3 (действует сигнал на входе № 3) на выходе устройства возникнут потенциалы в 1 и 2-м разрядах, что соответствует ком бинации ООП (разряды записаны справа налево), т. е. числу 4, записанному в двоичной системе счисления. Односторонняя прово димость диодов предотвращает шунтирование данной выходкой шины со стороны нескольких входных шин, подключенных к ней.
4.4. НАБОРНЫЕ УСТРОЙСТВА (НАКОПИТЕЛИ)
Фиксация кодовой комбинации, полученной в кодирующем уст ройстве, осуществляется наборным устройством. Имеющиеся в нем механические или электрические накопительные элементы, число которых равно числу разрядов кода п, могут принимать одно из двух устойчивых состояний: «О» или «1». Передача кода из коди рующего устройства в накопитель происходит параллельно (т. е. одновременно), а считывание осуществляется распределителем по следовательно через интервалы времени, равные длительности эле ментарной посылки. Поскольку наборные устройства органически связаны с работой распределителя, то возможные варианты их по строения рассматриваются в следующем параграфе.
4.5.Р А С П Р Е Д Е Л И Т Е Л И
Оконечные передающие устройства могут работать в синхрон ном или стартстопном режиме. Режим работы зависит от построе ния управляющего устройства, которое определяет алгоритм дей ствия распределителя. Распределитель предназначен для поочеред ной передачи в строго определенные моменты времени разрядов кодовой комбинации, накопленной в наборном устройстве, на вы ходное устройство. Таким образом, распределитель преобразует параллельный код в последовательный. Скорость передачи оконеч
ного передающего устройства полностью |
определяется скоростью |
||
работы распределителя. |
|
|
|
Распределители могут быть электромеханическими и электрон |
|||
ными. Электромеханические |
распределители |
используются при |
от |
носительно низких скоростях |
передачи (до 200—300 бод). По |
кон- |
|
Рис. 4.6. Принцип действия дискового распределителя
структивному признаку их можно разделить на дисковые, кулач
ковые и релейные. Дисковые распределители состоят из колец и
щеток, вращающихся по окружности. Принцип построения диско вого распределителя ясен из рис. 4.6. Выходы ячеек механического наборного устройства соединены с контактами кольца /, разделен ными по радиусам изолирующими прокладками. Сплошное кольцо соединено с линией. При вращении щеток в линию последователь но передается кодовая комбинация, накопленная в наборном уст ройстве. Смена кодовых комбинаций в наборном устройстве про исходит в момент прохождения щеток между последним k-u и пер вым контактами первого кольца. Щетки распределителя враща ются электродвигателем, скорость которого стабилизируется. От стабильности скорости вращения щеток зависят искажения переда ваемых посылок. При высоком качестве изготовления диска рас-
нределителя и нестабильности |
скорости |
вращения щеток порядка |
||
Ю - 4 искажения передаваемых |
посылок |
не превышают |
1—2%. |
|
Скорость передачи оконечного передающего |
устройства может |
|||
быть определена по формуле |
|
|
|
|
В = |
^ - , б о д , |
|
|
(4.1) |
где а — число оборотов щеток |
распределителя, |
об/мин; |
К — число |
|
контактов распределителя. |
|
|
|
|
Рассмотренный распределитель работает непрерывно, т. е. в син
хронном режиме.
Кулачковый распределитель (рис. 4.7) состоит из неподвижных Контактных пружин и вращающихся кулачков с вырезами (скоса- *и) или выступами. Кулачки закреплены на одной оси и враща-
Иадорное |
4 |
устройство L |
|
|
—\Квыходному |
|
устройству |
Зттройбигатш Кулачки распределителя
Рис. 4.7. Принцип действия кулачкового распределителя
ются электродвигателем. При вращении распределителя поочеред но замыкаются контактные пружины и накопленная в наборном устройстве кодовая комбинация последовательно передается к вы ходному устройству. Преимуществом кулачковых распределителей является их компактность. Однако из-за трудности регулировки контактных пружин и погрешностей в изготовлении вала с кулач ками искажения передаваемых посылок выше, чем у дисковых рас-
пределителей. Искажения достигают 5—7%. Скорость передачи также определяется по ф-ле (4.1).
Электронные распределители получили широкое распростране ние в технике передачи дискретной информации особенно на сред них и высоких скоростях передачи. Электронный распределитель может быть реализован на любых двоичных элементах. Наиболь
шее распространение получили распределители |
на транзисторах |
|
или на сердечниках с ППГ. |
|
|
На рис. 4.8 приведена схема распределителя на 5 выходов, вы |
||
полненная на феррит-диодном регистре сдвига |
с ключевым тран- |
|
Нодирующее |
устройство |
|
|
Распределитель |
|
|
|
|
|
Рис. 4.8. Схема |
электронного распределителя |
и |
наборного |
устройства |
на |
|
|
5 |
выходов |
|
|
|
|
зистором Ті |
и транзистором |
запрета |
Т2. |
(Принцип |
действия |
по |
добного регистра сдвига изложен в параграфе 3.7). Под действием тактовых импульсов, вырабатываемых генератором тактовых им
пульсов ГТИ, |
состояние «1» продвигается по регистру с частотой |
3* |
— 69 — |