книги из ГПНТБ / Шляпоберский В.И. Основы техники передачи дискретных сообщений

становления 1 зафиксирует, что все триггеры регистра перешли в положение 0.

Принцип действия такой схемы легко уяснить, рас­ смотрев работу счетчика на 3 (рис. 3.22). Схема восста-

О/етный

вход

Проме»-

Рис. 3.22. Кольцевой счетчик на 3 со схе­ мой восстановления 1

новления 1 представляет собой многовходовый элемент ИЛИ — НЕ, выход которого подается на схему И, стробируемую входными импульсами. Запись 1 на вход триг­ гера 7\ запрещается элементом И Л И — Н Е до тех пор, пока в регистре есть хотя бы одна единица, и разреша­ ется только тогда, когда все счетчики регистра находят­ ся в состоянии 0.

В отличие от схемы рис. 3.216, сброс последнего триг­ гера осуществляется промежуточным тактом, подавае­ мым на дополнительную схему И. После включения пи­ тания нормальная работа счетчика устанавливается при любой начальной ориентации триггеров регистра.

Принципиальная схема счетчика-делителя на 3, по­ строенного на элементах И—НЕ, с временными диаграм­ мами, поясняющими ее работу, представлена на рис. 3.23. Кольцевые счетчики могут быть выполнены на ферритдиодных и ферриттранз'исторных ячейках [29].

Преимуществом кольцевых счетчиков является воз­ можность простого изменения коэффициента счета уве­ личением или уменьшением количества ячеек регистра. По экономичности, т. е. количеству двоичных элементов на единицу счета, кольцевые счетчики уступают двоич­ ным. Зато в них имеется возможность снять выходной сигнал в нескольких фазах и проще реализуется способ индикации числа, записанного в счетчике.

130

коэффициент деления, равный произведению коэффици­

6)

Вых

•Л/я

Рис. 3.24. Каскадное построение делителей: а) последовательное; б) параллельное

друга. Так, при делении на 81 число используемых эле­ ментов будет наименьшим, если использовать четыре де­ лителя, каждый из которых делит на 3. Однако при по­ следовательном соединении выбор коэффициентов деле­ ния делителей не всегда определяется наименьшим чис­ лом использумых элементов. Часто определяющим яв­ ляется получение минимального сдвига во времени меж­ ду выходными и входными импульсами. При последова­ тельном соединении делителей выходные импульсы за­ паздывают по отношению к входным. Чем больше число независимых делителей, тем больше запаздывание.

В тех случаях, когда требуемый коэффициент деле­ ния может быть получен произведением двух или более взаимно простых чисел 1 ), целесообразнее использовать параллельное соединение делителей (рис. 3.246). Так как выход каждого делителя «подается на схему И, то для появления импульса на ее выходе 'необходимо, чтобы все импульсы, подаваемые на вход, совпали.

Таким образом, при построении делителей, коэффи­ циент деления К которых .может быть представлен .п-ро-

') Взаимно простыми числами называются числа, которые не имеют общих делителей.

132

изведением чисел Ki Кг Лз-•• Кт, наиболее экономичное решение может быть получено путем последовательного или параллельного соединения делителей на Ki, Кг, Кз,~- при условии, что Ki, Кг, Кз, • • • незначительно отличают­ ся друг от друга.

Для получения перестраиваемого делителя с любым заданным коэффициентом деления от 2 до К используют каскадные кольцевые делители. Поясним принцип пост­ роения таких делителей. Пусть необходимо иметь дели­ тель с коэффициентом деления от 2 до 999. Такой коэф­ фициент можно получить посредством трех кольцевых делителей, каждый из которых делит на 10 (рис. 3.25).

Рис. 3.25. Каскадный делитель с коэффици­ ентом деления от 2 до 999

Если в каждом делителе сделать отвод от 1,2, 3, 9-го элементов, то, подавая тот или иной выход на схему И и используя выходной импульс для возвращения делителей в исходное состояние, можно получить любой коэффи­ циент деления.

Когда необходимо иметь делитель на 827, на схему совпадений необходимо подать восьмой выход делителя

то совпадение всех импульсов, снимаемых с делителей, произойдет во время действия 827-го входного импуль­ са. Снимаемый при этом с выхода схемы совпадений им­ пульс подается на делители, возвращая их в исходное

ит. д. Простота коммутации и широкие возможности обе­ спечивают применение каскадных кольцевых делителей в различных устройствах дискретного действия.

133

§ 3.3. Р А С П Р Е Д Е Л И Т Е Л И

Распределителем называется циклически работаю­ щее устройство, формирующее л разнесенных во време­ ни последовательностей электрических импульсов (рис. 3.26). Если распределителем осуществляется управление

о)

S)

иЙьи1~

Рис. 3.26. Распределитель:

а) схема; б) диаграмма работы

п внешними цепями, то распределитель совместно с до­ полнительными устройствами превращается в коммута­ тор. В технике передачи дискретных сообщений распре­ делители используются как коммутаторы сигналов и це­ пей. Однако во всех случаях они называются распреде­ лителями. Этой терминологии будем придерживаться и в настоящей книге.

Распределители являются одним из основных узлов передающих и приемных частей аппаратуры дискретной связи. С помощью распределителей на передающем кон­ це подготовленная кодовая комбинация знака преобра­ зуется в последовательность электрических импульсов, а на приемном конце поступающие по каналу связи им­ пульсы распределяются по соответствующим элементам наборного устройства. Кроме того, распределители уп­ равляют рядом логических узлов, которые должны сра­ батывать в определенные моменты времени.

134

Различают распределители электрические (контакт­ ные)., основу которых составляет диск с вращающимися по нему щетками или распределительный вал с про­ филированными кулачками, и релейные (бесконтактные), в которых под воздействием импульсов внешнего генера­ тора поочередно срабатывают реле, чем и достигается последовательное управление внешними цепями. К бес­ контактным относятся распределители, построенные на двоичных переключающих элементах. Так как послед­ ние, как правило, реализуются на полупроводниковых приборах, магнитных сердечниках с ППГ, электронных лампах и других элементах, то бесконтактные распреде­ лители часто называют электронными.

Сложность, громоздкость, наличие вращающихся ча­ стей в контактных распределителях, а также большой процент искажений, вносимый этими распределителя­ ми,—все это обусловило применение в современной ап­ паратуре связи, как правило, электронных распредели­ телей. Контактные распределители обычно применяются только в целиком электромеханических устройствах.

Электронные распределители сравнительно просто строятся при помощи кольцевых счетчиков. Для этого необходимо с выхода каждого двоичного элемента счет­ чика, управляемого основным тактом, сделать отвод (ко­

сдвиг между сигналами двух соседних выходов должен быть равен периоду управляющих импульсов. Следова­ тельно, при использовании электронных распределителей в качестве передающих частота следования управляю­ щих импульсов должна быть численно равна скорости модуляции: , / г у и = 5 , так как %0=1/В.

При построении современных электронных распреде­ лителей чаще всего пользуются кольцевыми счетчиками,

135

двоичные элементы которых реализуются на универсаль­

незначительное время срабатывания двоичных элемен­ тов кольцевых схем позволяет формировать .импульсы без искажений. Быстродействие электронных распреде­ лителей ограничивается в основном временем переклю­ чения используемых в счетчике двоичных элементов и для известных элементов может достигать миллионов бод.

В электронном распределителе частота генератора уп­ равляющих импульсов определяет скорость передачи, поэтому ее изменение эквивалентно, например, измене­ нию скорости вращения контактных щеток электроме­ ханического дискового распределителя. Следовательно, применительно к электронным распределителям можно использовать такие выражения, как «скорость работы», «расхождение скоростей» и др., понимая при этом ча­ стоту следования управляющих импульсов и ее измене­ ния.

но работающего генератора, то счетчик превратится в «распределитель па 3». Увеличивая число используемых в схеме двоичных элементов, можно получить распреде­ литель с необходимым числом выходов. Например, для построения распределителя на 10 необходимо добавить 14 двоичных элементов, состоящих из триггера с раз­ дельным запуском и схемы совпадения на «единичном» входе. Построение распределителей на базе кольцевых счетчиков, в которых состояние 1 как бы перемещается по кольцу от одного двоичного элемента к другому, яв­ ляется наиболее простым, но неэкономичным способом, что обнаруживается по мере увеличения числа выходов распределителя.

13fi

ми И и нумерацию контактов легко уяснить, пользуясь

Рис. 3.28. Структурная схема распределите­ ля с матричным выходом:

а) при последовательном соединении эле­ ментов распределителя; б) при параллель­ ном соединении

импульсов генератора в обоих случаях определяется тре­ буемой длительностью выходных импульсов / г у и = 1 / т о . Если число выходов распределителя п является простым числом, то такой распределитель может быть построен только на базе кольцевого счетчика на п.

Схемы распределителей, приведенные на рис. 3.28, ча­ сто называют матричными. Сокращение числа элемен-

тов в них достигается за счет многократного использо­ вания каждой кольцевой схемы в течение одного цикла работы распределителя. Такое многократное использо­

(18] и состоящий из двухфазного регистра, т элементов; которого в одном цикле поочередно принимают состоя­ ние 1, а в другом — 0, схемы управления (СУ) на i со­ стояний и схемы, реагирующей на комбинацию состоя­

\ги,

Рис. 3.29. Вариант построения распределителя на боль­ шее число выходов

138

Элементы регистра соединены таким образом, что под действием очередного тактового импульса обеспечивает­ ся передача состояния предыдущего элемента на после­ дующий. Благодаря инверсному соединению /n-го эле­ мента регистра с первым (единичное состояние т-го эле­ мента передается на первый как нулевое, а нулевое — как единичное) под действием ТИ2 и ТИ/, элементы реги­ стра в одном цикле поочередно принимают состояние 1, в другом — 0 и т. д. Две фазы работы регистра и два

Выходные сигналы формируются четырьмя группами схем И (Г И и Г Hz, ГН3, ГИ/J. Каждая выходная схема И является трехвходовой: на два входа подаются вы­ ходы двух соседних триггеров регистра, на третий — импульсы ТИ± или ТИ3 со схемы управления. Сигнал на выходах входящих в ГИ^ схем появится, если триггер Т' схемы управления будет в положении 1, а элементы ре­ гистра — в фазе установления единичного состояния. В этой же фазе регистра сигнал на выходах схем ГН2 по­ явится только при нахождении триггера Т" схемы уп­ равления в положении 1, а Г' — в положении 0 (в каж­ дой фазе регистра только один из триггеров СУ может находиться в состоянии 1).

Предположим, что в рассматриваемый момент состоя­ ние элементов схемы рис. 3.29 следующее: триггер Т схемы управления находится в состоянии 1, триггер Ti

пока m-й элемент регистра не примет положение 1, а первый — положение 0. При таком положении триггеров в момент действия ТИ3 сигнал появится на первом вы­ ходе ГИ!к) затем на втором выходе и т. д. После появле­ ния сигнала на (от—1)-м выходе Г Я 4 триггер Т" СУ пе­ рейдет в положение 1, а Т' — в положение 0. Это вызо­ вет переключение режима работы схемы, и очередной выходной сигнал появится на первом выходе ГИ2 и т. д.

Таким образом, если сигнал на выходе первой схемы

139