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

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

.pdf
Скачиваний:
10
Добавлен:
27.10.2023
Размер:
19.24 Mб
Скачать

FHi считать первым,

то выходные

сигналы имеют

сле­

дующую

последователъность: сначала

появляются

все

сигналы

со схем ГИ\,

затем с ГИА,

потом

с ГИ2 и с

ГИ3.

Число выходных сигналов рассмотренного распределите­

ля равно 4 —1).

В общем виде число выходов распре­

делителя равно 2/'(/п—1),

где / — количество

двоичных

элементов схемы

управления.

 

 

Для работы подобных распределителей частота сле­

дования тактовых импульсов должна быть в

два

раза

меньше скорости

передачи,

г. е. fm = tl /2гт0.

Это

обус­

ловлено тем, что выходной импульс появляется в момент действия ТИу и ТИ3.

Описанный способ построения распределителей в ря­ де случаев позволяет получить более экономичное реше­ ние, чем другие известные способы. Так, например, для построения распределителей на 50 выходов рассмотрен­ ным способом при использовании набора интегральных

схем типа ТТЛ потребуется 31 интегральная

схема (т =

= 6; i = 5 ) ,

а при использовании кольцевых

каскадных

счетчиков

46 схем.

 

Рассмотрим пример использования распределителя в- передающей части устройства, обеспечивающего переда­ чу /г-разрядной кодовой комбинации, зарегистрирован­ ной элементами накопителя (наборного устройства). Принцип работы такого передающего устройства состоит в том, что каждый элемент накопителя «опрашивается» соответствующим сигналом с распределителя: первый элемент — сигналом с первого выхода, второй — со вто-

Передобаемая кодобая комбинация

1 ,2 J

Выход,

 

накопитель

n h i

2h J

 

J ТШЩВканоя

 

m-m rjiav,

от ГУН

 

Рис. 3.30. Структурная схема передающего устройства

рого и т. д. (рис. 3.30). Выходы всех элементов накопи­ теля подаются на выходное устройство, которое и пере­ дает в канал связи последовательно сигналы (импуль-

1 4 0

сы), соответствующие элементам кодовой комбинации. После опроса последнего элемента на накопитель пода­ ется та кодовая комбинация, которая в течение следую­ щего цикла работы распределителя будет передана в ка­ нал связи. Схема опроса элементов накопителя и их связь с выходным устройством определяются в основном типом используемых двоичных элементов.

В качестве элементов накопителей используются раз­ личные запоминающие элементы: триггеры, магнитные сердечники с ППГ и др. На рис. 3.31 показана схема

Выходной накопитель

 

 

 

 

Передаваемая кододоя комбинация

 

J

X

О

О

 

11It 11 11ycm.fi

а,

а,

о, а,

а3 а, а, с4

а5 а5

 

 

От ГУИ (Щ)

П1г

В канал

 

 

 

 

связи

Рис. 3.31.

Передающее

устройство с накоплением

на

триггерах

 

 

 

 

передающего

устройства

с пятиэлементным

накопителем

на триггерах. Предположим, что на элементах накопите­ ля зафиксирована комбинация 10011. Тогда в момент t\ (рис. 3.32) импульсом с первого выхода распределителя откроется схема Ил и выходной триггер перейдет в со­ стояние 1 (см. рис. 3.32). При поступлении импульса со второго выхода распределителя (t2) откроется схема И'2 и выходной триггер перейдет в состояние 0. Импульс с третьего выхода распределителя, воздействуя на схему

Ид,

подтвердит нулевое состояние выходного триггера.

В

момент ti выходной

триггер перейдет в состояние 1

и т. д. После действия

пятого импульса

последний

эле­

мент зарегистрированной накопителем

комбинации

пе-

141

редается в канал

связи. В течение времени от U до U ра­

нее набранная

 

комбинация

разрушается

(сигналом

 

\ мп

 

П

 

Г

1

h

п

 

t

 

п

 

 

 

 

 

 

f

t

 

 

п

t

 

 

t

 

 

 

 

*п

t

 

 

 

 

 

Сигн. на

 

п

п

 

t

Вх. Т8

\г

п

п

 

 

 

t

 

\

г 1

1

1

Сигн.

t

шени'я ндВр\

 

П

комВинпц.

 

 

 

 

t

Рис. 3.32. Диаграмма работы передающего

 

устройства

при передаче

комбинации 10011

 

«.Уст. 0» в момент t'5 ) и подается новая комбинация для передачи в канал связи за следующий цикл работы рас­ пределителя.

§ 3.4. Д Е Ш И Ф Р А Т О Р Ы

Дешифратором

ДШ

называется

устройство,

выде­

ляющее (расшифровывающее) поступающие

на его вход

кодовые слова. Такие дешифраторы

иногда

называются

комбинационными.

Различают комбинационные

дешиф­

раторы с параллельным

и последовательным вводами ин­

формации. На рис. 3.33а показана схема дешифратора с

 

 

 

6h

 

X,

1

1

-у,

 

1

 

 

 

ДШ

-Иг

 

 

2

J

 

 

i

 

И,

 

 

- 4

 

 

 

 

Рис.

3.33. Схемы дешифратора

на два входа:

 

и) структурная; б)

принципиальная

 

142

двумя

входами

и

 

четырьмя

 

Т А Б Л И Ц А

3.3

 

 

 

 

 

 

 

 

выходами,

рассчитанного

на

 

X

 

 

Уз

У.

параллельный

ввод

 

информа­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ции. Выходной

 

сигнал, напри­

 

 

 

 

 

 

мер,

на

шине

У2,

 

появится

0

0

1

0

0

0

только

IB том

'Случае,

если

на

1

0

0

1

0

0

вход поступит

 

комбинация

10

 

0

1

0

0

1

0

(табл. 3.3). Лри этом сигналы

 

 

 

 

 

 

на других

выходах

 

равны

0.

1

1

0

0

0

1

Остальные

три

возможные

 

 

 

 

 

 

комбинации входных

сигналов

 

 

 

 

 

 

обнаруживаются по появлению выходных сигналов на соответствующих шинах.

Если для каждой

комбинации входных сигналов

(0

и 1) имеется соответствующая выходная шина, то

де­

шифратор называется

полным.

 

Увеличение числа входов приводит к усложнению де­ шифратора, так как возрастает число возможных вход­ ных комбинаций и соответственно число выходов. На­ пример, дешифратор с параллельным вводом информа­

ции при .1 входах (по числу разрядов в кодовом

слове)

имеет N—2n

выходных шин.

 

 

На рис. 3.336" представлена

принципиальная

схема

ДШ на два входа, состоящего

из четырех схем И и двух

инверторов

для формирования

сигналов Ху и Хъ

прини­

мающих значение 1 при входных переменных, равных 0. Дополненные инверторами схемы И образуют как бы четыре логических элемента, дешифрирующих каждую входную комбинацию в отдельности. Следовательно, пол­

ный дешифратор можно

рассматривать

как совокуп­

ность TV логических

схем

ЛСь ЛСг, .. ., JICN,

каждая из

которых рассчитана

на

соответствующую

комбинацию

входных сигналов. При наличии входных сигналов в пря­ мом и инвертированном видах схема ЛС* представляет собой схему И на п входов, на которую входные сигна­ лы, принимающие значение 1, подаются в прямом коде, а принимающие значение 0 — в инвертированном. Схема построенного таким образом дешифратора на три входа представлена на рис. 3.34. Дешифраторы на п входов и

состоящим из

N = 2n

логических схем называются одно­

ступенчатыми

или

матричными.

Если использовать только двухвходовые схемы И, то дешифратор на 3 входа будет содержать две ступени

143

дешифрации (рис. 35а). Увеличение числа входов по­ требует увеличения количества ступеней.

do У, Иг Я3 % Hi ds У,

-х,

3

Рис. 3.34. Одноступенчатый дешифратор трех­ элементного кода

Если на первой ступени на схемы И подаются толь­ ко два первых разряда кода, на второй ступени к ним

добавляется

третий и т. д.

(рис. 3.35а), то дешифраторы

называются

пирамидальными.

них .каждая последую­

щая ступень содержит большее число схем И. Рассматри­ вая схему И как ключ на два входа, схему пирамидаль­ ного ДШ можно изобразить так, как показано на рис. 3.356. Такое начертание схемы более наглядно иллю­ стрирует пирамидальный характер ее построения.

Если в многовходовом дешифраторе входные сигналы разбить на группы и подать на несколько отдельных де­ шифраторов, а выходные сигналы этих дешифраторов подать на схемы И объединяющих ступеней, то получим ступенчатые дешифраторы. При этом в качестве ДШ первой ступени целесообразно использовать ДШ с мини­ мальным числом входов (2 или 3). Для построения сту­ пенчатых дешифраторов требуется меньшее число эле­ ментов. Это преимущество в наибольшей степени прояв­ ляется по мере увеличения числа входных сигналов. Так,

например, при

я = 8

!(./V=256) дешифратор

строится

трехступенчатым

(рис.

3.36). Первая ступень

содержит

четыре дешифратора, каждый на два входа. Ступень объединения состоит из двух групп двухвходовых схем И, каждая из которых объединяет четыре входных сиг­ нала. Последняя ступень объединяет восемь входных сигналов (рис. 3.36а). Для построения такого ДШ по­ требуется 16 + 32 + 256 = 304 двухвходовых схем И. Ес-

1 4 4

ли же его строить одноступенчатым, то потребуется 256 восьмивходовых схем И (рис. 3.366). На рис. 3.37 приведена часть схемы такого дешифратора, на которой

о) Яt хг

xt хг хг хг

Xf Х? X3 Aj

 

 

Г-==Ь-г.

-

1

tF - == F B => ; ^

 

 

= Ф - 5

 

 

= ==DИ- «М

 

 

i = M

Х,Х?Х3 X,XfX3 Х,ЩХ3 X,X2X3 X,X?X3 X,X,X3 X,XfC3 x,x2x3

Рис. 3.35. Двухступенчатый дешифратор (пирами­ дальный) трехэлементного кода

показаны два входных дешифратора на два входа каж­ дый и объединяющая их ступень схем И.

Выбор схемы построения дешифратора зависит от того, на каких элементах она реализуется. Для построе-

145

а)

 

 

 

ния схем И в

дешифраторах

 

 

 

могут

использоваться

дио­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ды,

транзисторы,

 

 

универ­

 

4

 

/

\

сальные

логические

элемен­

 

/ \

ты И — Н Е

 

( И Л И — Н Е ) ,

 

магнитные элементы,

а

так­

 

 

 

 

 

же их комбинации. Широкое

 

 

 

 

 

распространение

 

получили

 

 

255 шины

диодные

дешифраторы

как

 

 

наиболее

простые

надеж­

 

 

 

 

 

 

[З^я

ступень тмы

И

ные. На рис. 3.38 показана

 

схема

диодного

матричного

 

16 шин

 

16 шин

дешифратора

 

четырехэле-

 

2-я

ступень ыемыИ\

ментного кода.

 

Принимае­

 

 

 

 

 

мая

кодовая

комбинация с

//шины

4 шины

4 шины 4 шины выхода

 

накопителя

 

.(набор­

 

 

 

 

 

ного устройства —

триггеры

ДШ,

Mltt

ДШ,

 

Т\74)

 

подается

 

на

гори­

 

зонтальные шины

дешифра­

 

 

 

 

 

тора

в

виде

положительных

 

 

 

 

 

потенциалов.

Если

 

элемент

 

 

 

 

 

кодовой

комбинации

ра­

Рис.

3.36.

Многоступенчатый

вен

1,

 

то

положительный

дешифратор

 

 

потенциал

подается

на

 

 

 

 

 

соответствующие

 

 

 

шины

прямого

кода

и Хъ Х3

и Х^), если же принимаемый

элемент равен 0, то положительный

потенциал

подается

ка шины инвертированного

кода

(Xi,

Х& Х3

и Х,к).

Вход­

ные сигналы на дешифратор удобнее всего подавать с накопителя, построенного на статических триггерах. При этом единичный выход триггера подается на шину X,-, а нулевой — на шину X,-.

Напряжение Ei, примерно равное напряжению пита­ ния триггеров накопителя £ ю появится на одной из вер­ тикальных шин дешифратора только в том случае, если на все подключенные к соответствующей шине диоды подается напряжение Ек с триггеров накопителя. При подаче на один из диодов напряжения Е0, равного оста­ точному напряжению на коллекторе открытого транзи­ стора, выходное напряжение определяется падением на­ пряжения на открытых диодах iUn. Величина Un харак­ теризует напряжение помехи матричного дешифратора. Значение Un будет максимальным, когда на один из под-

146

Па XjX. Л»,

3 W „

-h

Рис. 3.37. Часть трехступенчатого дешиф­ ратора восьмиэлементного кода

 

m

m

7

7 7'777 7 7 7 7

7 7

7 7

7 7

ГС

 

т .

 

7 7 7

ГС

7 7

 

гс

 

ГС

: 7 7 7 7

Рис. 3.38. Диодный матричный дешифра­ тор четырехэлементного кода

147

ключенных к вертикальной шине диодов подается нап­ ряжение Е0 ид), т. е. равно падению напряжения на одном диоде.

Каждая группа диодов, подключенных одним концом к вертикальной шине, а другим — к горизонтальным шинам, образует схему И, рассчитанную на дешифриро­ вание одной из 2" комбинаций элементов. Поэтому вы­ сокое выходное напряжение при любом положении триг­ геров накопителя может появиться только на одной вер­ тикальной шине, называемой выбранной. На остальных, невыбранных, шинах напряжение будет низким, не пре­ вышающим напряжение помехи дешифратора. Так, на­ пример, высокое напряжение на шине У7 :(см. рис. 3.38) будет появляться во всех случаях, когда принимается комбинация 1001 \(Х\, Х2, Х3, Х^).

Экономичность дешифратора характеризуется числом содержащихся в нем диодов. Так как одна схема И на п входов содержит п диодов, то число диодов Н полного матричного дешифратора на п входов

HM = Nn = n-2".

(3.3)

Схема диодного пирамидального дешифратора четырехзлементного кода представлена на рис. 3.39. Дешиф­ ратор содержит три ступени схем И, т. е. на одну сту­ пень меньше числа элементов дешифрируемого кода. По­ этому полный пирамидальный дешифратор /г-элементно-

п

го кода будет содержать V 2J схем И, а так как каж -

/ = 2

дая схема И содержит два диода, то общее число диодов дешифратора составит

tfnA

= 2 V 2 A

 

(3.4)

Максимальная помеха

на выходе

пирамидального

ДШ

^ , м а к с = V ' f / д , ,

(3.5)

где £/д , — падение напряжения на диоде i-й ступени схем И.

Число используемых в ступенчатых дешифраторах элементов (диодов) определяется схемой построения де­ нь

Y

У У У У

Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y

о

i 'г з 't

 

Рис. 3.39. Диодный пирамидальный дешифратор четырехэлементного кода

шифратора. Число диодов входных матричных дешиф­

раторов

(первая

ступень) подсчптывается

согласно (3.3),

а

число

диодов

каждой последующей ступени,

имеющей

Р

входов, равно

4Р. Нетрудно показать,

что

ступенча­

тые дешифраторы самые экономичные. Например, даже

при

/1 = 4 ступенчатый дешифратор (рис.

3.40) содер­

жит

на 16 диодов меньше, чем аналогичный

матричный.

В тех случаях, когда накопление элементов прини­ маемых комбинаций осуществляется на электромагнит­ ных реле, дешифраторы чаще всего строятся пирами­ дальными. Схема релейного дешифратора трехэлемент­ ного кода представлена на рис. 3.41. Принятая с канала кодовая комбинация, преобразованная в токовые и бес­ токовые импульсы, подается на наборные реле Р\—Ра. Напряжение появляется всегда только иа одном определенном выходе дешифратора. Релейные дешифра­ торы обычно используются при небольшом числе элемен­ тов в кодовых комбинациях низкоскоростных систем, со­ держащих и другие релейные узлы.

Сложность

создания релейных дешифраторов

при

« > 3 связана

с необходимостью применения реле с

боль-

149

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ