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

книги из ГПНТБ / Теория и техника передачи данных и телеграфия учебник

..pdf
Скачиваний:
29
Добавлен:
27.10.2023
Размер:
23.44 Mб
Скачать

любая из схем, рассмотренных ранее (рис. 2.42 и 2.43), может быть применена для этой цели.

Структурная схема преобразователя кода в напряжение по­ казана на рис. 2.46а.

Регистр числа служит для временного хранения преобразуе­ мой кодовой комбинации, выработки управляющих сигналов и выдачи их к источнику эталонных напряжений.

Схема источника эталонных напряжений преобразователя «Код — аналог» проще, чем у аналогичного устройства преобра­ зователя «Аналог — код», за счет исключения в последней узла формирования элементов кодовой комбинации (группа ключей

Кг на рис. 2.42

и 2.43)

и упрощения порядка управления клю­

чами К%. Теперь

ключи

Кг не обязательно должны включаться;

источник

^эталонных напряжений1 £ = /

3)

ых

Рис-2.46.

поочередно, а могут срабатывать одновременно. Управление к л ю ­ чами в преобразователе «Код — напряжение» производится так,, что Кг срабатывает, если в і-м разряде кодовой комбинации «1»,. и не срабатывает, если «О».

Принципиальная схема источника эталонных напряжений,, работающего по принципу, рассмотренному в п. «г» данного па­ раграфа, и предназначенного для формирования и суммирования эталонных напряжений в преобразователе «Код — напряжение», изображена на рис. 2.466. Управление ключами производится сигналами регистра числа. Если на вход регистра последова­ тельно подавать числа в порядке их возрастания от 0 до 2 г — 1 , . то на выходе преобразователя получится ступенчатое напряже­ ние, форма которого при /=3 показана на рис. 2.46в. На каж­ дой ступеньке указана соответствующая данному уровню напря ­ жения кодовая комбинация.

ПО

§ 2.8. Автоматическая регистрация информации

2.8.1.Общие положения

Характерной особенностью современных боевых действий яв­ ляется быстрота изменения обстановки, поэтому для принятия командирами обоснованных решений штабы должны собирать большие объемы весьма разнообразной информации в ограни­ ченное время. G этой целью предпринимаются попытки автома­ тизировать процессы сбора информации.

Так, в состав автоматизированных систем управления вклю­ чаются специальные автоматические устройства — датчики ин­ формации,— предназначенные для добывания информации, ис­ пользуемой при решении задач по управлению боевой деятель­ ностью войск или оружием.

Датчики в своем составе имеют чувствительные элементы, при помощи которых производится регистрация и измерение па­ раметров физических процессов — носителей информации. Дат ­ чики являются аналоговыми устройствами, т. е. такими, резуль­ таты измерения в которых представляются в виде непрерывных величин различной физической природы. Этим объясняется не­ обходимость преобразования аналоговых величин в цифровую форму при сопряжении датчиков с дискретными каналами связи (см. рис. 2.1).

Применение в качестве датчиков автоматических приборов облегчает решение комплексной проблемы автоматизации про­ цессов добывания информации и ввода ее в аппаратуру связи. К сожалению, современный уровень науки и техники не позво­ ляет регистрировать с помощью автоматических устройств всю необходимую информацию. Решенной эту задачу можно считать применительно к таким случаям, как получение информации (данных) о радиационной, химической, метеорологической об­ становке, определение местоположения (координат) воздушных,, морских объектов и подвижных объектов сухопутных войск.

2.8.2.

Принцип

регистрации

радиационной

обстановки

Основным параметром радиационной обстановки является

мощность

(Р-,)

или

доза (£)т ) гамма-излучения.

В качестве

чувствительного

элемента

датчика радиацион­

ной обстановки ( Д Р О ) применяется ионизационная камера (ИК), выполненная в виде баллона, внутрь которого помещен изо­ лированный от баллона стержень. Для измерения Я 7 (D T ) ис­ пользуется известный эффект изменения под воздействием радиоактивного излучения величины заряда конденсатора, сообщенного ему до облучения. Ионизационная камера, обла­ дая определенной электрической емкостью С, включается в электрическую цепь как конденсатор.

l i t

Уменьшение

электрического

заряда

ионизационной

камеры

AQ равно сумме электрических зарядов пар ионов, образованных

внутри

камеры под влиянием радиоактивного

излучения:

 

 

 

 

 

 

 

AQ =

е Л/,,

 

 

 

 

 

 

где е =

1,6-10~1 9

Кл — заряд

иона

(электрона);

7Vs =

 

2,08X

X 1 0 9 D T

l / — общее число

пар ионов,

созданных в

ионизацион­

ной камере объемом

V с м 3

при сообщении

ей

дозы

радио­

активного

излучения

D T

Р;

2,08-10" — число

пар

ионов,

обра­

зуемых

в

1 см 3

воздуха,

находящегося

при температуре

0° С

и давлении 760

Па, при D T

=

1 Р. Таким образом, AQ =

3,3 X

X 1 0 - 1 0 D T K .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.47.

Измерить изменение электрического заряда ионизационной камеры проще всего путем оценки уменьшения напряжения

на ее электродах. Так как Ш =

ДО

, то /JT =

3 - 10 9

С

—~

-у Ml.

Учитывая, что между

дозой

радиоактивного

излучения

и мощностью дозы существует простая связь

Р т = dD^/dt или

при постоянной мощности

излучения

Я т = D1/t,

получаем

Я т = 3 - Ю 9

С

Ш

 

 

V

t

 

 

Измерение времени t, в течение которого напряжение на элек­ тродах ионизационной камеры изменяется на Д(/, производитсякосвенными способами. Сущность одного из них, легко реали­ зуемого на практике, заключается в следующем. Ионизационная, камера используется как задающее устройство генератора им­ пульсов и включается в сеточную цепь его лампы (рис. 2 . 47а) . В исходном состоянии камера заряжена сеточным током лампы до определенного уровня и лампа оказывается закрытой. Когда под действием дозы облучения D T напряжение на электродах камеры изменится на величину AU, приводящую к отпиранию лампы, генератор вырабатывает имнульс длительностью т и схема возвращается в исходное состояние. В следующий раз

лампа откроется через время t, необходимое для получения ионизационной камерой дозы Dr и уменьшения напряжения на ее электродах на величину Д£Л При x<(..t, что имеет место на практике, за время наблюдения берется период следования им­ пульсов Т, и, следовательно, можно записать соотношения:

Я

1 = 3-109

- ^

или

Я т = 3 - 1 0 9 - £ MJF,

где F = 1

частота

следования

импульсов.

Аналоговой величиной, несущей информацию о мощности гамма-излучения, является период (частота) следования импуль­ сов, вырабатываемых генератором (рис. 2.47а). Преобразование периода следования серии импульсов в код производится спосо­ бом последовательного счета, описанным в § 2.7.

2.8.3. Принцип регистрации данных о химической обстановке

Химическая обстановка оценивается концентрацией отрав­ ляющего вещества в единице объема воздуха 0в), измеряемой в миллиграммах на литр. Одним из простых способов определе­ ния концентрации отравляющих веществ является ионизацион­ ный, основанный на способности отравляющих веществ стимули­ ровать рекомбинацию ионов воздуха.

Реализуется этот способ в устройстве, состоящем из колбы, внутрь которой помещены электроды и через которую прокачи­ вается воздух, источника напряжения, резистора и усилителя (рис. 2.476). Под воздействием источника радиоактивного излу­ чения, находящегося в колбе, внутри нее создается некоторый начальный уровень ионизации. При этом в электрической цепи протекает ток и с резистора снимается определенное начальное напряжение. Если прокачиваемый через колбу воздух содержит частицы ОВ , то под воздействием последних число ионизирован­ ных частиц в колбе уменьшается, вследствие чего уменьшается ток в цепи и напряжение на резисторе. В определенных пределах существует прямая зависимость между концентрацией О В и на­ пряжением на резисторе. Таким образом, аналоговой величиной, несущей информацию о концентрации О В в рассмотренном дат­ чике, является уровень напряжения постоянного тока. Для со^ пряжения такого датчика с дискретным каналом связи в схеме

на рис. 2.1 должен

использоваться

преобразователь напряжения

в код, работающий

по методу сравнения и вычитания.

2.8.4. Принцип регистрации

местоположения

 

подвижных

объектов

Местоположение подвижных объектов задается координатами X и У той точки земной поверхности, где в данный момент нахо­ дится объект. Для определения местоположения объектов, пере­ мещающихся по поверхности земли со скоростью до нескольких

8 Зак 169.

и з

десятков километров в час на относительно небольшие расстоя­ ния (деоятки-сотни километров), наиболее приемлемы навигаци­ онные методы, основанные на ориентации с помощью гироскопа или относительно известного магнитного поля земли.

Координаты текущего

местоположения объекта

М П О

•(рис. 2.48а) определяются

как сумма координат исходного

 

 

 

 

б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вт подобоа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

системы

Мода

Mj

Устройство

 

 

 

 

 

 

 

 

объекта

 

разложения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Скорости

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

скорости

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

на

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

От KypcoSoiAjpmpOUcMсоставП

­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

системы^

SSoda К -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

объекта

игл об

 

ляющие

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.

2.48.

 

 

 

 

 

пункта

движения

объекта ИПО

и

пути,

пройденного

объектом

по соответствующей

координате:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-^"мпо — •Xiln0

-\- S x

И

Умпо =

^ипо Т"

 

 

 

Вычисление

путей Sx

и Sy

производится

разложением

век­

тора

скорости

движения

объекта

w на составляющие по

осям

X

и

Y

(wx

и wy)

 

и интегрированием

их за

время

движения,

т.

е.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

t

j wy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sx

J" wx dt

 

и

Sy

=

dt.

 

 

 

В

соответствии

с

рис. 2.48а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

wx

— \w\ cos

|3 cos

 

Wy =

I w I cos

|3 sin Y,

 

 

где

 

(3 = fx (t)

и

f = / 2 ( * ) — углы,

определяющие направление

вектора скорости.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таким образом,

откуда

ЛГіию =

Хиао +

J

I w I cos p cos 7

Л ;

/мпо =

^ино +

j

] W I COS P Sin у

dt.

о

Решение этих уравнений производите^ датчиком координат, структурная схема которого изображена на рис. 2.486.

Перед началом движения в сумматоры вручную вводятся координаты Липо и Ущіо, в процессе движения от ходовой системы объекта непрерывно поступает значение скорости | w |, а от курсо­ вой системы — значения углов р и у. Разложение вектора ско­ рости на составляющие производится, как правило, с помощью синуео-косинусных потенциометров, для интегрирования во вре­ мени применяются интегрирующие двигатели. Для повышения точности измерения координат принимаются определенные меры, например, вводят поправки на пробуксовку, а после прохожде­ ния некоторого расстояния для устранения накапливающихся ошибок осуществляют ввод новых значений Хило и УИпо, соответ­ ствующих данному Положению объекта.

В рассмотренном варианте построения датчика координат подвижных объектов выходные данные об Хмпо и Умпо представ­ ляются углом поворота валов интегрирующих двигателей. В ка­ честве сумматоров в этом случае используются дифференциаль­ ные механизмы. Для представления значений Хмпо и УМ П о в чис­ ловой форме необходим преобразователь, работающий по методу одного отсчета. Кодовая маска такого преобразователя должна быть укреплена на выходном валу, угол поворота которого яв­ ляется аналоговой величиной — носителем информации о значе­ нии координат А'мпо и У м п о .

КАНАЛЫ СВЯЗИ

ДЛ Я ПЕРЕДАЧИ Д И С К Р Е Т Н Ы Х СООБЩЕНИЙ

ИИСКАЖЕНИЯ В КАНАЛАХ

§ З.Ї. Виды каналов и их основные характеристики

3.J.I. Общие сведения

Каналы связи являются составной частью тракта передачи дискретных сообщений, определяющей в значительной степени принципы построения и основные характеристики оконечной ап­ паратуры телеграфной связи и передачи данных.

Под каналом связи понимается совокупность технических средств (каналообразующей аппаратуры оконечных пунктов, усилительной, ретрансляционной и другой аппаратуры промежу­ точных пунктов) и проводящей среды, обеспечивающих прохож­ дение сигналов от одного оконечного пункта до другого.

Каналообразующая аппаратура (КОА) бывает одноканальной (рис. 3.1а) и многоканальной (рис. 3.16). Многоканальная аппаратура уплотнения состоит из индивидуального оборудова­ ния для каждого канала и группового оборудования, объединяю­ щего работу отдельных каналов.

Как в одноканальной, так и в многоканальной аппаратуре индивидуальное оборудование каждого канала имеет в своем

составе передатчик Прд и приемник Прм,

с помощью которых,

как правило, обеспечивается двусторонняя

(дуплексная) связь.

Поэтому условно канал можно представить в виде двух незави­ симых направлений связи (рис. 3.1 в ) , обеспечивающих двусто­ роннюю передачу сообщений.

Бели одновременная работа передатчика и приемника КОА невозможна (сильное влияние передатчика на работу своего приемника, использование одних и тех же устройств в схемах передатчика и приемника и т. п.), то передатчик и приемник работают поочередно и обеспечивают полудуплексную связь. Иногда в составе КОА одного оконечного пункта имеется только передатчик, а другого — только приемник. В этом случае орга­ низуется симплексная связь.

В зависимости от айда среды различают проводные и радио­ каналы. Проводные каналы делятся на каналы воздушных и ка-

бельных линий связи, а радиоканалы — на радиорелейные, тро­ посферные, каналы коротковолновых ( K B ) , средневолновых (СВ) и длинноволновых ( Д В ) радиолиний.

По ширине полосы передаваемых частот, необходимой для передачи различных видов информации, различают телеграфные и телефонные каналы, каналы вещания и звукового сопровож­ дения телевидения, а также каналы первичной и вторичной группы систем ВЧ телефонирования (широкополосные каналы).

По характеру сигналов на входе и выходе

 

КОА

каналы

раз­

деляют на непрерывные и каналы постоянного тока.

 

а)

Ой

КОЙ

КОЙ

і

ОЙ

 

 

ПрЗ

 

Прм

Прм

 

 

Прм

\01рмГ—І—і—

llpd

і

ПрЗ

 

 

 

 

Канап

сбязи

 

 

 

 

 

ОЙ

НОЯ

коя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Прд

 

 

 

 

 

 

 

Прм

 

 

 

 

 

 

6)'

 

 

 

 

 

 

 

 

Прд

 

 

 

 

 

 

 

Прм

 

 

 

 

 

 

 

ОЙ

Каналы

связи

 

ОЙ

 

 

 

Прд

= >

 

Прм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Прм

-Канал

сбязи •

 

Прд

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.

3.1.

 

 

 

 

Непрерывным

 

называют такой канал, на входе

и выходе

ко­

торого сигналы представляют собой непрерывную функцию вре­ мени. К непрерывным относятся телефонные каналы, каналы вещания и звукового сопровождения телевидения, а также ши­ рокополосные каналы.

Каналом постоянного

тока

называют такой канал, на входе и

выходе

которого

сигналами

являются

импульсы постоянного

тока. К

подобным

каналам

принадлежат все телеграфные, а

также импульсные

каналы.

 

 

 

 

3.1.2.

Телеграфные

каналы

Для передачи телеграфных посылок применяются физические цепи и провода, каналы тонального телеграфирования ( Т Т ) , ра­ диорелейные каналы, каналы KB радиолиний и др.

Физические цепи и провода позволяют осуществлять непо­ средственную передачу посылок постоянного тока. Телеграфиро­

вание постоянным

током производится по однопроводным линиям

с использованием

земли в качестве обратного провода (рис. 3 . 2а),

по двухпроводным линиям и жилам подземных и морских кабе­ лей (рис. 3.26), а также по средним точкам двухпроводных ли­ ний. Последний случай является одним из простых методов уплотнения, позволяющим по двухпроводной цепи осуществлять одновременно телефонную и телеграфную связь. При этом ис­

пользуются

свойства

сбалансированного

моста, составленного

с помощью

дифференциальных трансформаторов Tpl

и Тр2

(рис. 3.2е) и позволяющего образовать дополнительную

искусст­

венную цепь

(средняя

точка, земля) для

телеграфной передачи.

а)

 

-Линия сВяэи-

 

 

ОД

 

ОЙ

 

 

 

 

4^

 

б)

OR

 

 

 

 

Tpl

 

 

 

ТЛФ

«те

OR '

Рис. 3.2.

При работе по проводным линиям различают дальность теле­ графирования без каких-либо промежуточных или усилительных устройств, которую называют дальностью непосредственного те­ леграфирования, и. дальность телеграфирования с промежуточ­ ными устройствами. Дальность непосредственного телеграфиро­ вания зависит от качества линии (сопротивление провода и.его изоляция), токов помех, наводимых в линии от посторонних источников, скорости телеграфирования, величины напряжения линейных батарей, чувствительности входного устройства прием­ ника и исправляющей способности оконечного аппарата.

При телеграфировании по воздушным линиям связи основной причиной, ограничивающей дальность работы, являются токи помех. Дальность непосредственного телеграфирования состав­ ляет 400—500 км для двухполярной работы (при максимальной величине напряжения линейной батареи 160 В и чувствительно-

•ста входного устройства 15—20 мА) и 200—250 км для однополярной работы (при чувствительности входного устройства 45—50 мА) .

Дальность непосредственного телеграфирования по кабель­ ным линиям ограничивается, в основном, характеристическими искажениями и допустимой величиной напряжения линейных ба­ тарей, а также зависит от типа кабеля.

При использовании на проводных линиях промежуточных устройств (регенеративных трансляций) дальность связи не огра­ ничена.

Воздушные и кабельные линии, протяженность которых соот­ ветствует дальности непосредственного телеграфирования, обес­ печивают передачу импульсов постоянного тока со скоростью телеграфирования 50—80 бод и позволяют осуществлять дуп­ лексную, полудуплексную и симплексную связь.

При включении

оконечной

аппаратуры

(OA)

согласно

рис.

3.2а, б, в обеспечивается полудуплексная

или симплексная

связь. Дл я образования дуплексной связи необходимо

подключе­

ние

дополнительного

устройства — дифференцированной дуп­

лексной схемы Д Д С (рис. 3.2г).

Дуплексная схема обеспечивает

переход от четырехпроводной схемы включения передатчика и приемника OA на двухпроводную схему линии связи. Особен­ ность дуплексной схемы при телеграфировании по проводам со­ стоит в том, что осуществляется одновременная передача и прием по двухпроводной цепи (провод — з е м л я или два провода). В от­ личие от этого под дуплексом при работе по радиоканалам и ка ­ налам ТТ понимается одновременная передача и прием по двум частотно-разнесенным направлениям передачи и приема четырехпроводного тракта.

В настоящее время при телеграфной связи, а тем более при передаче данных, в редких случаях сигналы передаются на боль­ шие расстояния по проводам. В основном проводные линии яв­ ляются вставками в составные каналы, используются в качестве манипуляционных линий между приемником и передатчиком радиоканалоз или в виде соединительных линий с каналообразующей аппаратурой. Для передачи дискретной информации чаще всего применяются каналы ТТ, радиорелейные каналы и каналы K B радиолиний, имеющие модемы в составе каналообразующей аппаратуры и поэтому обеспечивающие непосредственный ввод дискретных сигналов.

Каналы тонального телеграфирования образуются путем вто­ ричного уплотнения телефонных каналов кабельных, радиоре­ лейных, тропосферных и других линий связи. По рекомендации М К К Т Т каналы ТТ рассчитываются на скорости телеграфирова­ ния 50, 100 и 200 бод.

Под стандартным телеграфным каналом понимается канал Т Т с частотной модуляцией, имеющий разнос частот 240 Гц для скорости телеграфирования 100 бод и позволяющий делить по-