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

рые могут перемещаться на определенное число «шагов». Число^ шагов и направление перемещения каждого шкива при приеме

единицы показаны на

рис. 2.8 стрелками и цифрами. Каждый

шкив связан

со своим электромагнитом, который подключен

к элементу

наборного

устройства. Тросик, охватывающий все

шкивы, связан с колодкой, на которой через равное расстояние расположены знаки, подлежащие.печати. Пусть, например, на наборном устройстве зарегистрирована комбинация 01001 (буква

Д

в коде М Т К - 2 ) . Тогда

шкивы передвинутся так, как

показано

пунктиром на

рис. 2.8,

а колодка со знаками передвинется на

1

+ 8 = 9 шагов,

за счет

чего буква Д окажется против

печатаю­

щего молоточка. Таким образом принятая комбинация будет де­ кодирована.

2.2.6. Кодопреобразователи

Иногда возникает необходимость в преобразовании одного кода в другой. Подобная ситуация возникает, например, когда обмен информацией происходите помощью оконечных устройств, работающих на разных кодах. В этом

 

f

2

 

 

i t

('.

случае приходится

применять

кодопре-

 

 

'

'

і

 

 

образова

тел и.

Кодо п р еоб р а з ов а г ел и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

. 41

 

I

I

1

 

 

предназначены

для

 

преобразования

"

* •

*

*

 

 

 

 

кодовых комбинаций

одного кода в ко­

 

Декодирующее

 

 

 

довые комбинации

другого

кода. Для

 

устройство

 

 

 

выполнения своей функции

кодопреоб­

 

 

 

 

 

 

 

 

П т т т п fi/t

разователь должен

иметь число

входов,

 

равное

длине

преобразуемого

кода 1\,

«і

^ 2

 

 

Вы

а

число

выходов,

равное длине

преоб-

 

 

 

 

 

разованного кода /г. В частном

случае

с:

 

 

 

 

 

 

возможно, что l\ =

h-

 

 

 

 

 

Кодирующее

 

 

Схемы

кодопреобразователя могут

 

 

 

 

 

строиться

двумя

 

способами.

Первый

 

устройстёо

 

 

 

 

способ

заключается

в

том

(рис.

2.9),

 

 

 

I

I

I

 

 

 

t t t

I

I

 

что выходы

декодирующего

устройства

 

f

2

 

t

t {

 

соединяются

по определенному

закону

 

 

 

 

 

 

 

со

входами

кодирующего

устройства

 

 

Рис

2.9.

 

 

преобразованного кода. В этом случае

 

 

 

 

 

 

 

процесс

преобразования кодовой

ком­

бинации

одного

кода

в

другой осуществляется

как

бы

в

два

этапа. На первом этапе кодовая комбинация декодируется в сиг­ нал, соответствующий знаку, а затем этот сигнал кодируется в кодовую комбинацию другого кода.

Второй способ заключается в том, что составляется таблица, определяющая связь выходных и входных сигналов, т. е. связь между элементами кодовых комбинаций преобразуемого и пре­ образованного кодов. По этой таблице определяются аналитиче­ ские зависимости между входными и выходными двоичными переменными.

После минимизации полученных выражений с учетом свойств двоичных элементов, на которых предполагается^ реализация кодопреобразователя, разрабатывается его схема.

Первый способ может быть рекомендован в том случае, когда имеется возможность использовать существующие типовые коди­ рующие и декодирующие устройства. Если такой возможности нет и требуется разработать и построить кодопреобразователь вновь, то второй способ предпочтителен.

§ 2.3. Управление оконечной аппаратурой

2.3.1. Назначение

и структурная схема устройства

управления

Управление работой оконечной аппаратуры заключается во временном согласовании работы всех устройств аппаратуры. Для этих целей оконечная аппаратура в своем составе имеет устройство управления, которое выполняет следующие основные функции:

— формирует временные интервалы, соответствующие дли­ тельности посылки и длительности цикла передачи (приема);

УпраВляющие импульсы приемника

БУИ

fyn

Приемный.

 

 

распределите^

 

 

 

 

От ^

 

ЗГ

 

РУ'

 

 

 

 

БУИ

fyn

Передающий

 

' распределите^

Л//у2 fat

 

ТТТ

t м

 

і 2 з

Управляющие импульсы передатчика

Рис. 2.10.

осуществляет преобразование комбинации из параллель­ ной в последовательную форму и наоборот;

производит распределение элементов кодовой комбинации по ячейкам памяти накопителей;

осуществляет временное согласование выполнения опера­ ций каждым устройством, аппаратуры;

4*

51

— осуществляет временное согласование работы передат­ чика и приемника.

Для выполнения указанных функций управляющее устрой­ ство должно состоять из следующих основных блоков (рис. 2.10): задающего генератора ЗГ, блоков управляющих импульсов БУИ приемника и передатчика, распределителей (передающего и при­

емного)

и устройств фазирования по посылкам и по циклу

УФП

и УФЦ.

Иногда совокупность задающего генератора и блоков

управляющих импульсов называют блоком опорных частот

БОЧ,

генератором

управляющих импульсов ГУ И пли генератором

так­

товых частот

ГТЧ.

 

Как видно из структурной схемы, устройство управления при­ емника отличается от устройства управления передатчика тем, что управляющие импульсы формируются после фазирования их с помощью устройства фазирования по посылкам. Кроме того, приемный распределитель управляется устройством фазиррвания по циклу, которое устанавливает и контролирует фазу по циклу приемного распределителя.

2.3.2. Задающие

генераторы

Задающий генератор ЗГ генерирует колебания опорной ча­ стоты, которые позволяют образовать (сформировать) все управ­ ляющие импульсы, необходимые для работы оконечной аппара­ туры. В качестве задающего генератора в электронной аппара­ туре наиболее часто используются генераторы синусоидальных колебаний.

Для синхронной аппаратуры применяются генераторы с ко­ эффициентом нестабильности частоты колебаний КГ=Ы1$ — = (10_ 4 -т- Ю - 7 ) . Применение высокостабильных генераторов поз­ воляет повысить устойчивость и помехозащищенность передачи информации в реальных условиях работы по каналам связи. По­ этому при разработке схем задающих генераторов для стабили­ зации частоты колебаний применяют камертоны и кварцевые резонаторы.

Для обеспечения управления работой оконечной аппаратуры требуются управляющие импульсы с различной частотой следо­ вания, в том числе и с частотой, большей, чем скорость телегра­ фирования. Для обеспечения высокой надежности сохранения временных соотношений управляющих импульсов последние об­

разуются путем

импульсного деления

частоты ЗГ.

Поэтому

ча­

стота колебаний

ЗГ выбирается, как

правило, выше

скорости

телеграфирования. Кроме того, значение

частоты

колебания

ЗГ

должно быть кратным значениям частот

следования

управляю­

щих импульсов.

 

 

 

 

Для стартстопных оконечных устройств требования к ста­ бильности колебаний ЗГ существенно ниже, чем для синхронных.

Это обстоятельство объясняется тем, что синфазная работа при­ емника и передатчика должна обеспечиваться только в течение одного стартстопного цикла.

2.3.3. Блок управляющих

импульсов

Блок управляющих импульсов БУИ осуществляет формиро­ вание различных последовательностей импульсов, управляющих работой оконечной аппаратуры. Для этого требуются как непре­ рывные последовательности импульсов с различной частотой следования, так и последовательности импульсов в виде регу­ лярно повторяющихся чачек импульсов. Последовательности управляющих импульсов образуются в БУИ с помощью различ­ ного рода делителей, регистров сдвига и других импульсных уст­ ройств. Состав БУИ определяется алгоритмом работы оконечной

а)

 

 

J

 

1

1

 

1

 

 

 

1

1

'

і

1

! 1 1

1

1

1

1

1 1

k

i l

l

)

 

Рис.

2.11.

 

 

 

аппаратуры и элементами,

на которых

она реализуется. Струк­

турные и тем более функциональные схемы могут быть различ­ ными. В связи с этим рассмотрим лишь принцип построения схем основных логических узлов, используемых при построении бло­ ков управляющих импульсов.

При

построении схем БУИ,

как и при построении всей око­

нечной

аппаратуры,

широкое

применение

находят

сдвигающие

регистры.

Они могут

выполнять не только

функции

хранения и

сдвига информации, но и функции делителя частоты, распреде­ лителя импульсов или дискретной линии задержки.

На рис. 2.11а изображена функциональная схема регистра. Если переключатель П поставить в положение I , то образуется регистр сдвига. Информация, поступающая на его вход, сдви­ гается под воздействием управляющих импульсов с частотой f y и периодом следования Ту (рис. 2.116). На выходе информация

будет появляться с задержкой на время, равное tcTY, где к — чис­ ло разрядов в регистре, а 7у =1//у. Поэтому регистр сдвига можно рассматривать как дискретную линию задержки. Несом­ ненное достоинство линии задержки, построенной на регистре

сдвига, в том, что путем изменения

значения к имеется возмож­

ность получить практически любое время задержки.

 

Если выход регистра замкнуть с его входом, т. е. переключа­

тель П на рис. 2.11а поставить в

положение

I I , то

образуется

схема так называемого кольцевого

регистра

сдвига.

Кольцевым

a) fn

Рис. 2.12.

регистром такое устройство называется потому, что «1», запи­ санная в одну из ячеек, с частотой /у будет непрерывно продви­ гаться по регистру, замкнутому в кольцо. Поочередно через время, равное кТу, каждая ячейка на время, равное Ту, будет переходить в состояние «1». В момент перехода каждой ячейки памяти из состояния «1» в состояние «О» на ее выходе появляется сигнал (рис. 2.11в), который опрокидывает следующую ячейку регистра в состояние «1» и, кроме того, может быть использован в качестве выходного сигнала.

Для того чтобы автоматически восстановить нормальную ра­ боту кольцевого регистра сдвига при пропадании «I» или появ­ лении больше одной «1» в замкнутом кольце, регистр замыкается в кольцо через логическую схему. На рис. 2.12а приведена-в ка­ честве примера схема двухтактного кольцевого регистра, замк­

нутого

в кольцо через логическую схему (схема ИЛИ,

ячейка

памяти

# Я і

и схема

запрета Я32).

Данная схема

обеспечивает

запись

«1»

в ячейку

памяти Я Я 3

лишь

тогда, когда все

ячейки

регистра находятся в

состоянии «О». В

этом случае

(рис.

2.126)

в ячейку памяти ЯП\ «1» не записывается и поэтому на ее вы­

ходе при считывании

не появляется запрещающий сигнал и «1»

с ячейки запрета Я32

переписывается

в ячейку памяти # Л 3 .

Если в кольцевом

регистре сдвига

использовать только один

выход, например последний, то получим устройство, которое

называется импульсным

делителем

 

частоти.

 

Действительно,

на последнем

выходе

(рис. 2.126)

импульсы

будут появляться

•с частотой /вых=/у!к,

 

где

к—число

разрядов

регистра,

замк­

нутых в кольцо. Отношение к=/у //вых называется

коэффи­

циентом

деления

делителя.

Делители

на

регистрах

сдвига

рекомендуется

применять

в

том случае,

если

в качестве дис­

кретных

элементов

используются

магнитные

элементы.

 

 

а)

Рг1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f/ы

 

Рг2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

і

;

* *

 

 

 

 

H ' 1

н и щ и т и

і 1 " 111111 і 1 111111

fgj

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 , t

 

Рис. 2.13.

Построение регистров сдвига на большое число разрядов на практике встречает ряд трудностей, связанных в основном с фор­ мированием продвигающих импульсов большой мощности. Чтобы избежать этих трудностей, а также с целью экономии элементов при построении делителей частоты с большим коэффициентом деления применяют последовательное (рис. 2.13) или параллель­ ное (рис. 2.14) соединение делителей на кольцевых регистрах сдвига, которые имеют небольшое число разрядов. Их построе­ ние не вызывает трудностей на практике. Как при последова­ тельном, так и при параллельном включении делителей общий коэффициент деления равен произведению коэффициентов деле­ ния каждого включенного регистра*) . Поэтому последователь­ ное и параллельное включение делителей дает значительную экономию элементов при построении делителей с большими ко­ эффициентами деления.

При последовательном соединении регистров Pel

и Ре2

(рис. 2.1 Зо) выходные сигналы предыдущего делителя

исполь-

*)

При параллельном включении данное условие справедливо

только

в том

случае, если коэффициенты деления регистров не равны и не

кратны

друг другу.

 

зуются в качестве продвигающих импульсов для последующего делителя. Временные диаграммы, поясняющие работу указан­ ного делителя, приведены на рис. 2.136. Реализация делителя при последовательном включении несколько проще, чем при па­ раллельном включении кольцевых регистров. Однако и парал­ лельное включение регистров находит применение, так как схе­ мы с подобным включением обладают большими логическими возможностями и позволяют производить не только деление ча-

Рис. 2.14.

стоты следования, но и формирование последовательностей импульсов в виде регулярно повторяющихся пачек импульсов.

Поясним

это на примере

функциональной схемы

(рис. 2 . 14а) .

Если

в

данной

схеме

использовать

только

одну

логическую

схему

И

( # i , # 2 или Иг),

на входы

которой

подключено по од­

ному

выходу регистров

Pel

и Рг2, то на ее выходе

(рис. 2.146)

получим

частоту

следования f'BUX

. Данная схема является

делителем с коэффициентом

деления /с = к 1 к 2 = 3• 4 = 12. Если ж е

включить все три схемы И

(И), И2 и Из) и схему ИЛИ так, как

показано на рис. 2.14а, то получим устройство, на выходе кото­ рого формируется последовательность повторяющихся пачек им­ пульсов /вых (рис. 2.146).

В качестве делителей частоты на практике широкое примене­ ние находят регистры сдвига с логическими обратными связями. Наибольшее распространение получили регистры с обратной

связью через сумматор по модулю 2, которые

могут принимать

2і — 1 состояний, т. е. они могут генерировать

все ^-элементные

комбинации, за исключением нулевой. Такие регистры получили название рекуррентных регистров сдвига [11, 40, 49]. Они позво­

ляют реализовать делители частоты следования импульсов с пе­

ременным

коэффициентом деления к, равным от 1 до 2 - — 1 , где

£—-число

разрядов регистра, охваченных обратной связью.

При реализации аппаратуры на потенциальных,

в том числе

и на интегральных, микромодулях целесообразно

использовать

у

р р п

 

Г

 

 

 

 

 

п

 

h

m

Тг1 гР! П

н

н-

' п

 

 

Тг?

 

 

 

!

 

і

і

 

г

 

 

 

 

 

 

 

 

щ

 

 

 

 

 

ТгЬ v

і

,

:

, і ( і ї м

 

ї м

,

ї ї

і

і

і

Н

t

 

г

^

М

t

 

 

 

 

 

I I I ! І і

і I J !" I I I I ! 1

1

 

-)'

!

I

I

1

1

1 1

l l

/

flux

П

!

1

1 1 1 1 1 1 і

і і

1 П 1 1

1 1 1 1

1 і

і

і

і П

і

 

 

 

 

 

Рис.

2.15.

 

 

 

 

 

 

 

делители, построенные в виде двоичных счетчиков. Схема двоич­ ных счетчиков представляет последовательное соединение £ триг­ геров со счетным входом. Частота изменения сигнала на £-м

выходе

счетчика ( £ = 1 , 2,

|) меньше в

2і раз,

т. е. такой

счетчик

можно рассматривать

как делитель с коэффициентом де­

ления к 2і. Любое значение

коэффициента

деления

от 1 до 2 Е

можно получить на выходе логической схемы И на і входов, если к ним подключить выходы разрядов двоичного счетчика в соот­ ветствии с двоичным числом, равным коэффициенту деления. На рис. 2.15а приведена схема делителя, которая состоит из дво­ ичного счетчика на четыре разряда и схемы И на четыре входа. К этим входам подключаются выходы разрядов счетчика в соот­ ветствии с числом 13 в двоичной форме счисления (1011). Выход схемы И подключается к двоичному счетчику таким образом,, чтобы сигнал, который появится на ее выходе, сбрасывал счет­ чик в состояние 0000 (рис. 2.156). При указанной схеме вклю­ чения двоичного счетчика со схемой И образуется делитель

с коэффициентом деления к = 1 3 . Для получения другого значе­ ния коэффициента деления в пределах от 1 до 16 достаточно изменить схему соединений выходов разрядов счетчика со вхо­ дами схемы И.

2.3.4. Распределители устройств управления

Распределителями называют устройства, имеющие / выходов, сигналы на которых выделяются поочередно с одинаковым сдви­ гом to, определяемым частотой управляющих импульсов.

Распределители в оконечной аппаратуре служат для форми­ рования рабочих циклов передачи и приема, а также для рас­ пределения элементов кодовых комбинаций по ячейкам памяти накопителей передатчика и приемника.

Как передающий, так и приемный распределители можно реализовать на основе кольцевого регистра сдвига (см. рис. 2 . 11а) . Для того чтобы эти регистры сдвига выполняли функции распределителя, необходимо:

подать управляющие импульсы с частотой, равной скоро­

сти телеграфирования (/у=/уп = Л/, Ty = t0);

число разрядов в регистре выбрать равным числу элемен­ тов в кодовой комбинации I;

записать в регистр только одну «1»;

•— использовать все / выходов регистра.

В этом случае в распределителе на каждом его выходе сиг­ нал будет появляться через время, равное Но (рис. 2.116), а сдвиг между сигналами, появляющимися на соседних выходах, будет равен t0= 1//уп.

Иногда возникает необходимость в построении таких распре­ делителей, которые должны запускаться внешним сигналом только на один цикл работы. В этом случае используются ре­ гистры, не замкнутые в кольцо. Запуск подобного распредели­ теля осуществляется путем записи «1» в первый разряд регистра сдвига.

В состав устройства управления обычно включаются пере­ дающий и приемный распределители. В том случае, когда аппа­ ратура не предназначена для работы по дуплексной схеме, в управляющем устройстве может быть только один распредели­ тель, который поочередно, в соответствии с работой аппаратуры, выполняет функцию как приемного, так и передающего распре­ делителя.

Работа передающего распределителя поясняется рис. 2.16а, б.

Поступающая от кодирующего устройства очередная кодовая комбинация запоминается на ячейках памяти накопителя. Под воздействием выходных сигналов распределителя (рис. 2.166) элементы кодовой комбинации последовательно считываются на

выход в канал связи. Таким образом, передающий распредели­ тель преобразует кодовую комбинацию из параллельной в после­ довательную форму и формирует как длительность каждого эле­

мента

^о. так и длительность цикла передачи ТПер Но ('на рис. 2.16

1 = 5).

Поэтому частота следования управляющих импульсов

передающего распределителя должна быть равна скорости теле­

графирования

(/уп = ЛГ ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Работа приемного

распределителя

поясняется рис.

2.16в, г.

Поступающие

из

канала

посылки

кодовой

 

комбинации

(рис. 2.16в) подаются

на один

из входов

схем

И,

 

на второй вход

а)

Ра определитель

6)

4h

 

 

 

 

 

 

 

 

'УҐ1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

н/

 

 

 

 

 

 

I

I I

 

 

 

 

л

 

 

 

 

 

 

 

 

L i

-1 и1

 

і i_i

 

 

-t

 

Накопите

ль

8ыход

 

П і

 

ш

 

"

h

H -

-t

 

 

 

 

 

3

І І ІHJ

 

 

" h

h

-t

Ц

копирующее

 

4

li4 -і1

hI

іI

И

 

 

і "

і

-t

 

у строастбо

 

5

і

 

 

м

Н

~t

 

Распределитель

 

г)

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

і7

;5

 

 

 

 

 

 

 

 

.t

 

 

 

4 <

 

1

1

 

 

 

 

1 1

І

 

 

 

 

 

 

'0x00

 

 

 

 

-t

 

 

 

 

 

Сорос

2

 

 

 

 

 

 

 

-t

 

 

 

 

 

 

З

 

T t i

 

 

44-

 

•t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т і

 

 

 

•t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Накопитель

т

 

 

?

5

 

 

 

 

 

-t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.16.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

которых поступают выходные сигналы с приемного распредели­ теля. Благодаря такой схеме каждый элемент кодовой комбина­ ции распределяется по ячейкам памяти накопителя в заданном порядке. В конце каждого цикла, т. е. после приема 5-й посылки кодовой комбинации, все ее элементы в параллельной форме считываются на вход декодирующего устройства. Схемы И сов­ местно с распределителем в рассмотренном примере выполняют роль регистрирующего устройства, т. е. по принятым, в том числе и искаженным, посылкам принимается решение о значении при­ нимаемого элемента. Таким образом приемный распределитель может участвовать в регистрации посылок, осуществляет преоб­ разование кодовой комбинации из последовательной в парал­ лельную форму и производит отсчет длительности каждого эле­ мента кодовой комбинации ^> и длительность цикла Тщ, = 1і0 (на