книги из ГПНТБ / Шляпоберский В.И. Элементы дискретных систем связи

зуемых элементов, применение математического аппарата алгебры логики позволяет найти аналитические зависимости элементов пре­ образованного и преобразуемого кодов, по которым можно по­ строить кодопреобразователь с меньшим числом элементов.

Таким образом, сущность второго способа построения кодопре­ образователей сводится к следующему. Пользуясь таблицей соот­ ветствия комбинаций преобразуемого и преобразованного кодов и применяя аппарат алгебры логики, находят аналитические выра­ жения элементов преобразованного кода как функции элементов преобразуемого кода. По полученным зависимостям строят функ­ циональную, а затем и принципиальную схему кодопреобразова­ теля в целом.

Поясним сказанное на примере.

Пусть необходимо преобразовать равномерный трехэлементный код в пятиэлементный, каждая комбинация которого содержит две

Пользуясь изложенным в § 17 методом составления переключа­ тельных функций, напишем выражения для элементов преобразо­ ванного кода как функции элементов преобразуемого кода:

150

ГЛАВА 8

СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВА ПОДДЕРЖАНИЯ СИНФАЗНОСТИ

§ 27. НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ ПОДДЕРЖАНИЯ СИНФАЗНОСТИ

Выше указывалось (§ 8), что одним из основных требований устойчивой работы дискретных систем связи является обеспечение синфазности между передающим и приемным распределителями. При этом под синфазностью понимается определенное и неизменное соотношение фаз между передающим распределителем аппаратуры, установленной на одном конце канала связи, и приемным распре­ делителем аппаратуры, располагаемой на другом конце канала, обеспечивающее в течение каждого цикла приема кодовой комби­ нации избирательную регистрацию.

Так как работа распределителей управляется генераторами управляющих импульсов, то прежде всего необходимо обеспечить определенное и неизменное соотношение фаз между управляющими (регистрирующими) импульсами, формируемыми генератором приема, и принимаемыми импульсами.

Такое поддержание синфазности часто называют фазированием по импульсам.

Требуемое соотношение фаз поддерживается при помощи спе­ циальных устройств, непрерывно следящих за фазой принимаемых импульсов и при необходимости исправляющих фазу управляющих импульсов. Такие устройства получили название коррекционных.

Для избирательной регистрации принимаемых импульсов, помимо фазирования по импульсам, необходимо установить такое соотно­ шение фаз распределителей, при котором информация, переданная, например, с первого контакта передающего распределителя, будет фиксироваться накопительными элементами, подключенными к пер­ вому контакту приемного распределителя.

Обеспечение такого соотношения фаз называется фазированием по циклу.

Синфазнссть между импульсами, формируемыми на приеме не­ прерывно работающим местным генератором, и принимаемыми

152

импульсами должна поддерживаться с точностью до нескольких процентов от длительности элементарного импульса в течение весьма длительной, часто круглосуточной, работы системы.

Такая точность фазирования по импульсам при длительной со­ вместной работе распределителей не может быть обеспечена посред­ ством применения современных высокостабильных генераторов.

Поясним сказанное на конкретном примере.

Как известно, коэффициент нестабильности генератора k опре­

где / — номинальное значение частоты абсолютно стабильного ге­ нератора;

f x — абсолютное отклонение частоты генератора от номиналь­ ной (/) при учете всех дестабилизирующих факторов.

Пусть время, в течение которого колебания данного генератора сместятся по фазе по отношению к абсолютно стабильному генера­ тору на один период,

(8-2)

Подставляя значение Дf из (8.1), получим

t = —

k f •

Если ^ — длительность элементарного импульса, а Т— 1 пе­

риод колебаний абсолютно стабильного генератора, то смещение ге­ нератора по фазе на один элементарный импульс произойдет в те­ чение времени

где / / — скорость телеграфирования в бодах.

Если учесть, что частоты генераторов в самом неблагоприятном случае отклоняются от номинальной в противоположные стороны, то оба генератора разойдутся по фазе на один элементарный им­

в пределах которой можно допустить расхождение по фазе. Тогда время смещения по фазе на данную величину может быть вычислено по формуле

(8.5)

Пользуясь формулой (8.5), определим время, в течение которого работающие совместно генераторы разойдутся по фазе на заданную величину $ при различных скоростях телеграфирования и при от­

153

носительной нестабильности генераторов &=10-5. Данные расчета сведены в табл. 7.

Из приведенной таблицы видно, что чем выше скорость телегра­ фирования, тем меньше время, в течение которого генераторы ра­ зойдутся по фазе на одинаковую величину. Если принять, что мак­ симально допустимое расхождение по фазе, при котором еще обес­ печивается устойчивая работа дискретной системы, составляет 40% от длительности элементарного импульса (см. гл. 9), то для системы со скоростью 50 бод допустимое время работы составит 7 мин 40.сек, а для системы с N= 1800 бод всего 11,5 сек.

Применение более стабильных генераторов приведет к увели­ чению времени устойчивой работы. Так, при &=10~6 приведенные выше значения возрастут соответственно до 1 ч 16 мин 40 сек и

1 мин 55 сек.

Как видно, даже при применении весьма стабильных генерато­ ров (/e=10~G) устойчивая работа высокоскоростной дискретной си­ стемы нарушится примерно через 2 мин, а системы с малой скоро­ стью (N= 50 бод) — через 1 ч 17 мин.

Следовательно, для обеспечения требуемой точности синфазности при длительной работе любая дискретная система должна со­ держать коррекционное устройство, посредством которого поддер­ живалось бы определенное соотношение фаз между управляющими и принимаемыми импульсами.

Помимо поддержания синфазности, коррекционные устройства должны обеспечивать быстрое и надежное введение в фазу прием­ ного распределителя при первоначальном включении системы (фа­ зирование по циклу).

Приведенные расчеты справедливы для дискретных систем, в ко­ торых генераторы управляющих импульсов (распределители) ра­ ботают непрерывно независимо от того, передается информация или нет. Такие дискретные системы, а также устройства поддержания синфазности называются синхронными.

154

В отличие от синхронных систем, которые предъявляют сравни­ тельно высокие требования к стабильности генераторов, весьма ши­ рокое распространение получили стартстопные системы.

Отличительной особенностью стартстопных систем является то, что распределители работают вместе только в течение одного цикла, за который и происходит передача (прием) кодовой комбинации знака.

Каждый новый цикл распределители начинают одновременно с ис­ ходного синфазного положения. Такая совместная работа распреде­ лителей стартстопных систем достигается применением стартстопного способа корректирования, который при определенной стабиль­ ности скорости вращения привода обеспечивает поддержание синфазности.

§ 28. СТАРТСТОПНЫЙ СПОСОБ КОРРЕКТИРОВАНИЯ

При стартстопном способе корректирования передающий и прием­ ный распределители в промежутках между передачей (приемом) знаков не работают или, как принято говорить, стоят на стопе.

Стоповое положение распределителей является исходным, и в этом случае расхождение по фазе между ними считается равным нулю. С началом работы передающего распределителя посредством специального пускового импульса запускается приемный распреде­ литель. По окончании цикла

одного цикла и устраняется в конце каждого цикла остановкой приемного распределителя путем посылки в канал связи специаль­ ного стопового импульса.

Если пусковой импульс предшествует кодовой комбинации, то столовый импульс передается после последнего кодового импульса.

Таким образом, за один цикл передающий распределитель стартстопной системы посылает в канал пусковой, кодовые и столо­ вый импульсы.

На рис. 123 представлена комбинация импульсов, передаваемая за один цикл передающего распределителя при применении пяти­ элементного кода. Причем при равномерном контактном делении передатчика все передаваемые импульсы имеют одинаковую продол­ жительность (рис. 123). Однако передатчики большинства совре­ менных стартстопных аппаратов имеют неравномерное контактное

155

литель повернулся больше чем на 360° (рис. 125, в) или к началу следующего оборота передающего распределителя приемный еще не успел завершить полного оборота (рис. 125, г), то приемный рас­ пределитель в конце оборота не остановится и накопившееся в те­ чение одного оборота расхождение по фазе не будет устранено.

Из изложенного легко установить, каким должно быть соотно­ шение скоростей передающего и приемного распределителей, чтобы обеспечить устойчивую работу ста'ртстоппой коррекции. Очевидно, что при одинаковых номиналь-

вать инерционность приемного устройства, целесообразно вы­ брать в аппаратах с~равномерным контактным делением та­ кое превышение скорости, при

котором к моменту остановки приемного распределителя передаю­ щий распределитель не доходил бы до стопа на угол, равный поло­ вине стопового импульса (рис. 125,5).

В данном случае при расхождении распределителей по фазе, обусловленном неравномерностью их вращения, на угол устой­

чивая работа стартстопной коррекции не будет нарушена. Рассмотрим развернутые диаграммы работы передающего и

приемного распределителей стартстопных аппаратов с равномер­ ным и неравномерным контактным делением.

Приведенная на рис. 126 диаграмма построена в предположе­ нии, что остановка приемного распределителя происходит при приеме середины стопового импульса. Тогда интересующее нас со­ отношение скоростей распределителей т можно рассчитать по фор-

"пер 360_ |5 °

157

Практическое соотношение скоростей у аппаратов с нормаль­ ным стоповым импульсом взято равным т= 1,08.

В стартстопных аппаратах с неравномерным контактным деле­ нием стопирование приемного распределителя происходит по окон-

ta

чании приема первой трети стопового импульса, которая равна -у-

(рис. 127). В этом случае соотношение скоростей передающего и приемного распределителей должно быть равно

360

т — 1,15.

360-

360

7,5

Такое соотношение скоростей имеют современные стартстопные аппараты с удлиненным стопом.

§29. СИНХРОННЫЕ СПОСОБЫ КОРРЕКТИРОВАНИЯ

ИИХ КЛАССИФИКАЦИЯ

Все коррекционные устройства синхронных систем связи явля­ ются устройствами с автоматической подстройкой фазы управляю­ щих импульсов местного генератора.

Принцип работы коррекционных устройств с автоматической подстройкой фазы состоит в том, что фазы управляющих и прини­ маемых импульсов сравниваются и при обнаружении расхождения оно устраняется воздействием на один из параметров местного ге­ нератора.

В ряде синхронных систем формирование на приеме управляю­ щих (регистрирующих) импульсов осуществляется не местным гене­ ратором, а посредством выделения из последовательности прини­ маемых импульсов основной частоты телеграфирования. Такие устройства формирования управляющих импульсов получили назва­ ние резонансных фазирующих устройств.

Ввиду того что в настоящее время известно большое количество различных коррекционных устройств с автоматической подстройкой фазы для удобства изучения целесообразно классифицировать их по основным свойствам.

По способу регулировки фазы коррекционные устройства разде­ ляются на системы с непосредственным воздействием на частоту генератора путем изменения параметров его схемы, чем дости­ гается корректирование фазы, и системы без непосредственного воздействия на частоту генератора, в которых корректирование фазы формируемых импульсов достигается путем воздействия на промежуточный преобразователь.

Принцип работы указанных двух видов коррекционных устройств легко уяснить, рассматривая их блок-схемы (рис. 128).

Основными элементами коррекционных устройств являются:

— фазовый дискриминатор (ФД), посредством которого изме­ ряется величина рассогласования фаз между местным генератором

158

й Принимаемыми импульсами и в соответствии с измеренной вели­ чиной выдается управляющее напряжение; так как частота следова­ ния принимаемых импульсов определяется частотой генератора пе­ редачи, то посредством фазового дискриминатора измеряется вели­ чина расхождения по фазе двух непрерывно работающих генерато­ ров — передающего и приемного;

— управляющее устройство, которое в соответствии с управляю­

распространение получил способ, при котором корректирование расхождения по фазе достигается

путем добавления или исключения импульсов, подаваемых на вход промежуточного импульсного делителя.

В дальнейшем подобные коррекционные устройства будем назы­ вать устройствами с дискретным управлением.

Системы автоматической подстройки фазы являются системами направленного действия, в которых последующие звенья не оказы­ вают никакого влияния иа предыдущие. На блок-схемах рис. 128 стрелками показано направление воздействия одних элементов на другие.

Для измерения величины рассогласования фаз на один из вхо­ дов фазового дискриминатора подаются периодические колебания местного генератора, а на другой вход — преобразованные прини­ маемые импульсы. Чаще всего принимаемые импульсы преобразу­ ются в прямоугольные импульсы tx длительностью от сотых долей

до у (рис. 129).

159