
- •Элементы и устройства систем автоматики и управления
- •7.092507 «Автоматика и автоматизация на транспорте»
- •Общие указания
- •Задача 1
- •Методические указания по выполнению задачи 1
- •Задача 2.
- •Методические указания к выполнению задачи 2.
- •Задача 3.
- •Методические указания к решению задачи 3
- •Контрольные вопросы
- •Литература
Методические указания к выполнению задачи 2.
Избыточное кодирование обычно используется в телемеханических системах с временной селекцией, у которых кодовый сигнал содержит следующие основные части: маркер начала кодового сигнала (МН); признаковая часть команды, указывающая на избирательную или циркулярную команду (ПЧ); адресную часть, состоящую из адреса исполнительного пункта (АИП) и адреса группы объектов на исполнительном пункте (АГ); смысловую часть команды с использованием распределительной селекции, при которой каждый разряд содержит двоичную команду соответствующему объекту (1-N0), и маркера конца (МК), если кодовая комбинация команды имеет различную длину (рис. 4).
МН |
ПЧ |
Адрес |
Смысл |
МК | |||||
АИП |
АГ |
1 |
2 |
3 |
…….. |
N |
Рисунок 4 – Структура кода команды ТУ
Различные части команды формируются с помощью шифраторов, входы которых связаны с органами управления оператора (кнопки или рукоятки набора признака, адреса, смысла). Выходы шифраторов формируют кодовую комбинацию без избыточности, часть которой представлена в табл. 3 в виде индивидуального задания.
Для защиты кодовой комбинации от помех при передачи по линиям связи используются различные коды: код с проверкой на четность или нечетность, код с постоянным весом, код Бауэра, код Хэмминга, циклические коды и многие другие. При этом одни коды предназначены для обнаружения ошибок в кодовой комбинации, другие – для исправления ошибок.
Среди
кодов с исправлением ошибок наибольшее
распространение на практике имеет код
Хэмминга. Код Хэмминга, исправляющий
одиночные ошибки (кодовое расстояние
d3)
состоит из k
информационных
(заданных) и m
контрольных (проверочных) символов,
связанных соотношением
,
где n – общее число символов кодовой комбинации кода Хэмминга.
Избыточность кодовой комбинации определяется, как отношение числа проверочных символов (разрядов) к общему числу разрядов кода И=m/n. Количество проверочных разрядов кода m рассчитывается по формуле
,
где ][ - символ округления до большего целого числа.
В коде Хэмминга места контрольных разрядов в кодовой комбинации определяются степенью числа 2: 20=1, 21=2, 22=4, 23=8, … т.е. контрольными будут 1-й, 2-й, 4-й, 8-й и т.д. разряды кодовой комбинации. Остальные разряды (3-й, 5-й, 6-й, 7-й, 9-й и т.д.) заполняются информационными символами k.
Образование комбинации кода Хэмминга достаточно просто поясняется на примере составления таблицы Хэмминга следующего вида.
Таблица 4 – Таблица Хэмминга
Десятичный номер разряда |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Двоичный номер разряда |
0001 |
0010 |
0011 |
0100 |
0101 |
0110 |
0111 |
1000 |
1001 |
1010 |
Буквенное об-е разряда |
а1 |
a2 |
a3 |
a4 |
a5 |
a6 |
a7 |
a8 |
a9 |
a10 |
Разряд |
m1 |
m2 |
k1 |
m3 |
k2 |
k3 |
k4 |
m4 |
k5 |
k6 |
Кодовая комбинация |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Значения
информационных разрядов k1-
k6
в соответствии с заданием (табл. 3)
записываются в таблицу на 3, 5, 6, 7, 9 и 10
места. Для того чтобы определить значения
контрольных разрядов
(
),
составляют контрольные суммы
.
Сумма
-
это сумма по модулю два значений разрядов,
двоичные номера которых имеют 1 наi
– м месте
справа, т.е.
Сумма
по модулю два равна 1, если число единиц
в сумме нечетно, и равна 0, если число
единиц четно. В каждую контрольную сумму
входит только один контрольный разряд.
Поэтому, если приравнять все суммы
=0,
можно определить значение контрольных
разрядов
,
т.е.
Значения
контрольных разрядов ()
записываются в таблицу на 1, 2, 4 и 8 места.
В итоге полученная комбинация кода
Хэмминга содержит 10 разрядов, из которых
6 информационных и 4 контрольных.
Для передачи кодовой комбинации по линии связи (ЛС) с применением сменно-качественного кодирования в системе ТУ – ТС используется четыре частоты: две частоты fН1 и fН0 используются для передачи 1 или 0 в нечетных разрядах кодовой комбинации (1, 3, 5,…); fЧ1 и fЧ0 – для передачи 1 или 0 в четных разрядах кодовой комбинации (2, 4, 6,…). Поэтому передаваемая кодовая комбинация состоит из чередующихся четных и нечетных пар частот, например, fН1 , fЧ1 , fН1 , fЧ0 , fН0 , fЧ1 и т.д. Частотно временная диаграмма такой последовательности будет иметь вид, показанный на рис. 5.
Рисунок 5 – Частотно-временная диаграмма
Проверка правильности передаваемой комбинации на приемном пункте заключается в проверке чередования частот нечетных и четных разрядов. Если чередование частот нарушено, комбинация воспринимается как ошибочная.