Лекции ТОАТ

1. органы управления 2. передающее устройство 3. линия связи 4. приемное устройство 5. исполнительное устройство 6. управляемый объект 7. датчик 8. передающее устройство 9. приемное устройство 10. воспринимающее устройство 11. устройство управления f – возмущающее воздействие

- Система телеизмерения (ТИ) осуществляет получение информации о значениях измеряемых параметров контролируемых или управляемых объектов. Например, системы ТИ измеряют на расстоянии напряжения, токи, температуру, давление, уровень воды и т.п.

3.По количеству состояний объектов:

-двухпозиционные, если управляемые объекты имеют два возможных состояния;

-многопозиционные, если объекты имеют более двух состояний;

-телерегулирование, непрерывное множеством состояний.

4.По виду телемеханической сети (совокупности устройств телемеханики и объединяющих их каналов связи):

-пункт — пункт;

-многоточечная структура телемеханической сети, которая имеет два или более контролируемых пункта;

-В цепочной структуре все контрольные пункты (КП) соединяются с пунктом управления (ПУ) общим каналом связи;

-радиальной структуре ПУ соединяется с каждым К.П отдельным каналом связи

Также используют различные комбинации структур телемеханической сети.

5.По способу управления объектами:

-местное

- дистанционное

- телемеханическое

Фаза совпадает с опорным или отличается на угол ϕ. Для дешифрирования применяют фазочувствительные схемы.

22 СПОСОБЫ КОДООБРАЗОВАНИЯ

Совокупность принципов, в соответствии с которыми осуществляется преобразование сообщения в сигнал, называется кодом.

Под кодированием понимают процедуру взаимно однозначного отождествления сообщений с сигналами избыточного множества.

Характеристики кодов: основание кода (чаще всего двоичное); длину кода (разрядность); способ комбинирования; правило сопоставления сообщений кодовым комбинациям; способы формирования алфавита кода (импульсные признаки); способ передачи (разделения) элементарных сигналов.

Коды делят: телеграфные (для обмена между людьми), телемеханические(меж. машинами, либо машинами и людьми).

Классификация:

1.по объему кодового алфавита: однопозиционные (m=1)

2х позиционные (m=2) многопозиционные (m>=3)

2.по количеству элементов в кодовой комбинации: n=1(частотное кодирование), n=2, n>=3

3.по условиям построения кодовых комбинаций

равномерные (n=const) [низкая помехозащищенность] неравномерные

4.по методу построения кодовой комбинации: безизбыточные [используют все кодовые комбинации] избыточные [используют не все кодовые комбинации]

5.по количеству информационных импульсов:

систематические (n = nконтрол. + nинформ.) несистематические (n = nинформ.)

6.по способу защиты от искажений

не обнаруживающие ошибки обнаруживающие ошибки обнаруживающие и исправляющие ошибки

23. КОДЫ БЕЗ ИЗБЫТОЧНОСТИ.

Для передачи приказов используют все возможные сочетания импульсов. Так, например, при двух импульсах с полярными признаками возможны четыре комбинации (+ +, — +, + —, — —), при трех импульсах с полярными признаками

— восемь (+ + +, + +-, +-+, + — —, -++, — +-, — — -, — — —) и т. д.

Общее число приказов, которое может быть передано, определяется по формуле

где k — число импульсных признаков, не считая синхронизирующего; п — число импульсов в коде.

Если для передачи приказов используют импульсы и интервалы, то общее число приказов при построении кодов на все сочетания

где k1 — число признаков, которыми обладают импульсы; k2 — число признаков, которыми обладают интервалы

К безизбыточным кодам относится код ГРЕЯ (каждая кодовая комбинация отличается от последующей значением одного разряда).

Рассматриваемые коды являются наиболее экономичными, так как количество информации, приходящейся на один импульс, в них максимально. Однако они обладают низкой помехозащищенностью, поэтому их применение возможно лишь в тех случаях, когда требования к надежности действия системы невелики.

Коды с обнаружением ошибок. Эти коды применяют для повышения надежности действия устройств ТУ—ТС. К ним относятся коды с контролем на четность, по закону сочетаний, коды с повторением, коды с удвоением.

Коды с контролем на четность образуются добавлением к передаваемой кодовой комбинации одного контрольного импульса. Поэтому общее число импульсов в таком коде

где И — число информационных импульсов.

Если рассматриваемая кодовая комбинация содержит четное число единиц (за единицу принимаем здесь и в дальнейшем один из импульсных признаков, за нуль

— другой), то в этом случае добавляется контрольный импульс, имеющий значение 0. Если же в кодовой комбинации содержится нечетное число единиц, то контрольный импульс имеет значение 1.

С учетом этого на принимающей стороне проверяется наличие в коде четного числа единиц. При четном числе единиц, зафиксированных в принятом коде, последний считается неискаженным и приказ реализуется. При нечетном числе единиц принятый код считается искаженным, а приказ не реализуется. При этом следует иметь в виду, что четное число искажений 6 таком коде не выявляется, в то время как любое число нечетных искажений обнаруживается.

Избыточность кодов с контролем на четность

Коды по закону сочетаний являются такими, в которых из общего количества п импульсов их постоянное число т имеет определенный признак. Если в пункте

приема зафиксировано т таких импульсов, то код считается неискаженным и приказ реализуется. Если же это число отличается от m, то код считается искаженным и не реализуется. Число приказов, которое может быть передано при использовании кодов по закону сочетаний,

Максимальное число приказов при таком построении кода будет иметь место при т == п12, если п — четное число, и при т = (п - 1)/2 или т = (п + 1)/2, если п — нечетное число. Их избыточность

Коды с повторением. Если вес исходной кодовой комбинации четный, то оно повторяется, если нечетный – инвертируется и присоединяется к исходной. (0110 – 01100110, 1000 – 10000111)

Коды с удвоением. При формировании приказа 0 – 01, 1 – 10 (0110 – 01101001). Обнаружение ошибки основано на том, что в 2х смежных по парам разрядах не может быть 00 или 11.

24. КОДЫ С ОБНАРУЖЕНИЕМ И ИСПРАВЛЕНИЕМ ОШИБОК.

Должны обладать большой избыточностью, т.к. не только обнаруживают ошибку но и определяют разряд, в котором она произошла.

1. Коды Хэмминга позволяют исправлять одну или обнаруживать (без исправления) две ошибки. Рассмотрим их структуру на примере кода с коррекцией одной ошибки. Такой код содержит И информационных импульсов и К контрольных, т. е.

При этом информационные импульсы предназначены для передачи соответствующих приказов, контрольные — для обеспечения автоматического исправления возникшей ошибки (искажения). Число информационных импульсов зависит от емкости системы и определяется из неравенства

где N — емкость кодовой системы, т. е. общее число приказов, которые необходимо передать.

Число контрольных импульсов определяют следующим образом. Полное число неискаженных комбинаций при И информационных импульсах равно 2И, при этом каждая комбинация и все ее возможные искажения составляют величину п + 1. Следовательно, общее число кодовых комбинаций (искаженных и неискаженных) равно 2И (п + 1). При этом должно удовлетворяться неравенство

За контрольные в коде Хэмминга принимают импульсы, десятичный номер которых определяется по закону 2i, где i = О, 1, 2, 3, ..., т. е. импульсы 1, 2, 4, 8 ...

Остальные импульсы являются информационными.

Пример: 9-импульсный код Хэмминга может быть записан как К1 К2 И1 К3 И2 И3 И4 K4 И5. Характер информационных импульсов определяется содержанием передаваемых в коде приказов.

Для определения значения контрольных импульсов рассмотрим одну из комбинаций не избыточного пятиразрядного кода, например 10110. Так как контрольные импульсы размещаются в 1, 2, 4 и 8-м разрядах, то информационные импульсы займут 3, 5, 6, 7 и 9-й разряды.

Для определения значения контрольных импульсов составим контрольные суммы Si, т. е. суммы по модулю 2 значений разрядов, двоичные номера которых имеют единицу на i-м месте справа. Указанные суммы составим так, чтобы в каждую из них входил лишь один контрольный разряд.

Так как в 1-м разряде справа единица содержится в 1, 3, 5, 7 и 9-м двоичных номерах, то сумма 5; будет равна

Во втором разряде справа единицы содержатся в 2, 3, 6 и 7-м двоичных номерах, поэтому

Рассуждая аналогичным образом, можно определить, что:

Значения контрольных разрядов принимаем такими, чтобы все контрольные суммы по модулю 2 были равны 0 (сумма по модулю 2 равна 0, если число единиц в

сумме четное, и равна 1, если число единиц в сумме нечетное). Тогда S1 = а1 + 1 + 0 + 1 + 0. Значение «S1 по модулю 2 будет равно 0, если а1 = 0.

Аналогичным образом можно определить, что:

Таким образом, комбинация не избыточного кода 10110 в коде Хэмминга принимает вид 011001100. Аналогичным образом преобразуются все остальные комбинации не избыточного кода.

При приеме кода Хэмминга проверяется, что все контрольные суммы S1, S2, S3, S4 ... по модулю 2 равны 0. Если это условие выполняется, то искажений кода не произошло и принятый приказ реализуется.

Если же хотя бы одна из контрольных сумм равна 1, то это значит, что в принятом коде имеется ошибка (искажение). При этом автоматически выявляется искаженный разряд и также автоматически его значение изменяется на противоположное (происходит исправление ошибки).

Пример. Пусть при передаче комбинации кода Хэмминга 011001100 произошло искажение 5-го разряда, т. е. зафиксирована комбинация 011011100. После ее фиксации на принимающем пункте составляются контрольные суммы по модулю 2 и осуществляется их проверка на четность. Для рассматриваемого случая:

Таким образом, суммы S1 и S3 равны 1 и, следовательно, имеет место искажение кода. Рассматривая контрольные суммы, как разряды двоичного числа и, принимая за старший разряд сумму S4, определяем номер искаженного разряда. В данном случае получаем двоичное число 0101, т. е. 5. Это указывает, что произошло искажение в 5-м разряде кода. Значение этого разряда меняется на противоположное и фиксируется прием кодовой комбинации 011001100, т. е. происходит автоматическое исправление ошибки.

Код Хэмминга обладает избыточностью

2. Матричный код.

Из информационных символов составляется матрица: И1 И2 И3 И4 И5 И6 И7 И8 И9

четность по строкам и столбцам.