Завадостійкість приймачів при імпульсних перешкодах

Методи розділення сигналів і перешкод.

Комплексна оцінка завадостійкості реальних приймачів

Надлишковість інформації в системах телемеханіки.

В железнодорожных системах автоматики имеются существенные резервы увеличения пропускной способности каналов, что позволяет снижать быстродействие приемников для повышения их устойчивости к помехам.

Если принятые меры повышения помехоустойчивости приема элементарных сигналов не могут считаться достаточными для системы телемеханики, используют методы передачи сложных избыточных сигналов. Такой сигнал, состоящий из определенной совокупности элементарных сигналов, позволяет, с одной стороны, увеличить различия в свойствах сигнала и помехи, а с другой — повысить разность энергии между ними. Поэтому при приеме проводится оптимальная обработка не только каждого импульса, но и всей совокупности импульсов сложного сигнала.

В телемеханических системах нашли применение следующие способы организации избыточности в сигналах:

многократная передача неизбыточных сигналов (кодовых комбинаций или символов):

однократная передача избыточных кодовых комбинаций;

передача избыточных комбинаций заданное число раз или до правильного результата.

По первому способу неизбыточные сигналы могут передаваться определенное число раз или циклически. В любом случае на приемном конце решение о значении сигнала должно быть принято на основе оценки суммы п отсчетов смеси сигнала а и помехи, т.е. если в приемник поступают,

, , ,…, , тогда

.

Таким образом, п-кратное повторение сигнала приводит к увеличению его энергии в п раз, а среднее значение случайной помехи с ростом п стремится к нулю. Отсюда следует, что изменением числа повторений можно добиться любой помехоустойчивости.

При втором способе, при однократной передаче, в зависимости от числа избыточных элементов в кодовой комбинации приемник может обнаружить или обнаружить и исправить ошибку, т.е. постоянная избыточность сложного сигнала определяет его помехоустойчивость. Если есть возможность использовать обратную связь между приемником и передатчиком, то по третьему способу можно добиться более высокой эффективности и помехоустойчивости передачи, чем в предыдущем случае.

В зависимости от того, где принимается решение о правильном приеме, различают системы с решающей обратной связью (РОС) и с информационной обратной связью (ИОС).

В системах с РОС решение о значении сигнала выносит приемник и по каналу обратной связи подает сигнал подтверждения (квитирования), а при обнаружении ошибки требует повторения передачи.

В системах с ИОС приемник является пассивным, а принятый сигнал (в прямом или инверсном виде) возвращается по обратному каналу к передатчику, который сравнивает его и принимает решение об исполнении или повторе сигнала.

При использовании РОС или ИОС избыточность в сигналах оказывается меньше, чем в корректирующих кодах.

На электрифицированных линиях железных дорог в каналах систем ДЦ могут действовать гармонические помехи, сосредоточенные по спектру. Защита от их действия особенно актуальна на участках с электротягой на переменном токе.

В современных компьютерных системах ДЦ помехоустойчивость при действии гармонических помех может быть повышена следующими способами:

применением режекторных фильтров, настроенных на сосредоточенные помехи и уменьшающих их влияние на приемник;

Не програмована елементна база в системах ТМ, логічні функції таелементи.

Логічні функції можуть бути реалізовані найпростішими логічними елементами. Сукупність логічних елементів І, АБО, НЕ, за допомогою яких можна відтворити і реалізувати будь-яку ФАЛ, будемо називати повним логічним базисом.  Базис І, АБО, НЕ володіє надмірністю і не є мінімальним. З цієї сукупності ЛЕ можна виключити логічний елемент І (або ЛЕ АБО), тоді набори І, НЕ і АБО, НЕ також будуть мати властивість базису.  При проектуванні логічних схем обчислювальної техніки саме широке застосування отримали базис Шеффера І-НЕ і базис Пірса АБО-НЕ, що володіють властивістю логічного базису.  Слід зазначити, що одну й ту ж логічну функцію (операцію) можна реалізувати в різних базисах. Покажемо це на прикладах простих логічних операцій диз'юнкції і кон'юнкції:   ;  . (7)  Використовуючи закони інверсії  і  , Перетворимо логічні вираження  :   ;  . (8)  Вирази (7) відображають принцип подвійності алгебри логіки: якщо в логічному вираженні операцію диз'юнкції замінити на операцію кон'юнкції (або навпаки) і проінвертіровать всі змінні, то результат виявиться інверсним колишнього значення.  Використовуючи принцип подвійності алгебри логіки, реалізуємо логічне вираз (7) в різних базисах.  Рис. 2  З рис.2 випливає: якщо перейменувати всі входи і виходи логічного елемента ЛЕ1 на інверсні значення і замінити ЛЕ  диз'юнкції на ЛЕ2 кон'юнкції, то функції диз'юнкції можна виконати за допомогою елементів НЕ, І (ЛС3) або базису Шеффера І-НЕ (ЛС4).  Всі логічні схеми (рис. 2) виконують логічну операцію (функцію) АБО, яку можна реалізувати на однотипних логічних елементах І-НЕ, а при наявності інверсних сигналів у проектованому пристрої - на одному ЛЕ И-НЕ.  На рис. 2 ЛС3 і ЛС4 - логічні схеми, до складу яких входять декілька логічних елементів ЛЕ.  Аналогічно можна показати, що логічну операцію (функцію) І можна виконати в базисах НЕ, АБО або в базисі Пірса АБО-НЕ (рис. 3).  Рис. 3  Таким чином, логічний базис, що представляє собою сукупність типів логічних елементів, може бути виконаний на універсальних логічних елементах І-НЕ і АБО-НЕ, що випускаються промисловістю в інтегральному виконанні. Повний логічний базис І, АБО, НЕ зазвичай використовується на початковій стадії проектування функціональних вузлів для складання функціональних схем. 

Інтегральні схеми в системах телемеханіки, класифікація, переваги та недоліки.

Тригери в системах телемеханіки. Класифікація, області застосування.

Частотне розділення сигналів ТМ. Структурна схема.

Частотное разделение сигналов.Всю полосу частот канала F_к разбивают на число имеющихся двоичных сигналов и с тем, чтобы каждый из них независимо от других передавался на своей частоте (рис. 2.18, а). Подобный способ технически легко осуществить толь­ко при сравнительно малом числе сигналов, так как различать близ­кие частоты сложно.

Рис. 2.18. Частотные и временные разделения сигналов

Если имеются ограничения на допустимое время передачи сиг­налов T_д, то минимальная полоса частот, необходимая для передачи сигнала такой длительности, определяется из соотношения F_c=1/T_д. Максимально возможное число частотных сигналов n =F_k /F_c.

Подобным образом могут быть организованы частотные каналы для независимой передачи непрерывных сигналов. Число таких каналов для аналоговых сигналов будет значительно меньше, чем для дискретных, так как каждый из них будет занимать большую полосу частот.

Часове розділення сигналів ТМ. Структурна схема.

Временное разделение сигналов. Полностью использовать полосу частот канала связи можно также при передаче сигнальных импульсов длительностью τ=1/F_k . Такие импульсы должны передаваться последовательно во времени, так как каждый из них требует использования всей полосы частот (рис. 2.18,б). Для правильного приема импульсов между ними должны быть разделительные паузы. Длительность такой паузы не может быть меньше длительнос-

ти импульса. Отсюда за время может быть переданоп независи­мых сигналов:

Кроме рассмотренных двух предельных случаев максимального использования объема канала при частотном и временном его раз­делении, может быть организована передача частотно-временных сигналов при условии, что их общий объем не превышает объема канала.

Любой реальный сигнал, передаваемый по каналу связи, изме­няется во времени по амплитудеA_с(H_с) и частотным составляющим Р_с, т.е. его объем

Проекции объема сигнала на плоскости позволяют судить об изменениях амплитуды (рис. 2.19, а), частоты (рис. 2.19, б) во вре­мени, амплитуды частотных составляющих (спектральной ха

харак­теристики) сигнала (рис. 2.19, в)