Регістри зсуву. Принципи побудови та роботи.

Накопичувальні регістри. Принцип побудови на контактній та безконтактній елементній базі.

Функціональні вузли ТМ. Релейні розподільники, та безконтактні розподільники.

Розподільники на основі лічильників. Принципи побудови та роботи.

Синхронізація розподільників в системах ТМ.

Генератори тактових імпульсів.

Генератори імпульсних ознак. Двох та чотирьох частотні генератори.

Генератори на базі мультивібраторів. Принцип роботи, недоліки та переваги.

Рис.1. Генератор импульсов на двух инверторах

Схема имеет два динамических состояния. В первом из них, когда на выходе D1.1 состояние лог. "1" (выход D1.2 лог. "0"), конденсатор С1 заряжается. В процессе заряда напряжение на входе инвертора D1.1 возрастает, и при достижении значения Uпор=0,5Uпит происходит скачкообразный переход во второе динамическое состояние, в котором на выходах D1.1 лог. "О", D1.2 - "1". В этом состоянии происходит перезаряд емкости (разряд) током обратного направления. При достижении напряжения на С1 Unop происходит возврат схемы в первое динамическое состояние. Диаграмма напряжений поясняет работу. Резистор R2 является ограничительным, и его сопротивление не должно быть меньше 1 кОм, а чтобы он не влиял на расчетную частоту, номинал резистора R1 выбираем значительно больше R2 (R2<0,01R1). Ограничительный резистор (R2) иногда устанавливают последовательно с конденсатором. При использовании неполярного конденсатора С1 длительность импульсов (tи) и пауза (tо) будут почти одинаковыми: tи=to=0,7R1C1. Полный период T=1,4R1C1. Резистор R1 и конденсатор С1 могут находиться в диапазоне 20 к0м...10 МОм; 300 пф...100 мкФ.

При использовании в схеме (рис. 1б) двух инверторов микросхемы К561ЛН2 (они имеют на входе только один защитный диод) перезаряд конденсатора будет происходить от уровня Uпит+Unop. В результате чего симметричность импульсов нарушается tи=1,1R1C1, to=0,5R1C1, период T=1,6R1C1.

Так как порог переключения логических элементов не соответствует точно половине напряжения питания, чтобы получить симметричность импульсов, в традиционную схему генератора можно добавить цепь из R2 и VD1, рис. 1в. Резистор R2 позволяет подстройкой получить меандр (tи=to) на выходе генератора.

Шифратори імпульсних ознак.

В системах телемеханики по способу преобразований исходных данных можно выделить два вида шифраторов: шифраторы импульсных признаков (ШФИП) и шифраторы комбинаций (ШФК).

Шифраторы импульсных признаков. Преобразова­ние множества двоичных сообщений пв тождественное ему мно­жество сигналов, соответствующих содержанию регистра сообще­ний, осуществляют шифраторы импульсных признаков. По сути, ШФИП составляют кодер канала. В зависимости от типа системы этипразрядов регистров кода могут содержать независимые сообщения или элементы сложного сообщения. Опрос разрядов может происходить одновременно (рис. 4.27,а) или последова­тельно во времени (рис. 4.27,6).

При параллельной передаче содержания регистра (см. рис. 4.27,а) каждый разряд связан со своим модулятором и обеспечивает пере­вод модулятора на выработку импульсного признака в соответ­ствии с состоянием разряда.

При последовательной передаче сигналов (см. рис. 4.27,6) используется один модулятор с числом управляющих цепей, соот­ветствующим числу импульсов в сложном сигнале. Каждая такая цепь отражает определенную позицию распределителя, т. е. дейст­вует в определенное время, и состояние соответствующей ячейки регистра. В этом случае ШФИП обеспечивает преобразование па­раллельного кода сообщения, записанного в регистр, в последова­тельность сигнальных импульсов, отражающих это сообщение. К информационным импульсам могут быть добавлены также спе­циальные служебные импульсы.

В комбинационных системах рассмотренную совокупность це­пей управления модулятором принято называть шифратором.

В схеме шифратора релейной системы с полярными импульсны­ми признаками (рис. 4.28)при включении релеПЛилиМЛ в линию связи посылается ток определенной полярности, т. е. эти реле составляют схему генератора импульсных признаков.

б)

Рис. 4.27. Функциональная схема шифратора импульсных признаков при парал­лельной и последовательной передаче элементов сигнала

Шифратори кодових комбінацій.

Как видно из функциональных структур систем теле­механики, ШФК являются составной частью кодера источника и обеспечивают перевод любого изN= 2ⁿдвоичных сообщений в n– разрядный код условленного для кодера канала вида. Обычно используют код с постоянным числом единиц (постоянным весом), т. е. комбинации изпэлементов пот,гдет —число единиц.

О

Рис. 4.30.Функциональ­ная схема шифратора комбинаций

тсюда общее правило: ШФК представляет собой комбинаци­онную схему, содержащую Nвходов стразветвлениями каждый, поданными напсхем ИЛИ, с выхода которых снимается код— комбинации изпэлементов пот(рис. 4.30).

Схемная реализация ШФК обычно очень проста. В релейно-контактных системах на входе каждого разряда регистра кода вклю­чается набор (схема ИЛИ) контактов тех реле регистра сообще­ний (1P—NP),которые будут включаться при записи единицы в данном разряде кода (рис. 4.31).

Рис. 4.31.Схема релей­ного шифратора комби­наций(а)и структура комбинаций(б)

Аналогично в бесконтактных схемах (рис. 4.32)на вход каждо­го разряда регистра кода подключена схема ИЛИ (шина с диода­ми) с входами, подключенными к нужным шинам матрицы состоя­ний регистра сообщений.

При переключении в состояние 1любого триггера регистра C¹_N происходит переключениеттриггеров регистра кодаС^m_n, подклю­ченных к соответствующей горизонтальной шине.

После реализации зашифрованной комбинации производится сброс обоих регистров в исходное состояние. С этого момента воз­можны переключение другого триггера в регистре C¹_Nи кодиро­ванная запись этого сообщения в регистреС^m_n.

Однако, кроме кодов с постоянным весом, для которых рассмот­рены правила выполнения ШФК, в системах телемеханики могут быть использованы и другие коды, в частности, двоичные на все сочетания. Шифратор комбинаций двоичного кода (рис. 4.33,а) отличается лишь разным числом ответвлений с выходов регистра сообщений в зависимости от номера разряда. В настоящее время ШФК широко выпускаются в интегральном исполнении (рис. 4.33,б).

Рис. 4.32. Схема бесконтактного шифратора комбинаций

Рис. 4.33 Рис. 4.34

Рис. 4.33.Схема шифратора комбинаций двоичного кода

Рис. 4.34.Схема двухступенчатого шифратора комбинаций двоичного кода

Шифратор ШФК с большим числом входов и выходов органи­зуется по двухступенчатой схеме (рис. 4.34).

В системах телемеханики часто возникает необходимость пере­хода от одного вида кода к другому, например, от простого двоичного к корректирующему коду и т.п. Такие переходы выпол­няют кодопреобразователи. Они обеспечивают перевод каждой кодовой комбинации одного множества сигналов в экви­валентную ей комбинацию другого множества с измененным чис­лом разрядов. Кодопреобразователи выполняются по структуре, приведенной на рис. 4.35,а.Такой преобразователь требует предварительного перевода исходной комбинацииС^m_nв C¹_N (декодирования), а за­тем повторного кодирования по новой структуре ШФК, т. е. пере­хода:

Однако в тех случаях, когда можно выразить аналитически за­висимости каждого элемента преобразованного кода от элементов преобразуемого, т. е. указать переключательные функции, схема кодопреобразователя сводится к набору комбинационных схем. Число таких схем будет равно числу разрядов в преобразованном коде. На рис. 4.35.бприведена схема комбинационного преобразо­вателя трехэлементного равномерного кода в пятиэлементный (С²₅).