Порядок выполнения работы

1.Подать напряжение 220В на стенд.

2.Ключом S5 включить установку.

3.Наблюдая в смотровом окне за состоянием индикаторной лампы и поочередно отключая разрядные ключи, снять весовые значения каждого разряда.

4.Заполнить таблицу истинности работы дешифратора (табл.1)

Табл.1

1	2	3	4	ИНД
0 1 0 1 0 1 0 1 0 1	0 0 1 1 0 0 1 1 0 0	0 0 0 0 1 1 1 1 0 0	0 0 0 0 0 0 0 0 1 1

В последнюю графу таблицы заносятся показания индикатора.

Содержание отчета

1. Таблица истинности дешифратора

2. Примеры перевода двоичных чисел в десятичные и обратно:

а) теоретически

б) практически ( по схеме дешифратора)

Контрольные вопросы

1. Что такое система счисления? Перевод чисел из десятичной системы в двоичную и обратно.

2. Объяснить действие микросхемы К155ИД1.

3. Как действует стабилизатор цепи питания микросхемы (+5В)?

4. Каким образом на микросхему серии VT подать единичный и нулевой логические уровни? Какому логическому уровню соответствует обрыв сигнального провода?

5. Нарисовать диаграмму состояний “вход-выход” логических элементов “ И-НЕ” “ИЛИ-НЕ” “ НЕ”.

Л и т е р а т у р а

1. Ильин В.А. Телеконтроль и телеуправление. М., 1983.

2. Справочник по интегральным микросхемам / Под редакцией Тарабрина. М.,1983.

Лабораторная работа № 3

ИЗУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИНЦИПОВ ОБРАЗОВАНИЯ КОДОВ И ПОСТРОЕНИЯ КОДИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

1. Ознакомление с принципами образования кодов.

2. Изучение, исследование принципа построения и работы кодирующего устройства последовательного двухчастотного кода.

3. Изучение, исследование принципов построения и работы матричного шифратора параллельного двоичного кода.

Теоретическая часть

При значительных расстояниях от командного пункта до управляемых объектов при большом их числе и необходимости экономии каналов линии связи и сокращении времени на передачу информации выгоднее применять кодовую селекцию, а не распределительную, при которой затрачивается значительное время на последовательное неочередное подключение всех управляемых объектов к линии связи.

В телемеханических системах, основанных на кодовом принципе селекции, используется двухпроводная, а иногда и однопроводная линия связи (например, в телеграфии в качестве обратного провода используется земля). При одной, общей для всех УО и малопроводной линии связи большое число приказов можно передать при помощи различных кодов.

Кодирование – это преобразование непрерывного сообщения в дискретный сигнал в виде кодовых комбинаций. Обратный процесс должен однозначно восстановить передаваемое сообщение, или же кодом называется комбинации, составленные по определенному математическому закону из качеств (признаков) импульсов тока К и числа импульсов п, которые посылаются в линию связи последовательно во времени. Одна частная комбинация, составленная по закону данного кода, называется кодовым сигналом.

К настоящему времени разработано много типов кодов, которые можно разделить на 2 группы:

1) некомплектные коды, у которых число импульсов п в каждом кодовом сигнале различно, т.е. п = var;

2) комплектные коды, у которых число импульсов и в каждом кодовом сигнале п = const.

Примером некомплектных кодов является простой числовой код, в котором:

1-й приказ посылается одним импульсом;

2-й приказ посылается двумя импульсами;

п-й приказ посылается п-импульсами.

Тогда число приказов N = п. такой код слабо защищен от искажений, так как пропадание или появление лишнего импульса приводит к передаче ложного приказа.

У комплектных кодов много разновидностей. Эти коды применяются чаще, так как имеют лучшую защиту от искажения приказов. Если нарушено условие п = const в результате пропадания или появления лишнего импульса, то это значит, что принятый сигнал искажен и приказ не реализуется.

Простейшим примером комплектных кодов является код на все сочетания качества тока К и числа импульсов п. число приказов этого кода определяется как:

N = К^п

Где К – число признаков импульсов;

п – число импульсов;

Если использовать полярные признаки импульса, т.е. положительное направление тока (импульс +) и отрицательное направление ( импульс -), то получим так называемый полярно-позиционный код, емкость которого равна:

N = 2ⁿ

Если использовать амплитудные признаки и обозначить “1” наличие тока, “0” – отсутствие тока, а чередование “0” и ”1” расположить по закону двоичной системы счисления, то получим амплитудно-позиционный код. Кодовые сигналы удобно обозначать десятичным числом.

Известно, что перевод десятичного числа в двоичную систему счисления производится по уравнению, в котором оно определяется как сумма степей оснований системы счисления:

Agec = a_n2ⁿ+ a_n-12^n-1+…+ a₁2¹+a₀2⁰,

где показатели степени от п до 0 означают номер разряда. Коэффициенты a_n a_n-1 …, a₀

принимают значение 1 и 0 в зависимости от того, какое слагаемое должно остаться или превратиться в нуль. Так, например, кодовый сигнал в двоичном амплитудно-позиционном коде числа 5 имеет вид:

А₅ = 2³*0 + 2²*1 + 2¹*0 + 2⁰*1 = 0101

А₈ = 8*0 + 4*1 + 2*0 + 1*1 = 5

Таким образом, кодовый сигнал фактически состоит из коэффициентов a_n a_n-1 …, a₀ , приравниваемых “0” и ”1”. Местоположение единицы, считая справа налево, соответствует значения числа 2 в соответствующей степени. Например, если взять три разряда, т.е. п = 3, то К = 2^п = 2³ = 8 – будет получено 8 сигналов, соответствующих десятичным числам от 0 до 8.

В таблице 1 приведены десятичные числа и кодовые сигналы, составленные по закону двоичной системы счисления при использовании трех разрядов.

Адрес	Двоичный кодовый сигнал	Адрес	Двоичный кодовый сигнал
0 1 2 3	0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1	4 5 6 7	1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1

Рассмотренные полярно-позиционный и амплитудно-позиционный (двоичный) коды защищены от искажения сигналов, так как изменение местонахождения 1 или 0 либо изменение местоположения плюсового или минусового сигнала приведет к образованию ложного сигнала и, следовательно, будет получен ложный сигнал (приказ).

Для повышения надежности действия устройств и уменьшения искажений передаваемого сигнала применяются особые коды с обнаружением ошибок, например, сменно-качественный код, у которого соседние импульсы обязательно должны иметь различные признаки импульса.

Число передаваемых сигналов у этого кода определяется уравнением:

N = K( K-1)^n-1

Вторым примером таких кодов можно назвать код с постоянным числом определенных качеств m ( например, единица). Число приказов в этом случае определяется по закону сочетаний:

N = (Cn)^m =n!/ m!(n-m)!

где n – общее число импульсов;

m – число импульсов одного определенного качества ( например, 1).

Если в принятом сигнале число n будет отличаться от заданного числа, то приказ искажен и не будет выполняться.

Особыми кодами являются избыточные коды, у которых в целях обнаружения и исправления ошибок берется больше импульсов, чем это необходимо для образования заданного числа приказов и они называются кодами, корректирующими ошибки. В качестве примера таких кодов можно привести: код Хемминга, циклический код, корреляционный код и т.д.

Для получения кодовых комбинаций используются кодопреобразователи специальные (шифраторы).

Шифратор (кодирующее устройство) предназначен для преобразования дискретного сообщения в кодовую комбинацию (кодовый сигнал).

Если сообщение непрерывное, то оно предварительно квантуется, т.е. превращается в дискретное сообщение, и затем в виде импульсов тока или напряжения передается на шифратор, с выходов которого это импульсы снимаются как кодовые комбинации, соответствующие заранее заданному коду. Если задача заключается не в образовании кодового сигнала, а лишь в придании импульсу определенного признака, например, полярного или фазового, то это осуществляется простейшими схемами, некоторые их которых широко применяются на практике.

В кодоимпульсных системах измеряемая величина передается на расстояние в виде определенной комбинации импульсов (в виде кода). Для этого измеряемая величина предварительно квантуется как по времени так и по уровню. Далее осуществляется кодоимпульсная модуляция. Преимуществами кодоимпульсных систем является высокая помехоустойчивость, большая точность, эффективность использования канала связи, возможность получения информации в цифровой форме, удобство ввода информации в ЭВМ.

Преобразование электрических величин в код осуществляется несколькими способами:

1. по схеме – напряжение – временной интервал – число – код;

2. напряжение – фаза – временной интервал – число –код;

3. непосредственное преобразование напряжения в код (шифраторы);

4. непосредственное преобразование напряжения в частоту.

В данной лабораторной работе изучим и исследуем построение и принцип работы матричного шифратора параллельного двоичного кода и шифратора последовательного кода.