Синтез автоматической системы передачи кодированных сигналов в канал связи

курсовая работа

3.2 Преобразователь кода Ф.И.О.

Преобразователь кода реализован на инверторах и элементах И-НЕ интегральных микросхем (К561ЛА7, К561ЛА8, К561ЛА9, К561ЛИ1) и выполняет функции Y1,Y2,Y3,Y4.

Схема преобразователя кода Ф.И.О. приведена на рисунке 3.6.

Рисунок 3.6, лист 1 - Схема преобразователя кода Ф.И.О.

Рисунок 3.6, лист 2 - Схема преобразователя кода Ф.И.О.

4. Составление временной диаграммы автоматической системы передачи кодированных сигналов в канал связи

Составление диаграммы функционирования автоматической системы передачи имеет цель определения и схемного решения функций других узлов и увязки уже определённых частей передатчика.

Временная диаграмма работы такой системы строится с учётом выбранной элементной базы. В данном примере сигналы:

- первого счётчика К561ИЕ8 (Q0, Q1, Q2, Q3,Q4 - выходные параллельные данные, R=Q5 - сброс счетчика);

- счётчика К561ИЕ8 СИ (Q0, Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 - десятичный выход, С - синхронизирующий вход);

- ST- стартовый импульс;

- R- сброс всей схемы в исходное состояние (вырабатываются специальной схемой);

- D - последовательный выходной код данных;

- ФМ - фазоманипулированный выходной сигнал.

5. Принципиальная схема автоматической системы передачи кодированных сигналов в канал связи

Из диаграммы работы автоматической системы передачи запишем функции дополнительных схем, необходимых для обеспечения работы, выбранных интегральных микросхем:

- - сброс всей схемы в исходное состояние на 32 номере такта;

- - определяет режим работы (параллельный - последовательный);

- RR = ОТ №29*С ДО №31*С (RS-триггер);

- - окончание кодовой посылки.

- функция формирования стартового импульса;

- последовательный выходной код данных;

- фазоманипулированный выходной сигнал.

В результате проведённых операций получим схему управления преобразователем кода, которая изображена на рисунке 5.1

Рисунок 5.1 - Схема управления преобразователем кода

6. Функциональные узлы схемы

6.1 Задающий генератор и делитель частоты

Накопленный к настоящему времени опыт показал, что в устройствах железнодорожной автоматики и телемеханики применение цифровых интегральных микросхем целесообразно не только в узлах цифровой обработки сигналов (разнообразные логические схемы, регистры, шифраторы и т. д.), но и в таких традиционно аналоговых узлах, как генераторы. Использование микросхем при построении автогенераторов позвол яет унифицировать технические решения, обеспечивающие высокую стабильность генерируемых частот, создать единообразие конструктивного оформления, снизить номенклатуру комплектующих изделий.

Широко используемая схема простого генератора импульсов приведена на рисунке 6.1. Подстроечный конденсатор С1 нужен для настройки генератора на частоту возбуждения кварца. Примем значение С1=25 пФ, С2=33 пФ. Результирующее значение емкости С=С1+С2=58 пФ. Рассчитаем величину сопротивления по формуле (6.1):

(6.1)

где Fкварц=1 МГц - принятое значение частоты кварцевого резонатора.

По приведённой выше формуле рассчитаем R1:

Из номинального ряда Е24 выбираем номинал R1=10 кОм.

Произведём расчёт делителя. Согласно заданию, максимальная скорость передачи определяется по формуле:

(6.2)

.

Минимальная скорость передачи:

(6.3)

Оптимальная скорость 1000 бит/с.

Из диаграммы работы автоматической системы передачи видно, что одному переданному биту информации соответствует один период частоты С. Следует определить какой необходимо выбрать коэффициент деления при определённой частоте кварцевого резонатора в 1 МГц. Частота снимаемая с делителя должна составлять:

Произведем расчет коэффициента деления по формулам 6.4 и 6.5:

(6.4)

;

(6.5)

;

Примем коэффициент деления, равный 64. На основании принятого коэффициента деления произведем расчет несущей частоты по формулам 6.6 и 6.7:

(6.6)

(6.7)

Полученное значение действующей частоты укладывается в диапазон передачи по каналу 300 - 3400 Гц. Построим схему задающего генератора и делителя частоты на микросхемах К561ИЕ10.

Рисунок 6.1 - Схема задающего генератора и делителя частоты

6.2 Преобразователь параллельного кода в последовательный

автоматический передача сигнал кодированный

Разрядность параллельного кода определяется количеством двоичных букв выходного слова символа посылки (таблица1). Для нашего примера код равен четырём разрядам (Y4, Y3, Y2, Y1). Принцип преобразования заключается в поочерёдном подключении (в порядке возрастания номера такта) кодированного символа к схеме согласования с каналом связи.

В качестве основы ПП предлагается использовать сдвигающий регистр.

Микросхема К561ИР9, содержит четырехразрядный последовательно-параллельный регистр сдвига. Регистр сдвига типа ИР9 содержит два последовательных входа J и К. Если их соединить вместе, то получим простой D-вход. Высокий уровень на входе P/S (переключатель «параллельный режим ввода - последовательный режим ввода») определяет режим параллельного ввода информации с входов D0...D3. Параллельная запись осуществляется асинхронно. Если на входе P/S установлен низкий уровень, то установлен режим последовательного ввода со входов J и К и сдвига информации по фронту (положительному перепаду) синхроимпульсов на входе С. Установка всех триггеров регистра в нулевое состояние осуществляется асинхронно высоким уровнем на входе R. С помощью входа Т/С можно устанавливать на выходах Q0...Q3 прямой код (высокий уровень на входе Т/С) или дополнительный код (низкий уровень на входе Т/С).

6.3 Формирователь стартовых импульсов

Передатчик информации может работать вообще без каких-либо синхронизирующих импульсов, конечно, если нет цели принять, а затем декодировать поступившую информацию. В современных модемах алгоритм синхронизации может быть довольно сложным, но в любом случае длинную посылку делят на части. Отдельные последовательные части могут объединяться в более крупные, которые называют кадрами. Для упрощения декодирования размеры кадров в одной посылке стараются сделать одинаковыми. В состав кадра обязательно должны входить стартовые (для определения начала) и стоповые (для определения конца) импульсы, кроме этого могут добавляться другие служебные импульсы (адрес и имя посылки, контрольные суммы, информация для восстановления данных в случае искажения кода из-за помех), импульсы данных. Из общего размера кадра служебные импульсы могут занимать до 50%.

Сложное кодирование осуществляется программным способом на микроконтроллерах. В данном курсовом проекте ограничимся только стартовыми и стоповыми импульсами. Стартовая комбинация должна выглядеть не проще чем 0101, а стоповая - 0000 0000 0000.

Функция зависит от времени, схема должна выдать синхронизирующий код один раз за цикл в начале посылки на месте нулевой комбинации. Формирователь удобно построить на микросхеме десятичного счетчика с дешифратором на выходе К561ИЕ8.

. (6.7)

Преобразовав (6.7) к базису К561 серии получим функцию (6.8) для построения принципиальной схемы.

. (6.8)

Схема формирования стартовых импульсов, включенная в схему формирования выходного последовательного алфавита, показана на рисунке 5.1.

6.4 Фазовый манипулятор

Фазовая модуляция - наиболее защищённая от помех, которая даёт возможность реализации максимальной скорости передачи. Основным недостатком ФМ является сложный алгоритм приёма, но при наличии процессора на приёмном конце качество декодирования в основном определяется программным обеспечением, что активно используется в современных компьютерных модемах. В условиях повышенных помех нужно предусмотреть более гибкий алгоритм ФМ (изменение несущей частоты (C), переменное отношение несущей к входному алфавиту (D) модулятора C/D и их фазы). В данном курсовом проекте эти вопросы не рассматриваем. Модуляцию заменяем манипуляцией со сдвигом фаз на 1800.

Принципиальная схема фазового манипулятора представлена на рисунке 6.2. Схемную реализацию получаем при помощи булевой функции 6.9:

. (6.9)

Рисунок 6.2 - Схема фазового манипулятора

Делись добром ;)