2. Основные теоретические положения

Назначением устройств ТУ [2] является передача команд с диспетчерского пункта (ДП) к объектам, расположенным на контролируемом пункте (КП) через канал связи (КС). В ТУ промышленными объектами во многих случаях передаются простейшие двухпозиционные дискретные команды типа «включить», «выключить».

Из экономических соображений нецелесообразно занимать дорогостоящий КС для передачи только одного сигнала. Поэтому команды ТУ для многих двухпозиционных объектов передают через общий КС.

Скорость передачи в цифровых устройствах может изменяться в широких пределах путем переключения тактовой частоты и ограничивается главным образом полосой пропускания КС. Цифровые устройства телемеханики могут работать по телеграфному или телефонному каналам со скоростью от 50 до 3000 Бод и более. Для одного комплекта устройств телемеханики отдельные сообщения ТУ, телесигнализации (ТС) и телеизмерений (ТИ) состоят из одинакового числа импульсов с целью упрощения их защиты от помех и упрощения приёмных устройств.

Все элементы сигналов приведены к двум значениям (0 и 1), т.е. применяются двухпозиционные коды. Обмен информацией осуществляется в большинстве случаев передачей сообщений, состоящих из командных, информационных и ответных слов.

Для передачи слов с битовой организацией широко применяются коды без возвращения к нулю и без возвращения к нулю с инверсией, а также код Манчестер II.

Код без возвращения к нулю (рис. 8.1) отображает последовательность двоичных битов последовательностью уровней напряжения, постоянных на интервале передаваемого двоичного разряда.

В коде без возвращения к нулю с инверсией лог. «1» передается отсутствием изменения уровня предшествующего бита, а лог. «0»  инверсией этого уровня. Таким образом, биты «1» и «0» в этом коде могут быть представлены в одной последовательности как низкими, так и высокими уровнями напряжения, причем длинная последовательность «1» образует постоянный уровень, а длинная последовательность «0»  биномерный периодический сигнал.

Код Манчестер II (рис. 8.2) отображает каждый бит двоичной последовательности изменением уровня. Если низкий уровень сменяется высоким, то передается лог. «0», если высокий уровень сменяется низким – лог. «1». Переходы имеют место в середине временного интервала, отведенного каждому двоичному биту. Код Манчестер II легко получается из кода без возвращения к нулю, если последний подать на один вход схемы логической равнозначности, а на второй вход – синхросигнал в виде меандра с периодом, равным периоду кода без возвращения к нулю, и синфазный с ним.

Код Манчестер II, в частности, применяется в интерфейсе стандарта М-I-1553, используемом при создании бортовых локальных сетей самолетов. Он обладает большой помехозащищенностью, поскольку, во-первых, занимает полосу частот от половины до полного значения тактовой частоты; во-вторых, применение кода Манчестер II дает возможность обнаружения ошибки в каждом передаваемом разряде, т.к. информационный переход имеет место в середине интервала, соответствующего одному биту. Поскольку присутствие высокого или низкого уровня в течение всего интервала бита недопустимо, появление таких ситуаций может свидетельствовать о наличии ошибок. Неверное декодирование «0» («1») при передаче «1» («0») в коде Манчестер II может произойти только тогда, когда из-за помехи инверсия логических уровней будет иметь место в каждой половине интервала одного бита. Однако вероятность одновременной инверсии фазы в пределах одного бита не велика.

Применение кода Манчестер II позволяет уменьшить стоимость линии связи (ЛС) за счет исключения в интерфейсе провода для передачи тактовых импульсов, поскольку информационная последовательность кода Манчестер II содержит в себе как тактовые, так и информационные сигналы.