Лабораторные работы по курсу Основы телекоммуникационных сетей и систем - файл n1.doc

Лабораторные работы по курсу Основы телекоммуникационных сетей и систем
скачать (3998.2 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc10622kb.23.03.2008 17:55скачать

n1.doc

  1   2   3   4
МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН
ТАШКЕНТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АБУ РАЙХАНА БЕРУНИ
ФАКУЛЬТЕТ «ЭЛЕКТРОНИКА И АВТОМАТИКА»

КАФЕДРА «АВТОМАТИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ»




МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

по курсу: «Основы телекоммуникационной сети и системы» для студентов по специальности 5521800 - «Автоматизация и управление»
Ташкент-2007г.

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН
ТАШКЕНТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АБУ РАЙХАНА БЕРУНИ
ФАКУЛЬТЕТ «ЭЛЕКТРОНИКА И АВТОМАТИКА»

КАФЕДРА «АВТОМАТИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ»


МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ


по курсу: «Основы телекоммуникационной сети и системы» для студентов по специальности 5521800 - «Автоматизация и управление»


Ташкент-2007г.

Составитель: Улжаев Э.

УДК:
Основы телекоммуникационной сети и системы: Методические указания к выполнению лабораторных работ / Ташкентский государственный технический университет им. Абу Райхана Беруни: Составитель: Э. Улжаев, Ташкент, 2007, 65 стр.

В методическом указании приведены основные понятия, краткое содержание и порядок выполнения лабораторных работ по курсу «Основы телекоммуникационной сети и системы» В работе приведены теоретические схемные и программные принципы формирования помехозашищенных кодов, принципы работы отдельных принципиальных схем телекоммуникационных систем на базе аналоговых и дискретных элементов.

Методические указания предназначены для студентов по специализации 5521800-«Автоматизация и управления» а также для студентов других специальностей, изучающих эту дисциплину.


Кафедра «Автоматизация и управление»

Печатается по решению научно-методического совета ТГТУ им. Абу Райхана Беруни

Рецензент: доц. Э.Б.Махмудов

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ И ОФОРМЛЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ.
В настоящей работе представлены методические указания к лабораторным работам по курсу “Основы телекоммуникационных сетей и систем”, выполняемых студентами специальности “АУ “.

Лабораторные работы охватывают широкий круг вопросов в соответствии с программой курса. Приступая к выполнению лабораторной работы, студент должен предварительно изучить соответствующие разделы курса по рекомендованной литературе, конспекту и приведенным ниже кратким теоретическим сведениям. Перед началом выполнения каждой работы преподаватель проверяет подготовленность студентов к занятию, пониманию ими цели и содержания выполняемой работы.

Приступить к выполнению экспериментальной части лабораторной работы можно после опроса всех членов подгруппы только с разрешения преподавателя.

Выполнив все пункты задания по лабораторной работе, необходимо показать преподавателю результаты эксперимента в графическом виде. Следует обратить внимание на точность и аккуратность оформления отчета по лабораторной работе. Отчеты по всем лабораторным работам выполняются каждым членом группы индивидуально.

Отчет должен содержать: структурные и принципиальные схемы устройства (системы); расчеты; полученные осциллограммы; графические и описательные характеристики с указанием размеров и масштабов; таблицы полученных опытным путем данных; временные диаграммы работы исследованных лабораторных работ.

При подготовке отчета к защите следует использовать рекомендованную литературу и конспект, настоящие методические указания.

Студенты, успешно защитившие отчеты по лабораторным работам в течение семестра, по мере их выполнения, получают зачет без дополнительного собеседования с преподавателем.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
ИЗУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ СХЕМЫ ОБРАЗОВАНИЯ ИНВЕРСНОГО КОДА
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

  1. Ознакомление с правилом образования инверсного кода.

  2. Изучение и исследование схемы образования и передачи инверсного кода.

  3. Снятие инверсных кодов:

а) в автоматическом режиме;

б) ручным способом.


  1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Кодирование – это преобразование сообщения в дискретный сигнал в виде кодовых комбинаций. Обратный процесс (декодирование) должен однозначно восстановить передаваемое сообщение.

Помехозащищенными или корректирующими кодами называются коды, позволяющие обнаружить или исправить и обнаружить ошибки в кодовых комбинациях. Отсюда эти коды делятся на две большие группы: коды с обнаружением ошибки и коды с обнаружением и исправлением ошибок.

Любой n-элементный код можно представить с помощью n-мерного куба (рис.1). Каждая вершина отображает кодовую комбинацию, а длинна ребра соответствует одной единице.

Расстояние между вершинами измеряется минимальным количеством ребер, находящихся между ними, обозначается буквой d и называется кодовым расстоянием.


Рис.1. Метод иллюстрации помехозащищенных кодов.
Кодовое расстояние – это минимальное число элементов, в которых одна кодовая комбинация отличается от другой.

Корректирующая способность кода тесно связана с кодовым расстоянием:

а) при d = 1 ошибки не обнаруживаются;

б) при d = 2 обнаруживаются одиночные ошибки;

в) при d = 3 исправляются одиночные ошибки или обнаруживаются двойные.

В общем случае d = r + S + 1; ( r- число обнаруживаемых ошибок; S – число исправляемых ошибок) при r ? S

К кодам с обнаружением ошибок относятся: код с проверкой на четность, распределительный код, код с удвоением элементов, инверсных код.

Рассмотрим образование инверсного кода. В этом коде для увеличения помехоустойчивости к исходной n-разрядной комбинации по определенному правилу добавляется еще n-разрядов. В линию посылается удвоенное число символов.

Правило образования кода следующее: если в исходной комбинации четное число единиц, то добавляемая комбинация повторяет исходную, если нечетное, то в добавляемых разрядах все “0” превращаются в “1”, а “1” в “0”. Пример составления комбинации инверсного кода из комбинации обычного семиразрядного двоичного кода представлены в таблице.


К

m

инв. код n = k + m

1110001

1111101

1111111

1111100

1110001

1111101

0000000

0000011

11100011110001

11111011111101

11111110000000

11111000000011


Прием инверсного кода осуществляется в два этапа. На первом этапе суммируются единицы в первой основной группе символов К . Если в принятое число информационных символов (К) число “1” четное, то контрольные символы (m) принимаются без изменения, если нечетное, то символы m инвертируются. После этого на втором этапе контрольные символы m сравниваются с символами К, и при наличии хотя бы одного несовпадения вся переданная комбинация n = K + m элементов бракуется. Это поэлементное сравнение эквивалентно сложению по модулю 2. При отсутствии ошибок в обеих группах символов их сумма будет равна 0.

Пусть была передана первая комбинация из таблицы. Ниже показана суммирование в трех случаях приема переданной комбинации:

1) 1110001 2) 1110001 3) 1110001

+ + +

1110001 0001110 1111001

0000000 1111110 0001000

В первом случае искажений нет и число единиц в символах К четное, поэтому производится суммирование по модулю 2 с неинвертируемыми символами m, что в результате дает нулевую сумму. Во втором случае из-за того, что число единиц в символах К оказалось нечетным, символы m были инвертированы. В третьем случае искажение в 4-ом разряде группы m. Таким образом, из трех вариантов, лишь первый был без искажений.

  1. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ СХЕМЫ

Принципиальная схема образования инверсного кода показана на рис.2.


Рис.2. Принципиальная схема образования инверсного кода

Схема, выполненная на триггерах Tr5 и Tr6, а также сборках И25, образует дешифратор кода.

Когда на И2 поступают три единицы, то с выхода шифратора снимается комбинация 0001. Когда три единицы поступят на И3, то снимается комбинация 0010 и т.д. Триггеры Tr5 и Tr6 образуют счетчик дешифратора, аналогичный счетчику циклов. При подаче первого импульса СИ (синхро-импульс) на счетчик С4Ц на выходах триггеров Tr3 и Tr4 возникает нулевой потенциал. При этом на инверсных выходах триггеров Tr5 и Tr6 записана 1. Выходы счетчика СчД подсоединены на выходы схемы И2, И5 таким образом, чтобы подать на два входа схемы И2 две единицы “11”, а на схемы И3-10, И4-01 и И5-00. Поэтому, когда с ячейки распределителя будет подан импульс “1” на другой вход схемы И2 на ее выходе появится 1, которая поступает непосредственно на выход через схему ИЛИ2 и на шифратор инверсного кода (ШИ). Это будет означать, что выбран КП. На следующем этапе работы распределителя импульс с ячейки 11, поступив на один из выходов схемы И3 не создает на ее выходе сигнал, т.к. на ее другие входы поданы 1 с триггера Tr6 и 0 с триггера Tr5 . Импульс со схемы И3 будет снят лишь через 4 цикла, когда переключившийся триггер Tr4 переключит триггер Tr5 , отчего на схеме И3 возникнут потенциалы, эквивалентные “11”, а на схемах И2 -10, И4 -00 , И5 -01. Поэтому, когда поступает импульс с 12-ой ячейки распределителя, со схемы И3 будет снята “1”. На рис.3 приведены временные диаграммы работы узлов устройства.



Рис.3. Временные диаграммы работы узлов устройства
Т.к. со схем И2 – И5 снимается всего лишь одна 1, (слово состоит их одной 1 и трех 0), то на контрольные символы У-УШ в инверсном коде должны инвертироваться. Если, например, выбирается КП2 то импульс с И3 переключает триггер Tr3 , и он находится в положении, отличном от триггеров Tr8 Tr9 Tr10, т.е. со схем И25 поступает комбинация 0010 (информационные К символы). Эта комбинация поступает одновременно на триггеры Tr7 – Tr10 и через сборку ИЛИ2 на выход.

При работе по вызову замыкается сначала один из ключей, а затем нажимается соответствующая кнопка. Например, если на сборку И6 подаются две “1”, тогда как на сборки И79 по одной “1”. Поэтому, когда с ячейки 1 распределителя поступит на схему И импульс, то на ее выходе появится сигнал, который поступит на триггер Tr10 и переключит его.

Счетчик циклов состоит из триггеров Tr4 и Tr3 (рис.2). Счетчик дешифраторов состоит из триггеров Tr5 и Tr6.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

  1. В исходном состоянии все ключи на схеме находятся в положении “выключено”.

  2. Подключить лабораторный стенд к источнику питания ±5В. Подключить вход осциллографа к выходу схемы.

  3. Снять инверсный код в автоматическом режиме. Для этого замкнуть кнопку “ЦО” и снять с выхода схемы комбинацию циклических кодов КП1, КП2, КП3 и КП4. (рис.4).

  4. Снять комбинации инверсных кодов ручным способом.

  5. Все полученные осциллограммы зарисовать.

  6. Разомкнуть ключи. Отключить стенд от источника питания.



СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

  1. Принципиальная схема образования инверсного кода.

  2. Временные диаграммы (осциллограммы) работы узлов при выборе КП1, КП2, КП3 и КП4.



КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

  1. Перечислите типы и образования инверсного кода.

  2. По схеме рассказать правило образования инверсного кода.

  3. Как осуществляется выбор адреса и режима КП?

  4. Как организуется передача контрольных символов?



Л и т е р а т у р а:

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


ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
ИЗУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕШИФРАТОРА ДВОИЧНОГО КОДА НА МИКРОСХЕМАХ


ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

  1. Ознакомление с понятием системы счисления и способами перевода чисел из двоичной системы в десятичную.

  2. Изучение принципа действия и исследования работы дешифратора ТТ логики в интервальном исполнении типа К155ИД1.


ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Системой счисления называется метод изображения любых чисел с помощью ограниченного количества цифр.

В десятичной системе счисления для записи любого числа необходимо некоторое ограниченное количество цифр 0, 1, 2,…,9. Число 10 изображается здесь уже совокупностью двух цифр и является основанием системы счисления. В общем виде основанием системы счисления называют количество цифр, используемых для изображения любых чисел.

Десятичная система относится к классу т.н. позиционных систем счисления. В них значение цифры определяется позицией, которую она занимает по отношению к занятой. Так в числе 100,01 используются только две цифры 1 и 0, но единица, стоящая слева от запятой, определяет количество сотен в числе, а единица справа от запятой – количество сотых долей.

В десятичной системе каждая единица старшего разряда равна десяти единицам младшего разряда. Или, другими словами, позиции отдельных разрядов представляют собой ряд членов геометрической прогрессии со знаменателем десять. На основании этого, например, число 92,036 в развернутом виде выглядит следующим образом:

92,036 = 9 * 101 + 2 * 100 + 0 * 10-1 + 3 * 10-2 + 6 * 10-3.

Если обозначить цифры от 0 до 9 через ai, количество разрядов через n, а количество в его целой части – через m, то любое число можно записать в виде:

X = ±( a1 * 10m-1 + a2 * 10m-2 +…+ am-1 * 101 + am * 100 +…+ an * 10m-n) (1)
Кроме десятичной, возможны другие позиционные системы счисления с основанием в виде целого числа р. По аналогии с (1) запишем:

Xp = ±( B1 * pm-1 + B 2 * pm-2 +…+ B m-1 * p1 + B m * p0 +…+ B n * pm-n) (2)
Где Вi – есть не что иное как цифры 1,…,р-1.

Так, в пятиричной системе (Р=5) используются только пять цифр: 0,1,2,3,4.
Перевод целых чисел. Предположим, что необходимо перевести целое число из системы с основанием р в систему с основанием q.

Для этого исходное число и каждое полученное частное от деления последовательно делят на основание новой системы до тех пор, пока очередное частное не станет меньше делителя. Это и есть цифра старшего разряда. Остаток от деления исходного числа – цифра младшего разряда, остатки от деления частных – соответственно цифры промежуточных разрядов.
Например, требуется перевести число 37 из десятичной системы в двоичную (р = 10, q = 2).

Окончательно получим 3710 = 1001012

Если же основание новой системы больше основания старой, перевод делают так. Основание новой системы счисления представляют в старой системе, например 1010 = 10102 . После этого производят деление так же, как в предыдущем случае, но остатки от деления будут представлять цифры в новой системе счисления выражения, как и основание в старой системе. Эти цифры переводятся легко в новую систему.

Например, нужно число 101100111 2 из двоичной системы счисления перевести в десятичную (р = 2, q = 10):


После дополнительного перевода полученных цифр из двоичной системы в десятичную ( 112 = 310, 1012 = 510, 10012 = 910 ), получим окончательный результат:

1011001112 = 35910 .
Перевод правильных дробей производится следующим образом. Исходную дробь умножают на основание новой системы счисления, у получившегося от умножения произведения выделяем целую часть – это будет первая после запятой цифра дроби в новой системе, дробную часть этого произведения вновь умножаем на основание новой системы и вновь выделяем целую часть – получим вторую цифру после запятой и т.д., до тех пор, пока не получим необходимое количество разрядов дроби в новой системе счисления.

Например, необходимо перевести число 0,375 из десятичной системы в двоичную :


Следовательно, число 0,37510 = 0,0112

Перевод произвольных чисел, имеющих целую и дробную части, производится в два этапа. Вначале переводят целую часть, а затем дробную, и результаты записывают вместе.
Принцип работы установки.

  1. Работа микросхемы К155ИД1 (рис.1).



Рис.1. Логическая структура 4-х разрядного двоично-десятичного дешифратора К155ИД1
микросхема представляет собой декадный дешифратор с выходом на высоковольтный индикатор.

Транзисторные ключи на выходе VT1чVT10 выполняют 2 функции:

а) согласуют низкое выходное напряжение логической структуры (около 5В) со входами индикатора ИН-14, напряжение на которых при запертом состоянии ключа достигает 50-60В. Этой же цели служат диоды VД1чVД10, ограничивающие до допустимого предела коллекторное напряжение транзисторов VT1чVT10;

б) выполняют функции ключа 2И – “открываются” только при наличии “1” на базе и “0” на эмиттере.

Примечание: дешифратор К155ИД1 рассчитан на дешифрацию двоично-десятичного кода от счетчиков и регистров в интегральном исполнении К155ИЕ4, К155ИЕ7, у которых структура предусматривает счет только до десяти. С приходом 10-го импульса на специальном выходе этих микросхем появляется сигнал переноса в следующий разряд. Поэтому дешифрируются состояния только до 9 в двоичном коде ( до 10012) при наборе состояний входов 10102 дальше дешифрация не происходит – открываются сразу несколько выходных транзисторов.

  1. Работа установки (рис.2).



Рис.2. Принципиальная схема стенда
Для работы логической структуры на выход 5 микросхемы подается питание +5 ±0,25В. Для получения этого напряжения служит стабилизатор на транзисторе V6. Напряжение со вторичной обмотки Т1 ( около 10В ) поступает на мостовую схему выпрямителя на диодах V1 – V4, далее выпрямленное напряжение поступает на коллектор V6 и одновременно на цепь R1 и стабилизатор V5. Эта цепь является простейшим параметрическим стабилизатором. Она обеспечивает стабильное напряжение на стабилитроне V5 (КС147А), около 4,7В. Известно, что проводимость перехода коллектор-эмиттер транзистора V6 будет зависеть от разности потенциалов между базой и эмиттером этого транзистора. На базу V6 стабильный потенциал с V5 а эмиттер этого транзистора соединен с нагрузкой. Таким образом, здесь сравниваются и на стабилитроне V5 и на нагрузке – микросхеме Д1. Если напряжения разные, в их цепи появляется управляющий ток, вызывающий компенсацию расхождения.

В установке применен еще один источник – первичная обмотка трансформатора Т1, диод V7 и сопротивление R2. При питании электролюминисенционоого индикатора пульсирующим напряжением, срок его службы увеличивается, а количество индикации по сравнению с питанием стабилизированным напряжением не ухудшается. Резистор R2 предназначен для ограничения тока в цепи транзисторов VT1 – VT10 на уровне 2-3мА. При больших токах транзисторы из-за перегрева выйдут из строя.

Индикатор ИН14 – токовый прибор – он зажигается, если в цепи анод-катод течет ток величиной не менее 2мА. Изменением тока в пределах 2-4мА можно менять яркость свечения. При токах меньших 2мА, индикатор гаснет. Током в цепи катодов индикатора управляют транзисторы VT1 – VT10 микросхемы.

Ключи S 1-4 управляют входами микросхемы. Замыкание ключа эквивалентно подачи “0” на соответствующих вход. Размыкание ключа эквивалентно подаче “1” на вход.
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 = Кп

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 = an2n+ an-12n-1+…+ a121+a020,

где показатели степени от п до 0 означают номер разряда. Коэффициенты an an-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 an an-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 = 2п = 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.
  1   2   3   4


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации