ЛЕКЦИИ по УФиГС, страница 5

Рис. 39.

Таким образом, на выходе АИМ модулятора, формируется последовательность импульсов с длительностью τ_Д, периодом Т_Д, и амплитудой U_”1” равной уровню “1” ИМС ДД2, которая подается на вход “1” компаратора ДД4. На другой вход ДД4 – “0” подается напряжение управляющей команды U_y(t). Компаратор ДД4 содержит N арифметических логических устройств (АЛУ), вычисляющих разность уровней напряжений, поступающих на его входы. Каждый АЛУ имеет два входа и один “нулевой” выход. На один из входов АЛУ – “0” подается Uy(t), на другой - “1” – напряжение A_i (i=1,2,3... N) с одного из выходов N-элементного делителя напряжения на сопротивлениях R₁, R₂…R_N, подключенного ко входу “1” ДД4. При равенстве напряжений на входах i-того АЛУ |U_y – A_i| = 0 на его i-том “нулевом” выходе появляется сигнал “1”. Таким образом в течение каждого импульса дискретизации τд на одном из выходов компаратора – ДД4 появляется напряжение уровня «1». Выходы компаратора – ДД4 соединены с адресными входами A_mi горизонтальных строк ПЗУ – ДД5, в каждой из которых записан цифровой код i-того уровня квантования A_i. Каждая i-тая горизонтальная строка, содержит N элементарных ячеек памяти (ЯП), в которых записаны «1» и «0» цифрового кода, кодирующего уровня A_i. Единицы и нули, записанные в каждой ячейке i-той горизонтальной строки воспроизводятся на информационном выходе этой ячейки И_2i (i=1,2, … N) при одновременном появлении импульса “1” на адресных входах этой ячейки Am_i, An_i. Адресные входы горизонтальных строк Ami соединены с i-ыми выходами компаратора ДД4; адресные входы вертикальных строк An_i – c выходами счетчика импульсов СИ ДД3, информационные выходы ПЗУ ДД5 – с информационными входами мультиплексора МПЛ ДД6. Мультиплексор, представляет собой управляемый многопозиционный переключатель, выход которого подключается последовательно к одному из его входов при поступлении импульса “1” на управляющий вход. Таким образом, в течение одного ИД – τ_д импульс “1” появляется на адресном входе Am_i какой – либо i-той горизонтальной строки и затем последовательно, через период ТИ – Tт, на адресных входах An_i отдельных ячеек этой строки, как показано на рис. 36, информационных выходах этих ячеек И_2i , входах МПЛ ДД6, и на выходе АЦП. При этом на выходе АЦП последовательно воспроизводится “единицы” и “нули” ЦИС, кодирующего уровень Ai, записанного в i-той горизонтальной строке ПЗУ- ДД5 и соответствующего уровню передаваемой команды U_y. Каждый N-ый тактовый импульс подается с N-ого выхода счетчика импульсов ДД5 на его вход установки нуля R0, обнуляя счетчик, и через период Tт появляется следующий импульс дискретизации, и процесс повторяется в течение следующего импульса дискретизации. Для рассмотренной схемы N=8, и следовательно ПЗУ содержит 8 горизонтальных строк и 8 ячеек памяти в каждой строке и имеет объем памяти 64 бит, что позволяет использовать ее для кодирования 8-ми разрядным цифровым кодом аналоговый сигнал с шириной спектра Fm при настройке ИМС ГИ на Т_Т ≈ 5*10^-2 Fm^-1 , τ_д = 8 Т_Т, путём выбора номиналов сопротивлений и конденсаторов, подключаемых к выводам этой ИМС.

Формирование телеграфных ИС

Обобщенная функциональная схема формирователя показана на рис 40. Передаваемое письменное сообщение – текст преобразуется в ТЛГ-сигнал датчиком информации (ДИ), который представляет собой механический или электронный ключ, управляемый оператором, или телеграфный аппарат. ТЛГ-сигнал, сформированный на выходе ДИ в виде последовательности видеоимпульсов различной длительности, после усиления в импульсном усилителе (ИУ) подается на выход кодера.

Рис. 40. Обобщенная функциональная схема формирователя ТЛГ – сигнала.

Кодирование заключается в том, что вся последовательность видеоимпульсов, образующая ТЛГ сигнал, разделяется на равные интервалы длительностью 8τ, как показано на рис. 41 для сигнала “SOS”, где τ соответствует длительности наиболее короткого видеоимпульса ТЛГ – сигнала – длительности точки. При этом каждый такой интервал 0, 1, 2, 3 представляет собой 8 – битное информационное слово двоичной алгоритмической азбуки или 8–ми разрядный цифровой код ЦИС с длительностью символьного импульса, равной τ.

Рис. 41. Кодирование «SOS» сигнала.

Функциональная схема кодера показана на рис. 42.

Рис. 42 Функциональная схема кодера передатчика “SOS” сигнала

Каждое информационное слово построчно записывается в ПЗУ, а затем после заполнения всего объема памяти считывается из него, таким образом, что цикл “запись – считывание ” периодически повторяется. В момент включения напряжения питания импульс «1» подается на выводы установки нуля «R0» всех ИМС и вывод «разрешения записи – «R3» ПЗУ. В процессе записи каждый Nый ТИ увеличивает номер строки, соединяемой с информационными выводами ПЗУ, на единицу (за счет соединения N-ого выходного счетчика ДД3 с адресными входами соответствующей строки) и “обнуляет” ИМС счетчика ДД3 и МПЛ ДД6 (за счет соединения N – ого выхода счетчика ДД3 с выводами установки нуля R0 этих схем). В момент окончания записи, после заполнения последней N – ой строки, импульс “1” с N-го выхода счетчика ДД3 переводит ПЗУ в режим считывания информации. При этом на информационные выводы ПЗУ “И_вых” подаются сигналы с информационных выходов ячеек памяти i-той строки, номер которой i увеличивается на единицу с каждым N-ым ТИ аналогично процессу записи. В момент окончания считывания последней N-ой строки импульс “1” с N-го выхода счетчика ДД3 “обнуляет ” его и переводит ПЗУ в режим записи информации (начальное состояние). При этом на выходе кодера последовательно с интервалом 8τ воспроизводятся отдельные слова записанного ЦИС. Схема кодера значительно упрощается при заранее заданной структуре ТЛГ сигнала, который предварительно записывается в ПЗУ и периодически считывается из него при включении напряжения питания, что позволяет использовать ПЗУ только в режиме считывания, исключив процесс записи из цикла работы. Рассмотрим в качестве примера процесс формирования сигнала бедствия “SOS”, в схеме кодера передатчика службы спасения, принципиальная схема которого показана на рис. 43.

Рис. 43 Принципиальная схема кодера передатчика службы спасения.

Кодер формирует информационный сигнал U_F(t), представляющий собой последовательность видеоимпульсов, кодирующую структуру сигнала “SOS” азбуки Морзе ЦИС-ом.

Каждое слово построчно записывается в отдельную строку ПЗУ, которой присваивается свой десятичный номер и соответствующий ему двоичный код, как показано в таблице. Принципиальная схема кодера, рис. 43, выполнена на 5-ти ИМС:

ДД1 – генератор тактовых импульсов – ГТИ,

ДД2, ДД3 – счетчик импульсов

ДД4 – программируемое постоянно запоминающее устройство(ПЗУ)

ДД5 – мультиплексор – МПЛ

Тактовые импульсы (ТИ) с выхода ГТИ (ДД1) поступают на вход восьмиразрядного счетчика импульсов на двух ИМС (ДД2, ДД3), соединенных последовательно. Выходы счетчика Q₁,Q₂,Q₃ ДД2 соединены с адресными входами МПЛ ДД5 “М5”(А_1, А₂, А₃), а выходы ДД2: Q -4 и ДД3 Q₁,Q₂,Q₃,Q₄ – с адресными входами ПЗУ (ДД4) “ROM” – А₀, А₁, А₂, А₃, А₄.

Временные диаграммы сигналов на выводах ИМС приведены на рис. 44.

Рис.44

Как видно из диаграммы, в течение каждого тактового интервала 0,1,2,3 (кодирующего слова) сигналы на адресных входах ПЗУ (А₀ – А₄) остаются неизменными. При этом адресный код строки воспроизводится последовательностью сигналов на адресных входах ПЗУ (А₀ – А₄) таким образом, что старшему разряду кода соответствует сигнал А₄, младшему - А₀. При этом, как следует из рисунка, в течение “0” – го интервала воспроизводится код “0” – ой строки: 00000, в течение 1-ого – код 1-ой строки: 00001, в течение 2-ого – код 2-ой строки: 00010, в течение 3-его – код 3-ей строки: 00011. Схема ПЗУ, при появлении определенного кода на ее адресных входах на одном из ее информационных выходов Q₀ – Q₇ воспроизводится определенная строка, соответствующая этому коду, на время длительности интервала 8τ. Так как код изменяется в начале каждого интервала и сохраняется неизменным в течение его длительности, то на выходах ПЗУ Q₀ – Q₇ последовательно воспроизводится информация, записанная в 4-х строках 0 – 3. Мультиплексор последовательно, в соответствии с сигналами “1” , подаваемыми на его адресный вход А₁ с выхода Q₁ (ДД2), подключает к своему выходу (выводу “6”) ячейки “0”-ой строки. Таким образом в течение первых восьми ТИ на выходе кодера воспроизводится информация, записанная в 0”-ой строке ПЗУ (первое 8-битное кодирующее слово, или первые 8 позиций “SOS”-сигнала). По окончанию восьмого ТИ на выходе кодера появляется следующее 8-битное кодирующее слово, т.е. следующие 8 позиций “SOS”-сигнала. Далее процесс повторяется по окончании каждого следующего восьмого ТИ в моменты t₈, t₁₆, t₂₄, t₃₂. Таким образом, на выходе кодера воспроизводятся все 32 позиции “SOS”-сигнала. В момент появления 32-ого ТИ единица “1” с выхода Q₃ (вывод 8) ДД3, соединенного со входами “RO” ДД2, ДД3, обнуляет счетчики и в момент t₃₂ на входах и выходах счетчика устанавливаются сигналы, соответствующие начальному моменту t₀ и цикл повторяется. Цепочка R₂C₂ служит для обнуления счетчика в момент t₀ подачи напряжения питания.

Лекция № 9