Й.Янсен Курс цифровой электроники. Том 3. Сложные ИС для устройств передачи данных (1987) (1092083), страница 66
Текст из файла (страница 66)
Чтобы сохранить для шины требуемые управляющие способности, необходим отдельный линейный усилитель. Передатчики должны иметь по возможности выход с тремя состояниями и быть способными выдавать ток 48 мА. Скорость передачи данных при использовании МЭК-шины с длиной кабеля 2 м и системой управления линиями, имеющей открытый коллекторный выход, составляет 250 кбайт(с. При длинах кабелей каждого прибора 0,5 и и системе управления линией с тремя состояниями достижима скорость передачи данных 1 Мбайт/с при полной нагрузке шин данных, квитирования и управления.
4.29. Реализация периодического переключения частот (ГЗК) Как уже было замечено в начале этой главы, телефонные линии не подходят для передачи цифровой информации в том виде, в каком она поступает от устройства обработки данных. Линйи телефонной связи были разработаны для передачи звуковых сигналов, т. е. переменного напряжения.
Это напряжение позволяет реализовать необходимые соединения с помощью трансформаторов. При необходимости усиления сигналов в це- Передача данаьы пи исходят также из того, что поступающая информация достигает сети в виде переменного напряжения. В этом случае можно применять относительно простые схемы усилителей. Кроме того, между различными сетями и участками сетей возможна гальваническая развязка, Если мы хотим передать по телефонным линиям дискретные уровни напряжения, то мы должны использовать принцип несущей частоты, при котором информация каким-либо способом модулирует эту несущую.
На стороне приемника эта информация за счет детектирования может снова отделяться от несущей частоты и преобразовываться в стандартные логические уровни напряжения. Одной из известных в телеграфной технике систем модуляции, которая может быть реализована с помощью ограниченных средств, является система периодического переключения частот РЯК (манипуляция сдвига частоты). Речь идет при этом об одном из видов частотной модуляции.
Метод периодического переключения частот (РЯК), в общем случае обозначаемый как частотная модуляция (РИ), имеет по сравнению, например, с амплитудной модуляцией преимущество в нечувствительности к отклонениям амплитуды, а также к помехам. При использовании метода периодического переключения частот не требуется автоматического регулирования громкости. Преимущество частотной модуляции, заключающееся в нечувствительности к помехам при передаче информации, справедливо и для этого метода.
Эти достоинства делают РБК-метод настолько притягательным, что данный принцип модуляции широко используют при связи систем обработки данных через общественную телефонную сеть. В РЯК-методе знаки «метка> и кпробел», используемые в телеграфной технике, передаются при помощи несущей волны, которая может принимать два значения частоты. Эти частоты в большинстве случаев лежат симметрично относительно средней частоты канала, резервированного для передачи. В принципе возможно расположить обе частоты в узкой полосе пропускания.
Однако узкая полоса пропускания отрицательно влияет на скорость передачи данных, т. е. числа битов, которые могут передаваться за 1 с. Чем уже полоса пропускания, тем ниже скорость передачи. Все это становится яснее, если мы рассмотрим передачу двоичного образа, показанного в верхней части рис. 4.58. Импульсный сигнал состоит из основной волны с более высокими гармониками.
Гармоники высших порядков способствуют тому, что передаваемый сигнал действительно имеет форму импульса. Если полоса пропускания канала слишком узкая, то высшие гармоники не пропускаются Адаианан ила/алмииин ФаРиа иппульси /пспсапсрасапсй/ Скаопсеь пс//аиуи /ИЮ йие/с // / и а й и / а // Г 1 т ! ! Фена инпульса /ев евам/ Паласа ппе/ус/слил даапи //алиса лса//ус- «анин РПРГ// //алиса евпус.
линия /Яп//й Рис. 4.5З. Иллюстрация влияния полосы пропускаиия информационного кана- ла на импульсную форму данных. и через зту очень узкую полосу пропускания проходит лишь основная волна импульсного сигнала. Если увеличить число изменений в двоичной комбинации, так чтобы частота удвоилась или утроилась„ что наблюдается в случае возрастания потока битов, то тогда основная волна такой частоты, передаваемая через эту узкую полосу пропускания, ослабнет настолько, что, если принять во внимание уровень помех, ее считывание становится невозможным. Таким образом, узкая полоса пропускания не допускает быстрого изменения двоичныхразрядов в модулируемой двоичной комбинации. На рис. 4.59 представлена осциллограмма, на которой изображен сигнал периодического переключения частот ГЯК, вырабатываемый системой обработки данных при помощи импульсного сигнала (двоичный сигнал О/1), Мы видим, что выр сокий и низкий уровень импульсного сигнала изображаются посредством двух частот сигналов.
Выработку ГЯК-сигнала и его демодуляцию достаточно просто можно осуществлять с помощью второй интегральной схемы. На рис. 4.60 изображена блок-схема, в которой для передачи и приема информации совместно работают схема кодиро- Передача данных вания периодического переключения частот ГЬК (модулятор)' и схема декодирования переключения частот (демодулятор).
Мы видим, что схема кодирования переводит двоичную информацию в ЮК-сигнал, который передается затем в телефонную сеть через общий трансформатор линии. При приеме сигналов информация через общий трансформатор снимается с линии и направляется в схему декодирова- Рис, 4.59. Осциллограмма сигилля периодического переклгочеяия частот. Пра иамеиеииа ссдержаиия дзоисиого разряда ясна аядао, иаи язмеяяется иесуяГая ча- стота. ния, которая преобразует ГЬК-снгнал в последовательную двоичную комбинацию. Передатчик сигналов с периодическим переключением частот в принципе может состоять из генератора, управляемого напряжением (Ъ'СО), о котором говорилось ранее в данном справочнике, Однако при периодическом переключении частот предпочтение отдается применению генератора, упранляемого током (ССО), из-за большей стабильности частоты при колебаниях температуры, Другим требованием, которое предъявляется к ГЬК-сигналам, является постоянная величина сигнала при переходе частоты от метки к пробелу и наоборот.
Это необходимо, чтобы избежать возникновения переходных процессов в телефонной сети, а также чтобы схему считывания можно было выполнить более просто. Хорошо также, если частота может быстро изменяться, например в течение полупериода несущей волны. Искажения сигнала должны быть менее 1тр. Таким образом, сигнал, направляемый в линию, должен иметь синусоидальную форму. На рис. 4.61 представлена блок-схема модулятора сигналов периодического переключения частот ГБК с генератором, управ- Глава 4 лвлоинол гпг ВпалВВВоаелга Вагапа ' П.З Рис. 4,60. Влек.схема модема Вал -гиггаа4 Вавллг лагг агм Рис. 4.6Д Блок-схема передатчика снтналон с периодическим переключением частот 175К-передатчика).
ляемым током (ССО). Переключатели тока переводят уровни двоичных сигналов в токовые сигналы для управления генератором (ССО), Импульсный выходной сигнал этого управляемого генератора тока направляется в веитильный фильтр, подавляющий высокие гармоники сигнала, В результате возникает синусоидальный сигнал„искажения которого меньше (ой. Демодуляция ЕБК-сигнала осуществляется при помощи детектора с регулируемой полосой пропускания (Р) 1.), как вто в настоящее время типично для воспроизведения при ча- Передача даааьи стотной модуляции. Принцип воспроизведения сигналов периодического переключения частот ясен из рис.
4.62. Детектор состоит нз схемы сравнения фаз, вентнльного фильтра и генератора, управляемого напряжением (ЧСО). В этом детекторе поступающий частотно-модулированный сигнал, или РБК-сигнал, сравнивается с сигналом, вырабатываемым генераторам, управляемым напряжением (УСО). Различие яы .ооаенмоо т — — — — — -- — —,— --- — — — — - —.— —— ! юбюп~нон аооомо . нзнконоооо. ~ мооооооом донном но Ран оол ааоо нолоойо- оеаеепоно оаомоо . оо о оооомной 1 оооо 1 Ъ Чоппь ююче~ого ОлоонюоРа Рис, 4.62. Блок-схема приемника сигиалоа с периодическим переключеиием частот (РЯК-приемника).
частот между обоими сигналами ведет к появлению регулируемого напряжения на выходе фазового детектора, которое через вентильный фильтр направляется на регулировочный вход управляемого генератора (УСО). С помощью этого напряжения обеспечивается дополнительное регулирование генератора, так что разница фаз между входным сигналам и сигналом„ вырабатываемым управляемым генератором напряжения, становится почти равной нулю. В представленной схеме генератор, управляемый напряжением, должен следовать входному сигналу по частоте, во всяком случае в пределах половины диапазона детектора. Как мы видим, изменение частоты входного сигнала приводит к изменению сигнала регулировки, который является точной копией сигнала, посредством которого несущая волна была промодулирована согласна гМ- или РБК-методу. Этот сигнал регулировки усиливается„ и иа выходе детектора с регулируемой полосой пропускания (Р1Л.) при частоте метки выдается 1, а при частоте пробела в О.
Глава 4 Мы уже упомянулн о половине диапазона детектора с ре. гулируемой полосой пропускания (Р(.(.). Вполне понятно, что управляемый генератор не в состоянии следовать частоте сигналов, далеко удаленных от центральной частоты, на которую он настроен. Тот диапазон, в котором обеспечивается управление частотой генератора, обозначают как диапазон детектора с регулируемой полосой пропускапия (Р(Л.). Вне этого диапазона детектора регулнровочное напряжение падаетдо нуля и ие Пгппггпд сварвл Ж6 ггплсв п еаргогяглле р лудпплвпггв гасо!амог :гг Ряс. 4.6З. Фазовый детектор с генератором, управляемым напряягеввем. Рььдетентар навет сеянный днапааон пропуснаннн, внутре носорога управляемый гене.
ратар отсяемнвает вводной снгнаа. Вне втога дяапаасна сигнал регуанровнн падает да нуля. зависит больше от частоты поступающего сигнала, как показано на рис. 4.63. Наличие фильтра объясняется тем обстоятельством, что в принципе при демодуляции возникают сумма и разность обоих входных напряжений. Суммарная частота равна двухкратной входной частоте, а разница частот равна пулю. Разность представляет собой незначительный сдвиг фаз, который дает постоянный компонент напряжения и который мы используем для дополнительного регулирования генератора, управляемого напряженнем (ЧСО).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
