Приемник дискретной информации микропроцессорной системы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"Норильский индустриальный институт"

Кафедра ЭиАТПиП

Курсовая работа

по дисциплине: "Коммуникации в автоматизации"

"Приемник дискретной информации микропроцессорной системы"

Выполнил: Арламов А.С.

Проверил: Маловичко Ю.В.

Норильск 2010

Исходные данные для проектирования (научного исследования)

Количество контролируемых пунктов (КП)	b = 2
Количество объектов на КП	N = 15+5
Число позиций объекта	= 2
Вероятность ошибки символа	Рош = 10-3
Вероятность потери сообщения	Рпот = 10-6
Вероятность трансформации сообщения	Ртр = 10-7
Модуляция	АМ
Допустимое время обслуживания сообщения	tдоп = 60 мс

Содержание

Введение

1. Теоретическая часть

1.1 Сведения о технологиях xDSL

1.2 Технология ADSL

1.3 Принципы работы ADSL

2. Разработка приемника дискретной информации

2.1 Структурная схема приемника дискретной информации

2.2 Функциональная схема устройства приемника дискретной информации

2.3 Функциональная схема УПС приемника при АМ

2.4 Функциональная схема селектора синхросигнала

2.5 Функциональная схема синхронизации

2.6 Функциональная схема декодера по Хэммингу

2.7 Общая схема устройства

Заключение

Список литературы

Введение

В данной курсовой работе производится эскизное проектирование устройства приема дискретной информации в микропроцессорной системе. Данные передаются по телефонному каналу с полосой частот 300 - 3400 Гц в виде последовательного помехоустойчивого кода. В ходе проекта производится разработка амплитудного детектора, селектора синхроимпульсов, генератора тактовых импульсов и схемы управления им, декодера помехоустойчивого кода по Хэммингу. Курсовая работа завершается общей функциональной схемой устройства.

1. Теоретическая часть

1.1 Сведения о технологиях xDSL

Скорость, которая достигнута линиями ISDN (Integrated Services Digital Network - Интегральная цифровая сеть связи) - 128 Кбит/с - уже недостаточна для обслуживания задач Internet. Сегодняшний Internet заполнен графикой, анимацией и другими приложениями, которые требуют повышенной скорости.

Телефонная линия с ее элементами ограничивает скорость передачи, поэтому требуется канал, позволяющий обход телефонных цепей и в то же время сохраняющий абонентскую линию.

Общее название технологий DSL возникло в 1989 году, когда впервые появилась идея использовать аналого-цифровое преобразование на абонентском конце линии, что позволило бы усовершенствовать технологию передачи данных по витой паре медных телефонных проводов.

Ключевые преимущества технологий xDSL:

· использование существующей абонентской линии;

· значительное увеличение скорости передачи данных по медной паре телефонных проводов без необходимости их модернизации;

· передача по этой единственной АЛ всего разнообразного трафика массового пользователя - от традиционного телефонного разговора до доступа в Internet;

· передача всего трафика данных пользователя (включая и трафик Internet) в обход коммутируемых сетей ТФОП или ISDN непосредственно в транспортную сеть передачи данных;

· набор технологий DSL обеспечивает скорость передачи данных от 32 Кбит/с до 50 Мбит/с, так что пользователь может сделать выбор в зависимости от собственных потребностей;

· как средство передачи данных оборудование xDSL занимает промежуточное положение между дешевыми аналоговыми модемами и дорогими выделенными линиями Т1 или Е1. Высокие скорости передачи при сравнительно небольших затратах делают технологии хDSL практически идеальным средством передачи данных для представителей малого и среднего бизнеса;

· цифровые данные передаются на компьютер именно как цифровые данные, что позволяет использовать гораздо более широкую полосу частот телефонной линии;

· существует возможность одновременно использовать и аналоговую телефонную связь, и цифровую высокоскоростную передачу данных по одной и той же линии, разделяя спектры этих сигналов. Использование DSL позволяет разговаривать по телефону, не отключаясь от Internet.

Эти преимущества определили технологии xDSL в качестве самого эффективного средства широкополосного доступа к сетевым услугам.

В таблице 1 приведены некоторые из распространенных технологий xDSL и их основные характеристики.

ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line - асимметричная цифровая абонентская линия) - вариант DSL, позволяющий передавать данные пользователю со скоростью до 8,192 Мбит/с, а от пользователя - со скоростью до 1,544 Мбит/с.

ADSL G.lite - вариант ADSL, имеющий как асимметричный режим передачи с пропускной способностью до 1,536 Мбит/с от сети к пользователю и со скоростью до 384 Кбит/с от пользователя к сети, так и симметричный режим передачи со скоростью до 384 Кбит/с в обоих направлениях передачи.

IDSL (цифровая абонентская линия ISDN) - недорогая и испытанная технология, использующая чипы цифровой абонентской линии основного доступа BRI ISDN и обеспечивающая абонентский доступ со скоростью до 128 Кбит/с.

Таблица 1

HDSL (High Speed Digital Subscriber Line - высокоскоростная цифровая абонентская линия): вариант хDSL с более высокой скоростью передачи, который позволяет организовать передачу со скоростью более 1,5 Мбит/с (стандарт США Т 1) или более 2 Мбит/с (европейский стандарт Е 1) в обоих направлениях обычно по двум медным парам.

SDSL (Simple Digital Subscriber Line)-- симметричная высокоскоростная цифровая абонентская линия, работающая по одной паре); известны две модификации этого оборудования: MSDSL (многоскоростная SDSL) и HDSL2, имеющие встроенный механизм адаптации скорости передачи к параметрам физической линии.

VDSL (Very High Speed Digital Subscriber Line - сверхвысокоскоростная цифровая абонентская линия) - технология хDSL, обеспечивающая скорость передачи данных к пользователю до 52 Мбит/с.

1.2 Технология ADSL

Технология ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) - это высокоскоростная технология, которая решает проблему пропускной способности абонентской линии ("последней мили") - линии связи между поставщиком и потребителем услуг сетей передачи данных. Асимметричная цифровая абонентская линия (ADSL) является наиболее популярной технологией DSL. приемник микропроцессорный детектор синхроимпульс

Технология ADSL представляет собой платформу для доставки широкополосных услуг, поддерживающую большой набор приложений (высокоскоростной доступ в Internet, телеконференции, виртуальные частные сети и мультимедиа), которые требуют широкой полосы пропускания. Слово "асимметричная" в названии технологии означает несимметричность потока данных в направлениях "сервер-пользователь" (downstream) и "пользователь-сервер" (upstream).

ADSL позволяет установить большую скорость передачи данных в направлении от сервера к потребителю. Такой обмен наиболее эффективен при доступе к мощным информационным ресурсам сетей Internet, видео по требованию, удаленному доступу к локальной вычислительной сети центрального офиса. Такой режим работы ADSL учитывает главную особенность сети Internet, в соответствии с которой информационный поток от сети к пользователю, содержащий программы, графику, звук и видео, существенно превышает информационный поток от пользователя к сети, который обычно формируется нажатием клавиши клавиатуры или щелчком мыши. Скорость передачи данных к пользователю обычно составляет от 1,5 Мбит/с до 8 Мбит/с. Скорость передачи данных от пользователя обычно составляет от 64 Кбит/с до 1,5 Мбит/с (см. таблицу 1). В большинстве случаев пользователи посылают лишь запрос на предоставление ресурса, в ответ получая большой объем информации.

1.3 Принципы работы ADSL

На рис. 1.1 приводится принцип включения ADSL - оборудования к абонентскому и станционному оборудованию.

Рис. 1.1 Принцип подключения ADSL к абонентскому и станционному оборудованию

Применение ADSL предполагает установку модема на обоих концах абонентской телефонной линии на АТС и у абонента. На абонентской линии он называется ADSL модем, на станционной стороне - это оборудование мультиплексора ADSL. Для частотного разделения сигналов по обе стороны бывшей телефонной линии устанавливаются "сплиттеры". Сплиттеры - это пассивные элементы, сделанные на основе двух фильтров: одного - высоких частот, а другого - низких частот. Сплиттеры для своей работы не требуют электропитания. Поэтому даже в условиях отключения электропитания телефонная связь продолжает работать без сбоя. Линия представляет витую пару медных проводников.

При этом организуются три информационных канала - "нисходящий" поток передачи данных, "восходящий" поток передачи данных и канал обычной телефонной связи (POTS - Plain Old Telephone Service) (см. рис. 1.2).



Рис. 1.2 Организация каналов

ADSL является асимметричной технологией - скорость "нисходящего" потока данных (т.е. тех данных, которые передаются в сторону конечного пользователя) выше, чем скорость "восходящего" потока данных (в свою очередь передаваемого от пользователя в сторону сети). Скорость передачи данных от пользователя (более "медленное" направление передачи данных) все равно значительно выше, чем при использовании аналогового модема. Фактически же она также значительно выше, чем ISDN.

Для сжатия большого объема информации, передаваемой по витой паре телефонных проводов, в технологии ADSL используется цифровая обработка сигнала и специально созданные алгоритмы, усовершенствованные аналоговые фильтры и аналого-цифровые преобразователи. Телефонные линии большой протяженности могут ослабить передаваемый высокочастотный сигнал (например, на частоте 1 МГц, что является обычной скоростью передачи для ADSL) на величину до 90 дБ. Это заставляет аналоговые системы модема ADSL работать с достаточно большой нагрузкой, позволяющей иметь большой динамический диапазон и низкий уровень шумов. На первый взгляд система ADSL достаточно проста - создаются каналы высокоскоростной передачи данных по обычному телефонному кабелю. Но, если детально разобраться в работе ADSL, можно понять, что данная система относится к достижениям современной технологии.

Технология ADSL использует метод разделения полосы пропускания медной телефонной линии на несколько частотных полос (также называемых несущими). Это позволяет одновременно передавать несколько сигналов по одной линии. Точно такой же принцип лежит в основе кабельного телевидения, когда каждый пользователь имеет специальный преобразователь, декодирующий сигнал и позволяющий видеть на экране телевизора футбольный матч или увлекательный фильм. При использовании ADSL разные несущие одновременно переносят различные части передаваемых данных. Этот процесс известен как частотное уплотнение линии связи (Frequency Division Multiplexing - FDM) (см. рис. 1.3). При FDM один диапазон выделяется для передачи "восходящего" потока данных, а другой диапазон для "нисходящего" потока данных. Диапазон "нисходящего" потока в свою очередь делится на один или несколько высокоскоростных каналов и один или несколько низкоскоростных каналов передачи данных. Диапазон "восходящего" потока также делится на один или несколько низкоскоростных каналов передачи данных. Кроме этого может применяться технология эхокомпенсации (Echo Cancellation), при использовании которой диапазоны "восходящего" и "нисходящего" потоков перекрываются (см. рис. 1.3) и разделяются средствами местной эхокомпенсации.

Рис.1.3 Диапазоны частот

Именно таким образом ADSL может обеспечить, например, одновременную высокоскоростную передачу данных, передачу видеосигнала и передачу факса. И все это без прерывания обычной телефонной связи, для которой используется та же телефонная линия. Технология предусматривает резервирование определенной полосы частот для обычной телефонной связи (или POTS). При этом телефонный разговор можно вести одновременно с высокоскоростной передачей данных, а не выбирать одно из двух. Более того, даже если произойдет отключение электричества, телефонная связь не пропадет. Обеспечение такой возможности было одним из разделов оригинального плана разработки ADSL. Даже одна эта возможность дает системе ADSL значительное преимущество перед ISDN.

Одним из основных преимуществ ADSL над другими технологиями высокоскоростной передачи данных является использование самых обычных витых пар медных проводов телефонных кабелей. Совершенно очевидно, что таких пар проводов насчитывается гораздо больше, чем, например, кабелей, проложенных специально для кабельных модемов. ADSL образует, если можно так сказать, "наложенную сеть". При этом дорогостоящей и отнимающей много времени модернизации коммутационного оборудования (как это необходимо для ISDN) не требуется.

ADSL является технологией высокоскоростной передачи данных. Следует заметить, что передача данных в одну сторону осуществляется быстрее, чем в другую. Поэтому следует рассматривать две скорости передачи данных: "нисходящий" поток (передача данных от сети к компьютеру) и "восходящий" поток (передача данных от компьютера в сеть).

Факторами, влияющими на скорость передачи данных, являются состояние абонентской линии (т.е. диаметр проводов, наличие кабельных отводов и т.п.) и ее протяженность. Затухание сигнала в линии увеличивается при увеличении длины линии и возрастании частоты сигнала, и уменьшается с увеличением диаметра провода. Фактически функциональным пределом для ADSL является абонентская линия длиной 3,5 - 5,5 км при толщине проводов 0,5 мм. В настоящее время ADSL обеспечивает скорость "нисходящего" потока данных в пределах от 1,5 Мбит/с до 8 Мбит/с и скорость "восходящего" потока данных от 640 Кбит/с до 1,5 Мбит/с. Общая тенденция развития данной технологии обещает в будущем увеличение скорости передачи данных, особенно в "нисходящем" направлении.

При использовании технологии ADSL полоса пропускания той линии, с помощью которой конечный пользователь связан с магистральной сетью, принадлежит этому пользователю всегда и целиком.

ADSL-модемы имеют в своем распоряжении, как правило, так называемый splitter - разделитель, который обеспечивает возможность одновременного разговора по телефону и передачи данных.

Сплиттер представляет собой фильтр низких частот, который предназначен для разделения низкочастотного сигнала обычной телефонной связи (спектр речевых сигналов) и высокочастотного сигнала ADSL. Чтобы обычная телефонная связь могла осуществляться по стандартной общепринятой схеме, сплиттер должен представлять собой пассивное устройство, не требующее питания. В ADSL сплиттеры должны устанавливаться на телефонной линии как на стороне абонента, так и на стороне телефонной станции. Конструктивно сплиттер представляет собой блок, имеющий три гнезда: одно для подключения модема ADSL, другое для подключения телефонного оборудования, а третье для подключения к линии ADSL. В помещении пользователя сплиттер позволяет подключить к одной линии и компьютер, и телефонное оборудование. Он осуществляет разделение спектра сигнала, поступающего по линии DSL, поэтому по одной линии могут передаваться и компьютерные цифровые сигналы, и аналоговые сигналы телефонной связи (т.е. человеческий голос). Такой же блок сплиттера устанавливается и на телефонной станции и позволяет разделить цифровые и аналоговые сигналы уже на другом конце абонентской линии. Далее аналоговый сигнал подается на коммутационное оборудование телефонной связи, а цифровой сигнал - на мультиплексор доступа DSLAM.

На реальную пропускную способность цифровых абонентских линий влияют следующие факторы:

· длина линии;

· диаметр проводов;

· наличие незадействованных ответвлений и пупинизации;

· скорость канала передачи данных в глобальных сетях, в том числе Internet;

· организация линий (разводка в помещении, лестничные коробки, шкафы);

· характеристики (затухание, переходные шумы и помехи, скрещивание).

Примерная скорость связи в зависимости от расстояния при сечении провода 0,4 мм и указана в табл.2.

Таблица 2

Поток сервер-пользователь (downstream)	Поток пользователь-сервер (upstream)	расстояние
8,160 Мбит/с	1,216 Мбит/с	1,8 км
7,872 Мбит/с	1,088 Мбит/с	2,7 км
3,648 Мбит/с	864 Кбит/с	3,7 км
1,984 Мбит/с	640 Кбит/с	4,3 км
1,408 Мбит/с	544 Кбит/с	4,6 км
960 Кбит/с	416 Кбит/с	4,9 км
576 Кбит/с	320 Кбит/с	5,2 км
320 Кбит/с	224 Кбит/с	5,5 км
128 Кбит/с	128 Кбит/с	5,8 км

Подводя итоги, можно отметить следующие преимущества ADSL:

1. ADSL позволяет получать высокоскоростной канал передачи данных по обычной телефонной линии, одновременно оставляя телефонную связь свободной, что создает огромные преимущества для пользователя;

2. ADSL обеспечивает недорогой, высокоскоростной удаленный доступ в Internet и корпоративные сети, а также доступ к online-услугам по обычным телефонным линиям

o более чем в 100 раз быстрее, чем модемы 56 Кбит/с.

o в 70 раз быстрее, чем ISDN-модемы 128 Кбит/c.

3. ADSL позволяет работать в реальном масштабе времени, использовать интерактивные мультимедийные средства, транслировать качественное видео для коллективной обработки данных, видеоконференций, заочного обучения и заказа видеоинформации;

4. ADSL обеспечивает индивидуальный, выделенный и надежный канал связи (в отличие от обычного телефона, оборудованного модемом. Так как линия выделенная, то скорость передачи не зависит от того, находятся ли в системе другие пользователи. При использовании обычных модемов скорость передачи значительно падает, если в систему подключаются другие пользователи, так как линия обычно используется коллективно через модемный пул;

5. Линия ADSL "всегда включена" и готова к работе, так же как и закрепленный за этой линией телефон. Это уменьшает потери времени на вызов услуги и установление связи; ADSL находится в режиме ожидания и постоянно готов к работе.

2. Разработка приемника дискретной информации

2.1 Структурная схема приемника дискретной информации

Рис. 2.1 Структурная схема устройства

Поступивший из линии связи модулированный радиосигнал в приемной аппаратуре подвергается детектированию. Из радиосигнала получается видеосигнал, который преобразуется из последовательной формы в параллельную и проверяется в декодере по Хэммингу. Если ошибок нет, то из накопителя приемника сообщение поступает получателю. При обнаружении ошибки, неподдающейся исправлению, декодер выдает сигнал, стирающий информацию в накопителе, и получателю сообщение не передается. А по обратному каналу передается сигнал повторения передачи.

2.2 Функциональная схема устройства приемника дискретной информации

Рис. 2.2 Функциональная схема устройства

По мере прохождения сигнала от входа приемника к его выходу, сигналы и информация претерпевают следующие преобразования: демодуляцию, разделение сигналов на служебные и информационные, формирование тактовых импульсов и управление ими, преобразование последовательного кода в параллельный, декодирование, разделение данных и контрольной информации. Осуществляется доставка информации получателю.

2.3 Функциональная схема УПС приемника при АМ

УПС приемника производит преобразование радиосигналов в видеосигналы - демодуляцию, поэтому функциональная схема УПС приемника определяется видом модуляции.

Независимо от вида модуляции она содержит входной блок-селектор, демодулятор и элементы регистрации первичных сигналов.

Рис. 2.3 Функциональная схема устройства преобразования приемника при амплитудной модуляции

Поступающие из линии связи радиосигналы выделяются блоком У1 (селектором), являющимся полосовым фильтром, усиливаются усилителем У2 и подаются на амплитудный детектор У3 (выпрямитель АМ сигнала), который выдает полуволны (импульсы) несущего колебания с огибающей. Фильтр низких частот У4 выделяет из этих импульсов первичный сигнал.

Пороговое устройство У5 (формирователь) производит окончательное формирование сигнала до стандартных уровней напряжения.

На рис. 2.4. изображены временные диаграммы сигналов с выходов элементов УПС приемника

Рис. 2.4 Выделение первичного сигнала

2.4 Функциональная схема селектора синхросигнала

Для правильной работы приемника дискретных сигналов необходимо выделить из последовательности видеоимпульсов синхросигналы для управления работой ГТИ приемника. Селекцию синхросигнала можно осуществить путем сравнения его длительности с длительностью эталонного импульса, выработанного на приемной стороне специальным формирователем.

Рис. 2.5 Функциональная схема селектора синхросигнала



Рис. 2.6 Временные диаграммы работы селектора синхросигнала

УВСИ - устройство выделения среза импульса.

Формирователь F1, запускаемый фронтом входного импульса, вырабатывает импульсы фиксированной длины (), где - зона допуска, учитывающая краевые искажения импульсов. Формирователь F2 также запускается фронтом входного импульса, он вырабатывает импульсы фиксированной длины ().

Импульсы с выходов обоих формирователей подаются на элемент &1, на выходе которого формируется положительный импульс длительностью . УВСИ вырабатывает короткий импульс длительностью на каждый отрицательный перепад входного напряжения. Положительные импульсы длительностями и подаются на входы элемента &2, на выходе которого появятся короткие, отобранные импульсы длительностью в соответствии с условием:

,

где - длительность поступающих на вход селектора импульсов.

Импульс на выходе селектора появится только при приеме синхроимпульса длительность которого .

Рис. 2.7 Функциональная схема и временные диаграммы устройства выделения среза импульса

Селекция многоэлементного сигнала на приемной стороне заключается в последовательном поиске разрешенных кодовых комбинаций.

2.5 Функциональная схема синхронизации

ГТИ, схема управления ГТИ и схема селекции синхросигнала образуют функциональную схему синхронизации приемника дискретной информации.

Рис. 2.8 Функциональная схема синхронизации

Роль схемы управления ГТИ заключается в том, чтобы по выделенному селектором импульсу запустить ГТИ и через определенное количество тактов, определяемое количеством двоичных разрядов принимаемого слова, остановить его. ГТИ приемника подключается к преобразователю последовательного кода в параллельный и к декодеру по Хэммингу, что обеспечивает синхронную работу распределителей импульсов системы передачи дискретной информации и приемника. Но это будет верно, пока время выпадения из синхронизма будет больше времени цикла приема . Время выпадения из синхронизма:

где - относительная часть длительности генерируемого импульса, в пределах которой

допускается расхождение импульсов генераторов передатчика и приемника по фазе:

- относительная нестабильность ГТИ;

В - скорость передачи информации.

Время цикла приема:

где - длина кода:

- число сервисных тактов:

- период импульсов:



На основании приведенных формул расчета времени выпадения из синхронизма и времени цикла приема рассчитывается значение допустимой относительной нестабильности ГТИ:

Примем значение нестабильности ГТИ:

Для обеспечения допустимого времени обслуживания сообщения должно выполняться соотношение:

где - допустимое время обслуживания сообщения;

- среднее число передач сообщения;

- вероятность обнаружения ошибки;



Тогда допустимое время обслуживания сообщения:

Функциональная схема ГТИ и управления им имеет вид:

Рис. 2.9 Функциональная схема генератора тактовых импульсов и управления им

RS-триггер DD1 управляет работой ГТИ на элементах DD2 и линии задержки. При нулевом уровне сигнала управления от триггера на выходе элемента DD2 устанавливается логическая единица, которая через элемент задержки через время передается на второй вход элемента DD2.

В таком состоянии схема будет находиться пока RS-триггер DD1 сброшен. При установке RS-триггера в состояние “логическая единица“ импульсом селектора синхросигнала, на нижнем входе элемента DD2 появляется уровень логической единицы. Совпадение единиц на обоих входах элемента DD2 переводит его выход в состояние логического нуля, которое будет длиться в течение . После чего ноль с выхода элемента DD2 по обратной связи (линия задержки) проходит на его верхний вход и ставит выход элемента DD2 в состояние логической единицы, которое также будет длиться в течение и т. д.

Таким образом, при наличии уровня логической единицы на нижнем входе элемента DD2 схема будет генерировать симметричные импульсы с периодом (рис. 2.10).

Рис. 2.10 Временные диаграммы генерирования тактовых импульсов

2.6 Функциональная схема декодера по Хэммингу

Декодер по Хэммингу предназначен для обнаружения и исправления ошибок в принимаемой комбинации помехоустойчивого кода. Функциональная схема декодера по Хэммингу (рис. 2.11) разрабатывается на основе 2й проверочной таблицы для кода Хэмминга.

Таблица 2.1 2-я Проверочная таблица для кода Хэмминга
m1	k6	k5	k3	k2
m2	k6	k4	k3	k1
m3	k5	k4	k3	-
m4	k2	k1	-	-

Пусть на передающей стороне была отправлена комбинация:

0	1	1	1	0	0	1	1	0	1
m1	m2	k6	m3	k5	k4	k3	m4	k2	k1

На приемной стороне из-за помех в линии связи была принята последовательность:

0	1	1	1	0	0	1	1	1	1
m1	m2	k6	m3	k5	k4	k3	m4	k2	k1

Работа декодера по Хэммингу заключается в следующем. В такте 1 с ячейки 1 распределителя импульс поступает на элементы или DD4 и DD2. На элемент и DD20 поступает приходящий от УПС приемника символ k1 = 1, который, совпадая на элементе и DD20 с единичным импульсом распределителя, записывается в триггер DD26 по входу S, а, совпадая на элементах и DD6 и DD8 с тем же импульсом распределителя, переключает триггеры DD10 и DD12 в состояние "1" (см. табл.2.2, такт №1).

В такте 2 поступивший от УПС приемника искаженный символ k2 = 1 совпадает на элементах и DD5, DD8 с импульсом ячейки 2 распределителя. Поэтому триггер DD9 переключается в "1", а триггер DD12 переключается в "0". Сигналом с выхода элемента и DD21 записывается "1" в триггер DD27 (см. табл.2.2, такт №2).

В такте 3 приходит контрольный импульс m4 = 1, проходит элементы или DD4, и DD8, переключает триггер DD12 в состояние "1", триггеры DD9, DD10, DD11 состояния не меняют (см. табл.2.2, такт №3).

В такте 4 приходит символ k3 = 1, он изменяет состояние триггеров DD9, DD10, DD11 и записывает "1" в триггер DD28 через элемент и DD22 (см. табл.2.2, такт №4).

В такте 5 символ k4 = 0, он не вносит изменений в состояние триггеров DD9, DD10, DD11, DD12. В триггере DD29 записан "0" (см. табл.2.2, такт №5).

В такте 6 символ k5 = 0, он не вносит изменений в состояние триггеров DD9, DD10, DD11, DD12. В триггере DD30 записан "0" (см. табл.2.2, такт №6).

В такте 7 приходит контрольный импульс m3 = 1, проходит элементы или DD3, и DD7, переключает триггер DD11 в состояние "0", триггеры DD9, DD10, DD12 состояния не меняют (см. табл.2.2, такт №7).

В такте 8 приходит символ k6 = 1, он изменяет состояние триггеров DD9 и DD10 и записывает "1" в триггер DD31 через элемент и DD25 (см. табл.2.2, такт №8).

В такте 9 приходит контрольный импульс m2 = 1, проходит элементы или DD2, и DD6, переключает триггер DD10, триггеры DD9, DD11, DD12 состояния не меняют (см. табл.2.2, такт №9).

В такте 10 приходит последний, контрольный импульс, m1 = 0, и не вносит изменений в состояние триггеров (см. табл.2.2, такт №10).

В итоге, после такта 10 на выходах триггеров DD9, DD10, DD11, DD12 будет записано двоичное число 1001, которое соответствует десятичному числу 9. Так как в процессе переключения триггеров DD9, DD10, DD11, DD12 информация от них непрерывно поступала на дешифратор DD13, число 9 означает, что на выходе 9 дешифратора возникает единичный уровень. Поэтому в такте 11 с распределителя на элементы и DD14 - DD19 поступает единичный импульс "исправление", но откроется только элемент и DD15. Импульс с выхода элемента и DD15 переключит триггер DD27 в состояние "0", тем самым исправив символ k2.

В такте 12 исправленная комбинация передается в микропроцессорную систему.

В такте 13 все триггеры сбрасываются в исходное состояние, подготавливая декодер к приему и проверке очередной кодовой комбинации.

Если при передаче искажения в кодовой комбинации не было, на выходах триггеров DD9, DD10, DD11, DD12 будут записаны нули.

Если искажение произошло в контрольном символе, на неиспользуемых выходах дешифратора 1,2,4,8 будут записаны нули, контрольные символы на триггерах не записываются и на выход не поступают.

Таблица 2.2 Работа схемы декодирования

№ такта	В линию связи	Состояние триггеров
		DD9	DD10	DD11	DD12
0	-	0	0	0	0
1	1 (k1)	0	1	0	1
2	1 (k2)	1	1	0	0
3	1 (m4)	1	1	0	1
4	1 (k3)	0	0	1	1
5	0 (k4)	0	0	1	1
6	0 (k5)	0	0	1	1
7	1 (m3)	0	0	0	1
8	1 (k6)	1	1	0	1
9	1 (m2)	1	0	0	1
10	0 (m1)	1	0	0	1

На выходе декодера будет исправленная последовательность информационных символов:

1	0	1	0	0	1
k1	k2	k3	k4	k5	k6

2.7 Общая схема устройства

На вход приемника из линии связи поступает амплитудно модулированный радиосигнал, который подвергается детектированию в УПС. Устройство У1 (полосовой фильтр) выделяет полезный сигнал, пропуская нужные частоты. Полезный сигнал усиливается усилителем У2 и подается на выпрямитель У3 (амплитудный детектор), который выдает полуволны несущего колебания с огибающей. Фильтр нижних частот У4 выделяет из этих импульсов первичный сигнал. Пороговое устройство У5 (формирователь) производит окончательное формирование сигнала до стандартных уровней напряжения. Таким образом, из радиосигнала получается видеосигнал. Первый импульс видеосигнала является синхроимпульсом. Он выделяется в селекторе синхроимпульса и поступает на схему управления ГТИ. Следующие за синхросигналом импульсы являются последовательно передаваемой комбинацией кода Хэмминга. Они поступают как в селектор, так и в декодер по Хэммингу. Однако при приеме последовательно передаваемой комбинации кода Хэмминга на выходе селектора импульса не появится. Декодер по Хэммингу же по приходу тактовых импульсов от ГТИ преобразует поступившую последовательную кодовую комбинацию в параллельную форму, проверяет ее на наличие ошибок, исправляет одиночные ошибки и выделяет информационные импульсы (см. п. 2.6). В такте 12 принятая и (если необходимо) исправленная комбинация с выхода декодера передается микропроцессорной системе. В такте 13 на вход "Reset" RS-триггера схемы управления ГТИ с распределителя приходит импульс "Сброс" и на его выходе снова устанавливается логическая 1 до приема следующего синхроимпульса длительностью (см. п. 2.4); все триггеры декодера сбрасываются в исходное состояние, подготавливая декодер к приему и проверке очередной кодовой комбинации.

Заключение

В ходе выполнения курсовой работы было разработано устройство приема дискретной информации. Структура и состав устройства обуславливается параметрами способа передачи данных, которые заранее известны.

Разработанное устройство решает следующие задачи:

1. Согласование характеристик физической линии передачи сигналов с входными характеристиками приемной аппаратуры прямого канала.

2. Преобразование радиосигналов в видеосигналы.

3. Разделение видеосигналов на служебные и информационные.

4. Обеспечение синхронизации принимаемых сигналов с передаваемыми.

5. Преобразование последовательного кода в параллельный с целью ускорения и удобства дальнейшей обработки информации.

6. Декодирование сигналов.

Список литературы

1. Курс лекций по дисциплине "Коммуникации в автоматизации".

2. Современные компьютерные сети. 2-е изд. / В. Столлингс. - СПб.: Питер, 2003. - 783 с.

3. Основы теории передачи информации. Ч.2. Помехоустойчивое кодирование / В.И. Шульгин - Учеб. пособие. - Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т "Харьк. авиац. ин-т ", 2003. - 87 с.

Размещено на Allbest.ru

...