Занятие 5-4

1. Тема №5: Цифровые системы передачи

Занятие №4: Основные
узлы аппаратуры
временного объединения
и разделения цифровых
сигналов полевых ЦСП

2. Учебные вопросы:

1.Основные узлы тракта передачи
2. Основные узлы тракта приема

3. Литература:

1. Левин Л.С., Плоткин М.А. Цифровые
системы передачи информации. - М.: Радио и
связь. 1982. с.86-101.
2. Зингеренко А.М. и др. Системы
многоканальной связи.- М.: Связь. 1980. с.331337.
3. Аппаратура цифровой системы передачи
"Импульс". - Л.: ВАС.1987.
4. Аппаратура цифровой системы передачи
"Импульс". Альбом схем. - Л.: ВАС.1987.

4.

Основные узлы тракта
передачи

5.

. Структурная схема блока асинхронного сопряжения передачи
БАС пер1
ИИ1
ГО1
ВТЧ
.
.
ГОn
ИИn
fз 1
fсч
1
НЕТ
ВД
.
ЗУ1
+
-
fт
ИЛИ
УО
- +
Формирователь
КСС
ГОпер
Передатчик
СС
БАС перn

6.

На передающей станции первичный ЦС источника информации ИИ1
записывается в ЗУ1 блока БАСпер1 аппаратуры временного
объединения.
БАС пер1
ИИ1
ГО1
ВТЧ
.
.
ГОn
ИИn
fз 1
fсч
1
НЕТ
ВД
.
ЗУ1
+
-
fт
ИЛИ
УО
- +
Формирователь
КСС
ГОпер
Передатчик
СС
БАС перn

7.

Процессом
записи
информационных
импульсов
управляет
импульсная последовательность тактовой частоты fз1, выделяемая
из информационной последовательности выделителем тактовой
частоты (ВТЧ).
БАС пер1
ИИ1
ГО1
ВТЧ
.
.
ГОn
ИИn
fз 1
fсч
1
НЕТ
ВД
.
ЗУ1
+
-
fт
ИЛИ
- +
Формирователь
КСС
ГОпер
Передатчик
СС
БАС перn
УО

8.

Считывание
осуществляется
импульсной
последовательностью с частотой fсч1 вырабатываемой
ГО передачи.
БАС пер1
ИИ1
ЗУ1
ВТЧ
fз 1
f сч 1
ГО1
НЕТ
ВД
.
.
.
ГОn
ИИn
+
-
fт
ИЛИ
УО
- +
Формирователь
КСС
ГОпер
Передатчик
СС
БАС перn

9.

В устройстве объединения сигналы, поступающие от БАС
пер1… БАС пер n объединяются в групповой ЦС c частотой
следования импульсов fт.
БАС пер 1
ИИ1
ГО1
ВТЧ
.
.
ГОn
ИИn
+
fз 1
f сч 1
НЕТ
ВД
.
ЗУ1
-
fт
ИЛИ
- +
Формирователь
КСС
ГОпер
Передатчик
СС
БАС перn
УО

10.

Временной дискриминатор ВД служит для контроля взаимного временного
положения импульсов записи и считывания. Когда изменение временного
интервала между ними достигнет периода считывания, то от ВД поступает
сигнал для выработки формирователем КСС соответствующей команды на
приемную станцию о проведенном (положительном или отрицательном)
согласовании.
Положительное
согласование в БАС
пер1
производится
запретом
одного
импульса с помощью
логического элемента
НЕТ.
Отрицательное
согласование
осуществляется
дополнительным
принудительным
считыванием
с
помощью
логического элемента
ИЛИ.
БАС пер 1
ИИ1
ГО1
ВТЧ
ГОn
ИИn
+
fз 1
f сч1
НЕТ
ВД
.
.
.
ЗУ1
-
fт
ИЛИ
- +
Формирователь
КСС
ГОпер
Передатчик
СС
БАС перn
УО

11.

. Структурная схема запоминающего устройства
с ВТЧ
Сигнал
записи
Сигнал
считывания
Распределитель записи
И1
И2
Иl
П1
П2
Пl
Распределитель считывания
}
К КЦП

12.

В ЗУ информационные символы через
логические
ячейки
Иl
последовательно
записываются в ячейки памяти Пl.
с ВТЧ
Сигнал
записи
Распределитель записи
И1
И2
Иl
П1
П2
Пl
Сигнал
Распределитель считывания
считывания
}
К КЦП

13.

Процессом записи управляют импульсы fт. Эти импульсы
через распределитель записи открывают поочередно ячейки
Пl, через которые производится запись сигнала.
с ВТЧ
Сигнал
записи
Распределитель записи
И1
И2
Иl
П1
П2
Пl
Сигнал
Распределитель считывания
считывания
}
К КЦП

14.

Считывание
производится
импульсами,
поступающими
с
соответствующих
выходов
распределителя считывания.
с ВТЧ
Сигнал
записи
Распределитель записи
И1
И2
Иl
П1
П2
Пl
Сигнал
Распределитель считывания
считывания
}
К КЦП

15.

Из-за наличия в цикле передачи служебных
импульсов частота считывания превышает
частоту записи. Такое соотношение частот
следования импульсов записи и считывания
является причиной появления временных
сдвигов.
Импульсные позиции временных сдвигов
используются для передачи служебных
команд. При формировании временных
сдвигов на вход ЗУ продолжают поступать
информационные импульсы и для их записи
предусматривают дополнительные ячейки
памяти.

16.

С одноименных
выходов
S
распределителей
записи и
R
считывания
РУ1
T
РУ2
К передатчику команд
Согласования скорости
Временной дискриминатор может быть
аналоговым и цифровым
На раздельные входы триггера подаются
импульсные
последовательности
с
одинаковых
по
номеру
выходов
распределителей записи и считывания.

17.

С одноименных
выходов
S
распределителей
записи и
R
считывания
РУ1
T
РУ2
Рис. 3. . Структурная схема временного дискриминатора
К передатчику команд
Согласования скорости
На раздельные входы триггера подаются
импульсные
последовательности
с
одинаковых
по
номеру
выходов
распределителей записи и считывания.

18.

С одноименных
выходов
S
распределителей
записи и
R
считывания
РУ1
+
T
-
РУ2
К передатчику команд
Согласования скорости
На
выходе
триггера
формируется
двухполярная
последовательность импульсов. Ее скважность определяется
взаимным временным положением импульсов записи и
считывания. Из этой последовательности импульсов с помощью
ФНЧ выделяется постоянная составляющая, которая подается к
решающим
устройствам
для
положительных
(РУ1)
и
отрицательных (РУ2) напряжений.
Величина напряжения на выходе ФНЧ зависит от разности
длительностей положительных и отрицательных импульсов на
выходе триггера.

19.

Если
при
нормальной
работе
запоминающего
устройства
момент
считывания сдвинут относительно момента
записи на половину периода тактовой частоты,
скважность сигнала на выходе триггера равна
двум и напряжение на выходе ФНЧ будет
равно нулю (рис. 4а).
UТг
t
а)
Рис. 4. . Временные диаграммы функционирования ВД

20.

Когда
временной
UФНЧ
t интервал между
импульсами fз и
б)
fсч
достигает
UТг
величины, при
которой
t
UФНЧ
необходимо
согласование
в)
скорости,
на выходе ФНЧ появляется достаточное по
величине положительное или отрицательное
напряжение
для
срабатывания
соответствующего РУ.
UТг

21. Формирователь команд согласования скоростей

В системах с двусторонним согласованием скоростей необходимо
передавать
информацию
о
трех
возможных
состояниях,
согласование
скоростей
не
производилось,
произошло
положительное согласование скоростей и произошло отрицательное
согласование скоростей.
В системах с
односторонним
согласованием
скоростей
необходимо
передавать
информацию лишь
о двух
состояниях:
согласование
скоростей не
производилось и
произошло
согласование
скоростей.
ИИ1
ГО1
ВТЧ fз 1
ГОn
ИИn
+
1
fсч1
НЕТ
ВД
.
.
.
БАС
ЗУ1 пер
-
fт
ИЛИ
- +
Формировател
КСС
ь
ГОпер Передатчик
СС
БАС перn
УО

22.

В современных цифровых системах
применяется двустороннее согласование
скоростей
с
двухкомандным
управлением. По числу передаваемых
команд подобные системы идентичны
системам с односторонним согласованием
скоростей.

23.

При
двухкомандной
передаче
команд
согласования скоростей при малых расхождениях
частот
следования
импульсных
последовательностей записи и считывания
формируются чередующиеся по знаку команды
(рис. 7а,в).
ΔТ
а)
t
Тсч
t
б)
+ - + - + - + - - + - + - +t
в)

24.

Когда
временной
интервал
между
импульсами записи и считывания превышает
период
импульсов
считывания
Тсч,
формируются две подряд следующие команды
одного знака (рис. 7б,в), по которым
производится
коррекция
временных
t
положений импульсова)считывания.
ΔТ
Тсч
t
б)
+ - + - + - + - - + - + - +t
в)

25.

Основные узлы тракта
приема

26.

Рассмотрим
функционирование
блока
асинхронного сопряжения приема (БАС пр)
на примере одного из n блоков АВО.
Структурная схема блока асинхронного сопряжения приема
УР
fт
БАС пр 1
И1
fз 1
ИЛИ1
ВТЧ
.
.
.
Приемник
СС
ИЛИ2
fсч 1
НЕТ
ФАПЧ
+
Приемник
КСС
ГОпр
Иn
ЗУ1
ИИ1
ГО1
.
.
.
.
.
.
ГОn
БАС пр n
ИИn

27.

На приемной станции импульсы группового ЦС c частотой fт
подаются
на
устройство
разделения
(УР)
(канальный
распределитель).
УР
fт
БАС пр 1
И1
fз 1
ИЛИ1
ВТЧ
.
.
.
Приемник
СС
fсч 1
ИЛИ2
НЕТ
ФАПЧ
+
Приемник
КСС
ГОпр
Иn
ЗУ1
ИИ1
ГО1
.
.
.
.
.
.
ГОn
БАС пр n
ИИn
Последовательность, поступающая с соответствующего выхода ГО
через элемент ИЛИ1 блока БАСпр1 обеспечивает открывание ячейки И1
и выделение импульсов 1-го канала из группового ЦС.

28.

В блоке асинхронного сопряжения БАСпр1 обеспечивается восстановление
исходной скорости первичного информационного сигнала путем записи в
ЗУ1 импульсов, поступающих с выхода И1 с частотой fз1 и считывания с
частотой равной средней частоте записи fсч1, вырабатываемой устройством
фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ).
УР
fт
БАС пр 1
И1
fз 1
ИЛИ1
ВТЧ
.
.
.
Приемник
СС
ИЛИ2
fсч 1
НЕТ
ФАПЧ
+
Приемник
КСС
ГОпр
Иn
ЗУ1
ИИ1
ГО1
.
.
.
.
.
.
ГОn
БАС пр n
ИИn
Устройство ФАПЧ обычно включает в себя генератор, управляемый
напряжением, схему управления и временной дискриминатор.

29.

Процессом записи канальных импульсов в ЗУ1 управляет
последовательность,
поступающая
через
ИЛИ1
и
НЕТ
с
соответствующего выхода ГО.
УР
fт
БАС пр 1
И1
fз 1
ИЛИ1
ВТЧ
.
.
.
Приемник
СС
ИЛИ2
fсч 1
НЕТ
ФАПЧ
+
Приемник
КСС
ГОпр
Иn
ЗУ1
ИИ1
ГО1
.
.
.
.
.
.
ГОn
БАС пр n
ИИn
При выделении из группового ЦС команды о проведенном
положительном согласовании в БАСпер1 с выхода приемника КСС
через элемент НЕТ подается сигнал запрета записи информации в
ЗУ1.

30.

Если принимается сигнал об отрицательном согласовании
скорости, то с помощью логического элемента ИЛИ1, открывается
элемент И1 канального распределителя, вводя тем самым в
передаваемый сигнал дополнительный информационный импульс,
находящегося
на
специально
отведенной
позиции
цикла.
Одновременно дополнительный импульс через логический элемент
ИЛИ2 и НЕТ вводится в последовательность управляющую записью
в ЗУ1. Кроме того, ввод дополнительного импульса обеспечивает
увеличение fсч1, вырабатываемой ФАПЧ.
УР
И1
fт
fз 1
ИЛИ1
ВТЧ
.
.
.
Приемник
СС
ИЛИ2
НЕТ
ИИ1
fсч 1
ГО1
ФАПЧ
+
Приемник
КСС
ГОпр
Иn
БАС пр1
ЗУ1
.
.
.
.
.
.
ГОn
БАС прn
ИИn

31.

Приемник команд согласования скоростей
В нем производится опознавание вида и коррекция ошибок
принимаемых команд. Обычно команды согласования скоростей
передаются кодовыми группами вида 00...0 и 11...1, что позволяет
реализовать опознаватель этих команд в виде счетчика числа импульсов
и осуществить правильное их опознавание, если число искаженных
символов не превосходит половины общего числа символов в команде.
Как видно, в рассматриваемом случае ошибки опознавания не
исключены и поэтому предусматривается их коррекция.
УР
И1
fт
fз 1
ИЛИ 1
ВТЧ
.
.
.
Приемник
СС
ИЛИ 2
НЕТ
ИИ1
f сч 1
ГО1
ФАПЧ
+
Приемник
КСС
ГО пр
Иn
БАС пр 1
ЗУ 1
.
.
.
.
.
.
ГО n
БАС пр n
ИИn

32.

Структурная схема приемника КСС
Управление считыванием
И
Опознователь
+
Сигнал
согласования
скоростей
Анализатор
временных
сдвигов
Корректор
ошибок
S
R
T
И
Счетчик
команд
«-»
Счетчик
команд
«+»
Коррекция
ошибок

33.

Опознаватель сигнала команды согласования скоростей
Управление считыванием
И
Опознователь
Сигнал
согласования
скоростей
Анализатор
временных
сдвигов
Корректор
ошибок
+
-
S
R
T
И
Счетчик
команд
«-»
Счетчик
команд
«+ »
Коррекция
ошибок

34.

Анализатор временных сдвигов
Управление считыванием
И
Опознователь
Сигнал
согласования
скоростей
+
-
Анализатор
временных
сдвигов
Корректор
ошибок
S
R
T
И
Счетчик
команд
«-»
Счетчик
команд
«+»
Коррекция
ошибок

35.

Корректор ошибок
Управление считыванием
И
+
Опознователь
Сигнал
согласования
скоростей
Анализатор
временных
сдвигов
Корректор
ошибок
S
R
T
И
Счетчик
команд
«-»
Счетчик
команд
«+»
Коррекция
ошибок

36.

После опознавания команды согласования скоростей поступают на
анализирующее устройство и корректор ошибок.
Управление считыванием
И
Опознователь
+
Сигнал
согласования
скоростей
Анализатор
временных
сдвигов
Корректор
ошибок
S
R
T
И
Счетчик
команд
«-»
Счетчик
команд
«+»
Коррекция
ошибок

37.

Ошибки опознавания наиболее просто корректируются
в системе с двусторонним согласованием скоростей и
двухкомандным управлением. Как уже отмечалось, в
таких системах при временных интервалах импульсов
записи и считывания, меньших Тсч, формируются
чередующиеся
по
знаку
команды
согласования
скоростей
а)
ΔТ
Тсч
б)
- + - + - + - + - +- + - -
t

38.

После опознавания команды согласования скоростей поступают на
анализирующее устройство и корректор ошибок.
Управление считыванием
И
Опознователь
+
Сигнал
согласования
скоростей
Анализатор
временных
сдвигов
Корректор
ошибок
S
R
T
И
Счетчик
команд
«-»
Счетчик
команд
«+»
Коррекция
ошибок
Если временные сдвиги между
импульсами
записи
и
считывания в передающем
блоке
БАС
достигают
величины
±Тсч,
то
на
соответствующий
вход
анализирующего
устройства
поступают
сдвоенные
команды (+ + или – –), по
которым на выходе ячеек И
формируется
необходимый
сигнал
для
коррекции
временного
положения
импульсов считывания.

39.

когда
указанный
временной
интервал
достигает величины ±Тсч, вырабатываются
две подряд следующие команды одинакового
знака.
а)
ΔТ
Тсч
д)
t
- + - + - + - + - + - ++ -

40.

После опознавания команды согласования скоростей поступают на
анализирующее устройство и корректор ошибок.
Управление считыванием
И
Опознователь
+
Сигнал
согласования
скоростей
Анализатор
временных
сдвигов
Корректор
ошибок
S
R
T
И
Счетчик
команд
«-»
Счетчик
команд
«+»
Коррекция
ошибок
При
искажении
команды согласования
скоростей,
когда
формируются
три
подряд
следующие
команды одного знака
(+ + + или – – –), со
счетчика команд «+»
или
«–» корректора
ошибок
выдается
сигнал
коррекции
ошибок.

41.

Искажение одной из чередующихся команд приводит к
появлению трех подряд следующих команд одного знака
(рис.г). По этому признаку можно обнаружить и
скорректировать
искажение
чередующихся
команд
согласования скоростей.
а)
ΔТ
Тсч
г)
- + - + - - - ++ + - + - искажение команды
+ и - -согласования
скоростей
t

42.

Временной дискриминатор ВД и ЗУ тракта
приема
построены
и
функционируют
аналогичным образом ВД и ЗУ тракта передачи.