МНОГОКАНАЛЬНАЯ АППАРАТУРА ПЕРЕДАЧИ ДВОИЧНЫХСИГНАЛОВ Советский патент 1971 года по МПК H04B3/04 

Изобретение отноеитея к системам передачи двоичных сигпалов, вырабатываемых различными источниками информации (телеграфными аппаратами, аппаратурой передачи данных, устройствами телемеханики) по синхронным двоичным каналам различных систем связи, в част}юсти систем с импульсно-кодовой модуляцией и временным разделением каналов.

Известны многоканальные аппаратуры передачи двоичных сигналов, где при смене состояния двоичного сигнала, т. е. при появлении значащего момента модуляции, посылают в синхронный двоичный канал кодовую комбинацию, в которой два импульса выделены для указания наличия значащего момента модуляции и его полярности.

Однако такое построение системы передачи снижает эффективность использования синхронного двоичного канала.

В статическом положении (при длительном отсутствии значащего момента модулями) в синхронном двоичном канале не передается пикакой информации, подтверждающей состояние двоичного сигнала. Вследствие этого при сбоях импульсов в синхронном двоичном канале нельзя восстановить двоичный сигнал до появления значащего момента модуляции.

ичного канала и повышения достоверности передачи сигналов при сбоях импульсов в канале в предлагаемом устройстве на передаче в каждом индивидуальном кодируюн;ем устройстве его вход через детектор зпачапгего момента модуляции сигнала подключен к первому входу преобразователя интервал-число и к запускающему входу стартстонпого распределителя с синхронизацией тактовыми импульсами по вторым входам, причем (//.---1) из (т+) выходов распределителя, начш-ая с третьего, соедннены со считываюпхим устройством, а (т-1) выходов преобразователя через зто же считывающее устройство подключены к первому входу схемы «ИЛИ, выход которой является выходом кодирующего устройства, а ко второму и третьему входам схемы «ИЛИ подсоединены выходы двух схем совпадения, первые входы которых подключены ко входу кодирующего устройства, вторые - ко входу тактовых импульсов, а третьи, соответственно, - ко второму и первому выходам стартстопного распределителя, а на приеме в каждом пндивидуальном декодирующем устройстве его вход подключен к первому входу сумматора по «модулю 2 и к информационному входу накопителя, выход сумматора подключен на первый вход схемы совпадения, связанной с запускающим входом стартстопного распределителя с синхронизацисн его тактовыми и тульсам;1, исрвыи выход распределителя подеоедниен ко ито) входу ехемы еовпадения, а остальные (пг-1) ьыходоБ раепределителя подключены i накопителю, (т-1) выходов которого, в свою очередь, подключены к преобразователю числоинтервал, а управля;ОИ, вхо. лоследпе ) соедипеп с ввпходом раепределителя, выход преобразователя еоедипе ; ео счетпвкч входом триггера, а ввьход триггера, управляющий вторым входом сумматора, являете ; .чыходом декодирующего устройства.

В кодирующем п декодируюп1,ем устройствах считывающее уетройетво, распределитель, преобразователь к пакопите.ть обьедипепы и выполпепь( в виде отдельпых триггерпых peiTiетров сдвига, в которвш введепы счетные связи с возможпостью нх включения в режиме сдвига.

Детектор зпачапдих момептов модуляции выполиеп в виде двух отдельиь1Х дете1-;торов значащих момептов модуляции «едипиц и значащих моментов .модуляции «иудей, а выходы детекторов объединепы ехемой «ИЛИ, причем между иими и триггерпы.м регистром включены две схемв пачалвпой устаиовк ; триггеров регистра.

На фиг. 1 иредетавлепа блок-схема предлагаемой многокапалвпой системы передачи двоичиых еигиалов е времеппым разделением каналов; на фиг. 2 и 3 - блок-схемы индивидуальнв1х кодирующих и декодирующих устройств; па фиг. 4 - временные днагра.ммы, поясняющие работу; па фиг. 5 - фупкциональная схема кодирующего устройства; па фиг. 6 - вре.мениая диаг)амма его работы; на фиг. 7 - фу11К и1011альнаи ехема декодирующего устройства; иа фи1. 8 - времениая диагра.м.ма его работы.

Предлагаемая миогоканальпая ainiaiiaTypa еостоит из передатчика, сод-:ржапдего Ienepaтор 1 тактовых импульсов и расп|)едел1ггель 2, формирующий из последовать тактовых импульсов, имнульс1л для дуальных каналов п индивидуальных кодирующих устройств 3, 4 I о ИК-1 ПК --/i, сумл:атор 6, вв1ходное устройсгво 7, соедипеипое через двоичный аи1ал 6 с лриемником, который еодержит линейный блок J е синхронизируемым геператоро.м тактовых имлульсов; прие.мный расиределитель 10 п вндуальиых деко.чнрующих ч:1Т)ойс1: МД-п (11, 12 и 13), рабогаюпи1х иа своих тактовых импульсов.

На нередаче вход каждого И1 дивидуалыю1о кодирующего устройства иодключеи i.; источнику двоичного , а выход --- i; иогребителям.

Индивидуальное кодируюилее устройство )аботает еледуюии-ьм образом.

При наличии статического состояин; в двоичном сигнале стартстоннвн расп1)еделитель М находится в иеходном ноложепип и i;a все.х его выходах, кроме первого, наиряжепие огеутствует (фиг. 4, а-о), в результ;лс- чею

схема еовпаде11ия /а ири состоянии двоичного )/ пе пропуекает па выход кодируюп1,его стройсгва тактовые и.мпульсы (. 4, и а). При переходе двоичного еигна;ia из еоетояиия «пуль в еостояние «единица (с|яп. 4, (. б) П)оисходит выделение зиачап1его MOMcnia модуляции с помощью детектора зпачап;его момента модуляции 16 (фиг. 4, аи и определение е помощью преобразователя 17 «интервал-число его положения TI ио отношению к следующему за ним тактовому импульсу. Результат этого измерения фиксируется ъ виде двоичного чиела. В этот же момент имнульсом, поступающим из детектора зпачап1его мо.мепта модуляции по запуекаюи е.му входу етартстопного распределителя, запускается етартстоиный распределителя /-/, в рез льтате чего появляетея паиря/кеппе Jia eio BTCJPOM выходе (фиг. 4, а-о), что ириводит к выключению схемы еовиадеиия 15, а на вв1ходе кодируюнг,его устройства с помоп;,ью схемы совпадения 18 формируется тактовый импульс, значение которого «единица противоположно значению тактовых импульсов «нули, передаваемых схе.мой совпадения 15 до г.оявления значащего момента моДуляции. Па фиг. 4 значение «нули уеловно показаны точками. Этот имнулье обозначает ноявле11ие зпача1цего момента модуляции, т. е. является етартовв1м, но одновременно ч азывает и на нанравление значащего момента модуляции. Далее стартстопиви ; распределитель продолжает работать от тактовых импульеов, схемы совпадения 15 и 18 выключаются, а с по.чощью считывающего уетройства 19, которым зафиксировано положение значащего MOMeiHa модуляции (фиг. 4, а-к) в канал через схему «ПЛП 20, выводятся элементы двоичного числа.

Таким образом, длина кодовой комбинации дин импульс, что позволяет,

сокращается на например, 1юлучи1 ь вынгрыш но скорости неГ)едач1; .чов двоичной инфор.мации до 33;ij (при длине кодовой комбинации в известной системе li три импульса) при той же точности воснро 13Бедепия значащего .момента модуляцни.

После передачи кодовой комбинации, если в двоичпо.м eiiiTiaie пе появляется новый значащий MOMeirr модуляции, раенределнтель устанавлиьаетея в исходном положении ((j)iir. 4, с; с} после чего с помощью схемы совпаденпя 15 в 1-;апал пост упает последовательность тактовых значепия «единицы, подтверждая состояние передаваемого двоичпо1о сигнала «единиц,а до иоявлепия след}Ю1це1о значащего .момента модуляции.

На прпеме и 1дивидуальпый сипхронный Д1:..й ечгча.: каждого капала (фиг. 4, а-л) HocivnaeT па .л еоответствующего индивидуального декод1 рующего уетройетва и воздействует на схе.му выделения етарта, которая состоит нз су.1.1ато})а 21 «но .модулю 2 и совнадения 22. В начальном состоянии на входе дексдируюндего устройства индивидуальныи синхронный сигнал нмест состояние «нуль, в соответств) с этнм выход триггера 23 также и.меет состояние «нуль, и на выходе сумматора 21 «но модулю 2 наиряжение отсутствует.

В результате схема совнадения 22 отключена, а стартстоннын раснределитсль 24, имеющий т выходов, находится в исходном состоянии, и на всех выходах, кроме первого, напряжение отсутствует. При ноявленнн стартового импульса (в этом имеющего значение «единица) в инднвидуально.м синхронном двоичном сигнале на выходе сумматора «по модулю 2 нояБ.тясгся и.мпульс (фиг. 4, а-м), который проходит через схему совнадения 22 и запускает стартстонный раснределитель 24, при это.м схема совнадения 22 выключается. Далее работа стартстониого распределителя синхронизируется тактовыми импульсами (фиг. 4, а-а). При каждо.м тактовом импульсе расиределитель иродвигается на один щаг внеред. С номощью стартстонного распределителя элеме11ты кодовой комбинации принятого индивидуального синхронного двоичного сигнала, нредставляюпдие чпсло в двоичной форме, вписываются в накоптель 25. По состоянию записи числа сигналом с т-го выхода стартстонного раснределнтеля включается преобразователь 26 «чнсло-интервал, который восстанавливает положение значащего моме1гга модуляции но огношенню к тактовому импульсу. Сигнал, соогветствующий положению значащего мо.меига модуляции с выхода преобразователя «число-интервал, подается на счетный вход триггера 23, на выходе -которого формируется принятый двоичный сигнал (фиг. 4, а-н).

В предлагаемой системе передачи нри одиночном сбое в синхронном двоичном канале пропадание импульса (фиг. 4, а-о, точка /i) воспринимается декодирующим устройством как старт, в результате чего изменяется полярность принятого сигнала на выходе триггера (фиг. 4, а-п). Однако ввиду иодтверждения в канале состояния сигнала импульс, имеющий значение «единица (фиг. 4, а-о, точка /г) принимается в качестве старта, и триггер возвращается в правильное положение.

Таким образом, в предлагае1мой системе сбой одиночного и.мпульса в сипхронном двоичном канале приводит к ошибочному приему двоичного сигнала лишь на интервале, равном времени передачи одной кодовой комбинации.

Особенностью индивидуальных коднрующих и декодирующих устройств в данной анпаратуре является объединение функций нреобразователя, считывающего устройства и распределителя в одном устройстве - регистра сдвига с выключаемыми счетными связями в режиме сдвига. Эти устройства выполнены на элементах дискретной техники.

В стационарном режи.ме триггеры 27-30 с помои1ью запомииающих схем совпадения осуществляют стробирозакие двончпого спгнала и продвижение его на выход кодирующего устройства через схему «НЛП 40.

При появлеиии в двоичном сигнале значащего момента модуляции пронсходпт иринудительиая начальная установка триггеров 27-30 Б состояние «нуль, а триггера 41 - в состояние «единица. Этот сигнал устаиовки снимается с детектора значащего момента модуляции, состосящего из двух отдельных детекторов (значащих моментов модуляции «единиц и значапиьх моментов модуляцни «иулей). выполненных в виде двух днфферснцпрующих цепочек, выходы которых обьед;п1ен1л схемой «П.ЧП па диодах -12.

Установка триггера 41 в это состояние приводит к тому, что триггеры 27-30 посредством схем совпадений 43-15, включающих счетные связи, переключаюгся в режим счетчика до прихода ближайшего тактового импульса, сбрасывающего триггер 41 в состоянне «}1уль, и отсчитывают некоторое число всномогательных имнульсов (счетных пмнульсов СП). Частота этих нмпульсов выбирается выше частоты тактовЕ ьх 1мнульсов в восе.мь раз, и таким образом каждому значению интервала между значащим момепетом модуляции и ближайшим тактовым импульсом (фиг. 6, c;--d) соответствует двоичное Ч11сло, онределяюпдее положение значащего MOMcirra модуляции для данного случая с точностью до 1/8 периода тактовых импульсов, затем выводится из регистра сдвига с помощью схем совпадений 31-38 и схемы «ПЛИ 40 в качестве трех последних и iпyльcoв кодовое комбинации (фиг. 6, б-е).

Первый и нyльc этой четырехразрядновой кодовой ко.мбипацип (стартовой) формируется задним фронтом нмнульса, снимаемого с триггера 41 с помощью дифференцирующей схемы 46 и запоминающей схемы совпадений 47.

Пмнульс с выхода схемы 46 производит стробирование двоичного сигнала, поэтому значение стартового импульса («нуль или «единица) совнадает со значением двоичного сигнала, наступившего после значащего момента модуляции.

В регистр сдвига но окончании работы в счетном режиме начинает вводиться двоичный сигнал, простробированпый тактовыми импульсами, следовательно, на выходе кодирующего устройства после передачи кодовой комбинации появляются тактоаые и.мн льсы, зпачепие которых совпадает со значенпем входного сигнала.

Таким образом, осуществляется переход кодирующего устройства в стационарный режим, в котором подтверждается значеппе двоичного сигнала. С приходом нового значащего момента модуляции стационарный режим прерывается, и все операции повторяются.

На входе декодирующего хттрсЛютва до мо

/1 индивидуальный сипхрип и )П сигнал имеет состониио «нхлг, Tlinrrtpbi 48-52 иаход5ггс5; в «нуль. С нриходол) (в момент 1 стартового импульса триггер 48 ваетея в соетояние «единнпа. кс дншаясь с НОМ01НЫО ехем сОБнаде но рсг 1етру, в момент времени /: ; ся Б т )нггер 51. С этого люменга с спо модулю 2 начинает выд;1ва:ь со-ласовання, сущеетвующег з ме/; ниямн триггера 51 и 52. В еоотвстсгвнн с тим сигналом ехемв совнадения 62-64 включают счетные связи, нревран1,ая трип-еры 1S---5U з двоичный ечетчик, отсчнтываюни1Н счетные импульсы, чаетота -ггих нмнульсов та же, что и в кодирующем устройстве. Отсчет ведется до тех пор, нока схема еовпадення 65 не отметит состояния счетчика «все нули (начальIoe состоящее счетч--а в коднруюшем усгройстве).

С ноявлеиием этого состояния сигнал с выхода схемы совпадения 65 перебрасывает триггер 52 по счетному вх1.,1Ду в состояние, одинаковое с состоянием триггера 51.

В соответствии с этим, сигнал :та выходе сумматора 61 пропадает, схемы совпадения 62-64 выключаются, н отсчет прекращаетея.

Так как начальное состояние счетчика з декодирующем устройстве является двоичны числом, соответствующим интерзалу ii. то досчет этого чиСоТа до начального состояния счетчика кодирующего устройства происходит в течение интервала Т-TI (фиг. 8, в-о), на который следует задержать переключение выходного триггера по отнощению к переключению триггера 51, чтобы правильно воепроизвести фронт двоичного сигнала в пределах четвертого тактового интервала (считая от начала до стартового импульса).

Схема совпадения 66 служит для установк : триггеров 48-50 в состояние «единица после окончания досчета при зиаченин стартового импульса «единица.

При отсутствии данной цепи конечное состояние триггера («нуль) устанавлнзается от действия следующего тактового пмнульса и приводит к ложному стапту.

В больщинстве случаев тачая цепь установки триггера декодирующего устрО 1сгва может оказаться неудобной, так как ее введение вызвано различ 1ем в конечном состоя1Ч и () трех триггеров регистра деко.-и рУ-- Щустройетва и стационарным соетоя1-:ием, еледующим за значащим -iOMeino): :40,:iv iHiiiiii «единиц. Для устранения этого недостатка в кодирующем устройстве изменяются начальные состояния счетчика с изхМенением значащего момента модуляции. Так, при поступлении в кодирующее устройств мента модуляции «единиц счет не с состояния «нулей, «нуль в -.ладщем разряде и нииы в остальных. При поступле1;: :1и

MOMeirra модуляци «нулей у.тобно начать ечет с состояния «все единицы, тогда доС4ГТ нолучаемого в кодирующем устройстве числа ведется в декодируюн1ем )стройстве до

состояния «все единицы, нри передаче значащего момента модуляции «едиш-щ и до (л)етояния «все нули, нри передаче знача1цеIo момента модуляции «ny.Teii, м 11адобность 15 т ачальной установке триггеров декодируюН:,его уст:}011ства отпадает.

Счетные импульсы могут быть нееннхронными с тактовыми, однако в этом случае погрещиоеть воепроизведения (зона качания) зиачаи;его момента модуляции в декодирую1Дем устройетве составляет один период счет1ых импульсов.

При наличии синхронизации ногрещноеть составляет всего ноловину периода счетных импульсов, т. е. уменьщается вдвое.

Для нолучения синхронизации тактовых и счетиых импульсов необходимо как на передаче, так и на приеме формировать гюследовательноети счетных импульсов с помощью дополнительиых делителей частоты. Ма передаче доиолнительпый делитель частоты управляется сигналами генератора тактовых ИМПУЛЬСОВ, а на приеме работает от синхронизируемого генератора тактовых импу.льсов линейного блока.

Предмет изобретения

Многоканальная аппаратура передачи двоичных сигналов, содержащая на передаче и на работающие синхронно и синфазно распределители, индивидуальные кодирующие, декодирующие и выходное устройство, последнее соединено через канал связи с линейным блоком, отличающаяся тем, что, с целью более эффективного использования пропускной способности синхронного двоичного канала и повыщения достоверности передачи сигналов при сбоях импульсов ь канале, в ней

ца передаче в каждом индивидуальном кодирующем устройстве вход его через детектор 3}1ачащего момента модуляци сигнала иодключен ::-: первому входу преобразователя «интервал-число и к затускающему входу

стартстопного распределителя с синхронизацией тактовыми импульеами по вторым входам, причем () из (m-f) выходов распределителя, начиная с третьего, соединены со счит1з1ваюнгим устройством, а (т-1) выходов

преобразователя через это же считываюн1ее Устройство подключены к первому входу схемы «ИЛИ, выход которой является выходом кодирующего устройства, а ко ,;у и

третьему входам этой схемы «И.,

подсоеД

входы которых :одключены ко входу кодируюнего устоойс;Еа вторые-ко тактовых импульсов, а третьи, соответственно, - ко втором - и П1;т:во :у выхотам стартстопного расдуальном декодирующем устройстве его вход подключен к первому входу сумматора по «модулю 2 и к ииформаачопному входу накопителя, выход сумматора подключен на первый вход схемы совпадения, связанной с запускающим входом стартстопного распределителя с синхронизацией его тактовыми импульсами, первый выход распределителя подсоединен ко второму входу схемы совпадения, а остальные (т.-) выходов распределителя подключены к накопителю, (т-1) выходов которого, в свою очередь, подключены к преобразователю «число-интервал, а управляющий вход последнего соединен с выходом распределителя, выход преобразователя соединен со счетным входом триггера, а выход триггера, управляющий вторым входом сумматора, является выходом декодирующего устройства. ...... ,..„,„ ттт-т г-г-тт - -i --riJ 11: S i L.:.l--г- М ;: г -.--i.

10

2.Многоканальная аппаратура по п. 1, отличающаяся тем, что в кодирующем и декодирующем устройствах считывающее устройство, распределитель, преобразователь «число-интервал, накопитель, соответственно, объединены и выполнены в виде отдельных триггерных регистров сдвига, в которые введены счетные связи с возможностью их выключения в режиме сдвига.

3.Многоканальная аппаратура по п. 1, оглинающаяся тем, что детектор значащих моментов модуляции выполнен в виде двух отдельных детекторов значащих моменетов модчляции «единиц и значащих моментов модуляции «нулей, а выходы детекторов объединены схемой «НЛП, причем между ними и грнггерным регистром включены две схемы начал1;ной стаповки триггеров регистра. --{ZH i j1,5; -.., .-..

a

(7-ЛrS20

Bbix.

-Л

L LB

c-3

ffx.

0-

a-л

П

,.-J.wJ,i,,.L,J,«j

i Z

U.,,

ТИ

0

a-a

а-н

Фиг J

Ошиока

. 6-5 S-в

б-г б-д S-e

i номбинацир

I

I

Т г

II HodoBafi ног бинаци.р

Фиг. 7

в-д

/--г.

.