Устройство для передачи цифровой информации Советский патент 1987 года по МПК G08C19/28 

ключей к первому входу третьего элемента И и к второму входу счетчика импульсов, выход третьего элемента И соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ и третьим входом второго элемента ИЛИ, выход элемента И-НЕ подключен к второму входу четвертого элемента ИЛИ, первые выходы блока переключающих триггеров подключены соответственно к входам шестого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом перйого формирователя импульсов , вторые выходы блока переключающих триггеров подключены соответственно к входам седьмого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом второго формирователя импульсов, выхода первого и второго формирователей импульсов соединены соответственно с первым и вторым входами пятого элемента ИЛИ, выходы третьего и

пятого элементов ИЛИ соединены соответственно с первым и вторым входом счетного триггера, вторые входы второго и третьего элементов И соединены с вторым входом узла адаптации, первый вход которого подключен к третьему входу элемента И-НЕ узла адаптации, выходы второго элемента ИЛИ и четвертого элемента ИЛИ подключены соответственно к первому и второму выходам уэла адаптации, первые, вторые и третьи,входы блока переключающих триггеров подключены соответственно к третьим, четвертьтм и пятым входам узла адаптации, третий вход пятого элемента ИЛИ соединен с шестым входом узла адаптации, вторые входы первого элемента И и первого элемента ИЛИ соединены с седьмым входом узла адаптации .

УСТРОЙСТВО ДОЯ ПЕРЕДАЧИ ЦИФРОВОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержащее распределитель импульсов, выходы каждой ячейки которого, кроме последней, соединены с первыми входами элемента И-ИПИ, первый выход последней ячейки распределителя импульсов соединен с первыми входами элемента ИЛИ и элемента сравнения j второй вход которого сое/щнен с входом устройства, выход 3J MeHTa сравнения подключен к входу счетчика импульсов, первые выходы каждой ячейки которого соединеиы с вторыми входами элемента И-ШШ, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ, генератор тактовых импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены элемент И и узел адаптации, первый выход которого подключен к входу распределителя импульсов, второй выход которого подключен к первому входу элемента И, к второму входу которого подключён выход элемента ИЛИ, выход элемента И соединен с выходом устройства, первый и второй выходы генератора импульсов подключены соответственно к первому и второму входам узла адаптации, первые и вторые выходы каждой ячейки счетчика импульсов подключены соответственно к третьему и четвертому входам узла адаптации, пятые входы которых соединены соответственно с выходами каждой ячейки распределителя импульсов, кроме последней, первый выход последней ячейки распределителя импуль- сов соединен с шестым входом узла адаптации, второй выход последней ячейки распределителя импульсов подключен к седьмому входу узла адаптации . 2. Устройство по п. I,отличающееся тем, что узел адаптации содержит элементы И, элементы ИЛИ, элемент И-НЕ, счетный триггер, блок переключающих триггеров, счетчик импульсов и формирователи импульсов, выходам счетчика и myльcoв, кроме двух ;о последних, соединены соответственно Оо с первыми входами элемента И-НЕ, предпоследний выход счетчика импульсов соединен с первыми входами первого элемента И и первого элемента ИЛИ, сл выход которого соединен с вторым входо 1 элемента И-НЕ, последний выход счетчика импульсов соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И и вторым входом второго элемента ИЛИ, первый выход счетного триггера соединен с первым входом второго элемента И, выход которого подключен к первому входу счетчика импульсов, второй выход счетного триггера под-г

, 1

Изобретение относится к автоматике и телемеханике и может быть применено в аппаратуре передачи информции двоичными кодами.

Известно устройство для передачи цифровой информации, содержащее преобразователь частоты .в п-разрядный двоичный код, состоящий из генератора тактовых импульсов образцовой .частоты двоичного счетчика импульсов и элемента сравнения., а также преобразователь параллельного двоичного кода в последовательный двоичный код, состоящий из распределителя на п+1 положение, элемента И-ИЛИ и элемента 1ЛИ. В этом устройстве энергия сигнала равномерно распределяется между импульсами разрядов кода, причем кодирование в них является оптимальным с точки зрения минимума средней вероятности ошибочных решений на приемной стороне.

Известно также устройство для передачи цифровой информации, содержащее распределитель импульсов, выходы каждой ячейки которого, кроме последней, соединены с первыми входами элемента И-ИЛИ, первый выход последней ячейки распределителя импульсов

соединен с первыми входами элемента ИЛИ и элемента сравнения, второй вход которого соединен с входом устройства, выход элемента сравнения

подключен к входу счетчика импульсов, первые выходы каждой ячейки которого соединены с вторыми входами элемента И-ИЛИ, выход которого подключен к второму входу элемента ШШ, генераO тор тактовых импульсов, а также коммутатор, формирователь кодового импульса и усилитель.

Недостатком известных устройств является неизменяющаяся скорость передачи информации, которая остается постоянной независимо от скорости изменения входной кодируемой информации .

Цель изобретения - повьшение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для передачи цифровой информации, содержащее распределитель импульсов, выходы каждой ячейки которого, кроме последней, соединеш 1 с первыми, входами элемента И-ИЛИ, первый выход последней ячейки распределителя импульсов соединен с первыми входами элемента ИЛИ и эле39

мента сравнения, второй вход которого соединен с входом устройства, выход элемента сравнения подключен к .входу счетчика импульсов, первые выходы каждой ячейки которого соединены с вторыми входами элемента И-ИЛИ, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ, генератор тактовых импульсов, введены элемент И и узел адаптации, первый выход которого подключей к входу распределителя импульсов, второй выход которого подсоединен к первому вхОду элемента И, к второму входу которого подключен выход элемента ИЛИ, выход элемента И соединен с выходом устройства, первый и второй выходы генератора импульсов подключены соответственно к первому и второму входам узла адаптации, первые и вторые выходы каждой ячейки счетчика импульсов подключены соответственно к третьему и четвертому входам узла адаптации, пятые входы которых соединены соответственно с выходами каждой ячейки распределителя импульсов, кроме последней, первый выход последней ячейки распределителя импульсов соединен с шестым входом узла адаптации, второй выход последней ячейки распределителя импульсов подключен к седьмому входу узла адаптации.

Кроме того, что узел адаптации содержит элементы И, элементы ИЛИ, элемент И-НЕ, счетный триггер, блок переключающих триггеров, гчетчик импульсов и формирователи импульсов, выходы счетчика импульсов, кроме двух последних, соединены соответственно с первыми входами элемента И-НЕ, предпоследний вход счетчика импульсов соединен с первмми входами первого элемента И и первого элемента ШШ, выход которого соединен с вторым входом элемента И-НЕ последний выход счетчика импульсов соединен с первым входом второго элемента ШШ и с первым входом третье.го элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемен- та И и вторым входом второго элемента ИЛИ, первый выход счетного триггера соединен с первым входом второго элемента И, выход которого подключен к первому входу счетчика импульсов, второй выход счетного триггера подключен к первому входу третьего ,элемента И и к второму входу сЧетчика импульсов, выход третьего элемен54

та И соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ и третьим входом второго элемента ИЛИ, выход элемента И-НЕ подключен к второму входу четвертого элемента ИЛИ, первые выходы блока переключающих триггеров подключены соответственно к входам шестого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом первого формирователя импульсов, вторые выходы блока переключающих триггеров подключены соответственно к входам седьмого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом второго формирователя импулсов, выходы первого и второго формирователей импульсов соединены соотвественно с первым я вторым входами пятого элемента ИЛИ, выходы третьего и пятого элементов ИЛИ соединены соответственно с первым и вторым входом счетного триггера, вторые входы второго и третьего элементов И соединены с вторым входом узла адаптации, первый вход которого подключен к третьему входу элемента И-НЕ узла адаптации, выхода второго элемента ИЛИ и четвертого элемента ИЛИ подключены соответственно к первому и второму выходам узла адаптации, первые, вторые и третьи входы блока переключающих триггеров: подключены соответственно к третьим, четвертым и пятым входам узла адаптации, третий вход пятого элемента ИЛИ соединен с шестым входом узла адаптации, вторые входы первого элемента И и первого элемента ИЛИ соединены с седьмым входом узла адаптации.

На фиг.1 изображена электрическая схема устройства; на фиг.2 схема реализации т-разрядного управляющего счетчика: на фиг.З - временные диаграммы работы устройства в случае применения 3-разрядного двоич ного кода () и 4-разрядного управляющего счетчика () дпя передачи примерной последовательности кодовых слов 111, МО, 100, 001, 110.

Устройство содержит элемент 1 сравнения, счетчик 2 импульсов, генератор 3 тактовых импульсов, распределитель 4 импульсов, элементы И-ИЛИ 5, ИЛИ 6, И 7 и узел 8 адаптации, в состав которого входит блок 9. переключающих триггеров, состоящий из nRS-триггеров, два п-входовых элемента 1ШИ 10, и Ю,, , два формирователя 11, и импульсов, два трехвходовых элемента РШИ 12 и 13, счетный триггер 14, счетчик 15, три элемента И 16-18, три двухвходовых элемента ИЛИ 19-21 и т-входовьш элемент И-НЕ 22. Устройство работает следующим образом. На вход счетчика 2 через элемент 1 подаются импульсы частотного датчика, не входящего в состав данного устройства, частота следования которых f квантуется и кодируется двоич ным кодом. В результате этого в счет чике 2 фиксируется результаттелеиз мерения в равномерном п-разрядном п раллельном двоичном коде. Затем осу ществляется передача с управлением преобразования параллельного кода в последовательный, формирование длительности разрядных информационных импульсов и пауз, а также синхроимпульса. При этом узел 8 делит тактовую частоту f генератора 3, причем связь между длительностью кодовой посылки J-QM цикле пере дачи и периодом Т тактовой частоты определяется из 1:т„. -н(п+1)Т„ -ь т где Т„ неизменная длительность па зы между передаваемыми импульсами, отвечающая условию- неизменная длительность синхроимпульса, отвечающая условию Тсио( -1) Т,-Т„ ( -1,5) Т переменная длительность импульса i-oro разряда к довой посыпки на j-ом ци ле передачи соответствии с выражениями (2) В и (3) выражение (1) принимает следу щий вид: Т . Т Т . 8b.XJ n,J где К 2 +0,5п-1 -постоянный коэф фициент, не зав сящий от скорое ти изменения пе редаваемой информации . 9 56 Длительность i-ro разряда п-кодовой посылки на j-ом цикле передачи формируется следующим образом. При передаче кодового слова дпиной п на каждом j-ом цикле передачи могут оставаться неизменными все символы или изменяться один, два и т.д., либо все п символов. Максимапьло возможное число таких вариантов изменений равно N п+1(5) Поэтому счетчик 15 (фиг.2) должен на каждом j-ом цикле передачи задавать коэффициент M;j , определяющий длину каждого 1-ого импульса передаваемого кодового слова, т.е. т с учетом в1 гражения (6) выражение (4) принимает вид .Твьи (к- I:M;J) т,, (7) причем М;;; может принимать только два значения: если соответствующий i-й разряд изменился на j-ом цикле передачи;(8) в противном случае, когда разряд не изменился. Между значениями коэффициентов M;J И реализуется следующая зависимость: (2 - -DM;- L, где m - разрядность счетчика 15.; L - целое число, удовлетворяющее условию m-2 L 2 - 1, в случае, когда условно принят равным единице. Таким образом, изменившиеся на J-OM цикле передачи разряды кода передаются длинными импульсами с длительностью Т„ L- Т, , а неизменивщиеся - с длительностью Тг.(12) Вследствие этого время передачи Tg, согласно выражениям (П) и 02), зависит от скорости изменения входной информации. i Из выражений (11) и (12) следует, что, если все разряды кода изменились на j-ом цикле передачи, то Тшх-, кЧпЬ) Т, Т, 6blXJ Т АЛСТХ ) а если все разряды не изменились, то. (К +п) TT. T Во всех остальных случаях, когда некоторые разряды изменились, а нек торые нет, на очередном j-ом цикле передачи длительность передачи Т подчиняется условию (15) т т тщ вых) Поэтому скорость передачи увеличивается в случае, когда передается редко изменяющаяся информация (большинство разрядов кода не изменяются на очередном j-ом цикле передачи). Распределитель А, который переклю чается выходными импульсами узла 8, следующими с переменной частотой , задает коэффициент деле nij ния элементу И-ИЛИ 5 и .одновременно осуществляет поразрядный опрос разрядных выходов счетчика 2. Поэтому длительность пребьшания распределителя 4 в i-OM положении на цикле передачи подчиняется условиям (И) и (12). Импульс с длительностью (фиг.З) используется для синхронизации движения распределителя 4 с распределителем преобразователя кода в приемнике, не входящего в состав предлагаемого устройства. С целью по вьшения быстродействия устройства время, отводимое для передачи синхро импульса, полностью используется дпя квантования и двоичного кодирования частоты следующего частотного датчика в многоканальной системе или вьтол нения очередного (j+l)-ro преобразования частота - код в одноканальной системе.. Формирователь паузы в составе элемента И 7 позволяет преобразовать беспаузный код на выходе элемента ИЛИ 6 в паузный код с посто янной длительностью паузы (фиг.З), отвечающей условию (2). В результате длительность импульса i-ro разряда кода на j-oM цикле передачи отвечает условиям (11) или (12). Блок адаптации работает следующим образом. При изменении потенциалов, поступающих с выходов двоичного счетчика ,2 на информационные входы 3,-3,, и узла 8, которые являются R-BXO ebix дами триггеров блока 9, последние под воздействием импульсов, поступающих последовательно во времени с выходов распределителя 4 на тактовые входы 5,,-5„ узла 8, являющиеся С-входами триггеров блока 9, изменяют свое состояние на противоположное (фиг.З). Это приводит к включению одного из формирователей 11 через соответствующие п-входовые элементы ИЛИ 10 в зависимости от перехода i-oro разряда (при переходе из О в 1 включается формирователь I1 , а при переходе из 1 в О - формирователь llj). Время сохранения включенного состояния формирователей подчиняется условию «(1,5 т 1,8) TTЧерез элемент ИЛИ 12 импульсы с выходов формирователей 11 рключают счетный триггер 14. Таким ббразом, последний включается только в том случае, если произошло изменение передаваемого i-oro разряда на текущем J-OM цикле передачи по сравнению с (j-)-biM циклом. Одновременно с этим триггер 14 через элемент И 16 разрещает включение счетчика 15 импульсами генератора 3, а через элемент И 17 запрещает подачу импульсов генератора 3 на первый (управляющий) выход узла 8. На выходах счетчика 15 (фиг.2) соблюдается следующий закон времени появления импульсов Т 2 Т.. (17) е где С номер выхода счетчика 15, причем t (1тт). Импульс (ra-l)-ro выхода счетчика 15 поступает на управляющий выход узла 8 через элементы И 18 и ИЛИ 13 только в том случае, если распределитель 4 не находится в (п+1)-ом положении (т.е. с инверсного выхода (п+1)-ой ячейки распределителя 4 на вторые входы элементов И 18 и ИЛИ 20 поступает единица). Таким .образом выполняется условие (11)..Одновремен но с этим сигнал с выхода элемента И 18 сбрасьшает через элемент ИЛИ 19 триггер 14, который в свою очередь обнуляет счетчик 15 перед началом обработки следующего (i+l)-ro импульса. Дпя сохранения постоянной длительности паузы, отвечающей условию (2), 9 в узле 8 осуществляются следующие преобразования. Если на первых (т-2) выходах сче чика 15 появляются единицы, которые совпадают по времени с единицей, поступающей на первый (инверсный тактовый) вход узла 8, и с единицей, образующейся на выходе элемента ИЛИ 20, элемент И-НЕ 22 через элемент ИЛИ 21 на 0,5 Т,- запирает элемент И 7 (фиг.З). Если на очередном цикле передачи не произошло изменение i-oro разряда, триггер 14 не включается, счетчик 15 не действует, импульсы генератора 3 поступают на управляющий выход узла 8 через элемент И i (последний включается сигналом инверсного выхода триггера 14) и элемент ИЛИ 13. Таким образом, выполняется условие (12), Для образования паузы в этом случае через элемент ИЛИ 21 тактовый импульс поступает на второй,вход элемента И 7 (фиг.З). Образование синхроимпульса проис ходит следующим образом. Во время пребывания распределителя 4 в (п+1)-ом положении сигналом прямого выхода (п+1)-ой ячейки распределителя 4 через элемент ИЛИ 12 включается триггер 14, который включает счетчик 15. Поскольку в этом случае на элемент И 18 подан 10 запрет от инверсного врлхода (п+1)-ой ячейки распределителя 4, то импульс (m-l)-ro выхода счетчика 15 не проходит через элемент И 18 и не осуществляет сбрасывание триггера 14 (респективно - обнуление счетчика 15). Это позволяет счетчику 15 выдать импульс на своем т-ом выходе через время, которое согласно условию (17) составляет Т . Этот импульс проходит на управляющий (первый) вьрсод узла 8 через элемент ИЛИ 13. Одновременно с этим сбрасывается триггер 14 и обнуляется счетчик 15, после чего узел 8 готов к преобразованиям на следующем (j-f-l)-oM цикле передачи. Пауза в этом случае регламентируется подачей m-l единиц на входы элемента И-НЕ 22 одновременно с импульсом, поступающим на первый инверсный тактовый вход узла 8 (фиг.З). Предлагаемое устройство особо эффективно в сочетании с устройствами помехозащитного избыточно1 о кодирования, когда увеличение длины кодовых слов (респективно - времени передачи) , приводит к снижению быстродействия, которое компенсируется передачей значений разрядов импульсами переменной длины, зависящей от происходящих изменений в передаваемых разрядах.