Проектування тракту передачі даних

Сигнал після ПФК поступає в розташований  далі підсилювач з автоматичним регулюванням посилення АРП, підтримуючий приблизно постійний рівень сигналу для нормальної роботи подальших вузлів приймача.

Показаний на схемі  перетворювач спектра прийнятого сигналу ПС  не є принципово необхідним. Його використовують в більшості ППС, призначених для роботи з каналами ТЧ, коли хочуть спростити реалізацію процесу обробки сигналу і переносять його спектр в область більш високих частот.

  Частотна селекція сигналу  з завад виконується за допомогою смугового фільтра ПФпрм,  частотна характеристика якого узгоджена зі спектром прийнятого сигналу.

Найбільш складним вузлом в приймачі ППС є Демодулятор, який  з модульованого сигналу повинен відновити початкову послідовність «0» і «1». Його роботу і структуру легше зрозуміти, якщо врахувати, що він виробляє операції, зворотні по відношенню до відповідних операцій Модулятора передавача. На схемі показана структура демодулятора при багатократній модуляції. Детектор, або демодулятор сигналу ДМ виділяє модулюючий сигнал з модульованого, його устрій і робота залежать від виду модуляції, що застосовуєть-ся, і алгоритму прийому. Так, наприклад, він може виділяти огинаючу сигналу (при некоге-рентному прийомі), після чого в регенераторі Рег на кожному тактовому інтервалі виносить-ся рішення про прийняття «0» або «1» модуляційного коду. Інформацію про передані елементи отримують з регенерованого сигналу після його декодування з допомогою декодера ДК модуляційного коду. Необхідне перетворення паралельного коду в послідовний виконує паралельно-послідовний перетворювач Пар/Пос, який відновлює початкову послідовність. Вона поступає в дескремблер  ДСк і далі, через узгоджуючий пристрій С2 -  на вихід приймача ППС.

У блоках синхронізації передавача БСпер і приймача БСпр виробляються опорні і керуючі сигнали, необхідні для роботи ППС. На вхід блоку БСпер поступає високочастотне коливання від стабілізованого по частоті задаючого генератора ЗГ. У БСпер необхідні коливання несучої, допоміжної і тактової частоти виробляються шляхом простих операцій з частотою ЗГ: ділення і складання. У БСпр формуються когерентне, допоміжне і тактове коливання. Допоміжне коливання  необхідне для перенесення спектра в перетворювачі спектра прийнятого сигналу ПС. Когерентне коливання використовується в процесі демодуляції, якщо застосовують когерентний прийом.  Тактові імпульси застосовуються для визначення моментів реєстрації ( наприклад, стробування ) демодульованого сигналу в регенераторі. Відповідні схеми синхронізації по несучій ССН і тактової синхронізації СТС використовують підстроювання частоти і фази ЗГ під аналогічні параметри прийнятого сигналу.

Однією з додаткових задач ППС може бути оцінка якості одиничних елементів сигналу, що приймається.  Для цього в схему вводять детектор якості сигналу ДЯС, який може оцінювати рівень сигналу, міру прямокутності його форми, величину крайових спотворень і т.п. Результат оцінки у вигляді сигналу стирання можна використати, наприклад, при декодуванні завадостійкого коду для відновлення спотворених комбінацій.

 

Відносної фазової модуляції ВФМ

У сучасних  ППС, побудованих  на цифрових елементах, генератор Г виробляє сигнал прямокутної форми. В цьому випадку фазоповертач можна виконати, як лінію затримки.На рис.5.3 показана загальна схема такого модулятора для двопозиційної (однократної) модуляції

 

 

 

 

 

 

Рис.5.3

 

Для формування гармонічного сигналу U_c (t), що передається в канал, виділяється перша гармоніка з прямокутного  фазоманіпульованого коливання, для чого  на виході  комутатора встановлюється смуговий фільтр СФ.

Модулятор відносної фазової модуляції ВФМ відрізняється тим, що фаза модульова-ного сигналу змінюється лише при одному значенні початкового модулюючого сигналу, наприклад, “1”. Для реалізації цього правила в розглянуту схему фазового модулятора вводиться вузол перетворювача абсолютного сигналу (кода) у відносний, в якому значення двополярного сигналу змінюється лише при одному значенні абсолютного – початкового модулюючого сигналу. Цей перетворювач ставиться перед комутатором фазового модулятора.

 

Демодулятори ФМ-сигналу використовують когерентні методи демодуляції. Вони полягають в порівнянні фази ФМ-сигналу, що приймається, з опорним когерентним коливанням. Когерентне коливання легко виділяється з сигналу, що приймається, і має рівну з ним частоту, а фаза співпадає з однією з позицій ФМ-сигналу. За рахунок тривалого усереднення фаза опорного коливання мало залежить від завад. Визначення зміни фази інформаційного сигналу відносно опорного здійснюється когерентним фазовим детектором (ФД).

У схему демодулятора ФМ-сигналів (рис. 5.4) входять:

селективний полосовий фільтр (ПФ), схема формування опорного когерентного коливання (СФОК), когерентний ФД, фільтр нижніх частот (ФНЧ) і підсилювач-обмежувач (ПО).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 5.4

Фазовий детектор можна представити перемножувачем напруг інформаційного і опорного коливань. Постійна складова добутку пропорційна зсуву фаз між опорним і вхідним коливаннями. Постійна складова виділяється ФНЧ, а підсилювач-обмежувач  грає роль порогового пристрою.

В випадку відносної ФМ один з  варіантів демодулятора утворюється, якщо в схему рис.5.4 додати після ПО перетворювач коду, що формує абсолютний двополярний початковий сигнал з відносного. При цьому враховується правило відносної модуляції: кожній зміні полярності відносного сигналу ставиться у відповідність певне значення початкового сигналу , наприклад, “1”.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11. ПОБУДОВА  ПРИНЦИПОВОЇ СХЕМИ ГЕНЕРАТОРА

 

  Принципова схема генератора  представлена на рис. 11.1.                            

  Вона виконана на базі 555 серії.

 

 

 

 

 

 

 

Рис.11.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12. РОЗРАХУНОК  НАДІЙНОСТІ ПРИНЦИПОВОЇ ЕЛЕКТРИЧНОЇ  СХЕМИ

ГЕНЕРАТОРА

Надійністю називають властивість  системи забезпечити нормальне  виконання всіх заданих функцій  протягом регламентованого проміжку часу при збереженні в заданих межах всіх якісних показників.

 

		Інтенсивність відказу одного елемента li *10-6	Сумарна інтенсивність відказу  по групі елементів li *10-6
Элемент	Кількість
К555ЛИ6	1	0.024	0.024
Конденсатор	2	0.3	0,6
Резистор	2	0.3	0,6
Дорожки	17	0,015	0,255
Пайки	7	0,04	0,28
Інтенсивність	відказу всіх	елементів	lS = 1.759

Розрахунок  надійності принципової схеми визначаємо розрахунком таких величин:

     - час напрацювання на відмову

 

Вірогідність безвідмовної роботи впродовж 1000 ч :

       

0.998242

Тоді можна обчислити коефіцієнт готовності

 

Кг  =  Тн  /(Тн+Тв) =  0,999973063

 

Проаналізувавши набутого значення вірогідності, можна з упевненістю сказати, що принципову схему розподільника можна цілком використовувати для виготовлення розподільника, точно можна підкоригувати що-небудь для підвищення вірності безвідмовної роботи і часу напрацювання на відмову.

 

 

 

 

 

13. ВИЗНАЧЕННЯ  ОБ'ЄМУ W ІНФОРМАЦІЇ, ЯКА ПЕРЕДАЄТЬСЯ

 

Хай потрібно передати інформацію за часовий інтервал Тпер, який називається темпом передачі інформації, критерій відмови tотк - це сумарна тривалість всіх несправностей, яка допустима за час Тпер. Якщо час несправностей за проміжок часу Т перевищить tотк, то система передачі даних знаходитиметься в стані відмови. Отже, за час Тпер - tотк можна передати С*(Тпер - tвід) біт корисної інформації. З урахуванням вибраних параметрів коду:

 

W = R·С (Тпер - tвід),

 

де R - найбільша відносна пропускна  спроможність для вибраних параметрів циклічного коду.

 

Для Рош1 = 0,0005

 

R1 = 0,957

k1 = 2034

n1 = 2047

С = 1200

 

Для Рош2 = 0,005

 

R2 = 0,750

k2 = 496

n2 = 511

С = 1200

 

Тпер = 580с Tотк = 60с

 

W1 = 0.957·1200·(580 – 60) = 1194336 біт

W2 = 0.750·1200·(580 – 60) = 936000 біт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14. В ИБІР  МАГІСТРАЛІ ПД

 

Даний канал  передачі даних організований на кабельній магістралі завдовжки 4700 км., що складається з ділянок  завдовжки від 500 до 1000 км. Основна  і обхідна магістралі зображені  на Рис.14.

 

Основна магістраль:

1) Лісабон – Мадрид 500км

2) Мадрид – Андорра 500км

3) Андорра – Турін 600км

4) Турін – Ватикан 500км

5 )Ватикан – Перей 1000км

6) Перей – Софія 700км

7) Софія – Київ 900 км

 

Обхідна магістраль:

1) Лісабон – Бордо 1000км

2) Бордо – Париж 600км

3) Париж – Копенгаген 1000км

4) Копенгаген – Таллінн 1000км

5) Таллінн – Вязьма 700км

6) Вязьма – Київ 400км

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 14

 

 

15. Розрахунок  надійності каналу передачі даних

Канал передачі даних організований  на основній кабельній магістралі завдовжки 4700 кілометрів, що складається з шести ділянок (мал. 14.). Використовується апаратура ЧРК типу  К-300 і К-1920.

Середній  час напрацювання на відмову, як передавальній, так і приймальнею части ПЗП, складає Т_ПЗП = 460 ч. Середній час відновлення t_пзп = 0.33 ч. Середній час напрацювання на відмову T_ППС = 490 ч. Середній час відновлення t_ппс = 0.33 ч. Критерій відмови t_відм = 60 с.

Еквівалентна  схема приведена на Рис. 15:

 

 

 

 

 

Рис. 15.

У блоці каналу зв'язку вказані  три типи відмови:

∙ Лінійні (лв)

· Станційні (ств)

·Короткочасні (крв)

Визначимо інтенсивність відмов ПЗП, ППС і їх коефіцієнти готовності Кг:

Для визначення характеристик каналу зв'язку складаємо таблицю (табл. 15.1)

 

Основна магістраль:

 

Табл. 15.1 Інтенсивність лінійних, станційних і короткочасних відмов, коефіцієнтів готовності основної магістралі

 

№ уч	l, км	Лінійні відмови		Станційні відмови		Короткочасні відмови
		лв	Кг лв	Ст	КГ ст.	Кор	Кг кор
1 2 3 4 5 6 7	500 500 600 500 1000 700 900	0,000085 0,000085 0,000106 0,000085 0,000177 0,000124 0,000159	0,99979 0,99979 0,99974 0,99979 0,99956 0,99969 0,99960	0,00574 0,00574 0,00588 0,00574 0,00666 0,00602 0,00645	0,99850 0,99850 0,99843 0,99850 0,99822 0,99839 0,99828	0,006024 0,006024 0,006844 0,006024 0,011367 0,007892 0,010231	0,999975 0,999975 0,999966 0,999975 0,999906 0,999955 0,999924

 

 

 

 

 

 

Для всього каналу зв'язку:

Для каналу зв'язку:

_кс= _лв+ _ст+ _кр= 0.097457 1/г;

К_{Г кс}= К_{Г лв}·К_{Г ст}·К_{Г кр}= 0.98652.

Для каналу передачі даних:

_кпд= 2 _пзп+ 2 _ппс+ _кс= 0.105 1/г.

К_{Г кпд}= К² _пзп· К²_{Г ппс}· К_{Г кс}= 0.98376

Середній час наробку на відмову  КПД:

Т_кпд= = 9,523 ч.

Середній час відновлення КПД:

_кпд= = 0.1572 г.

Інтенсивність відновлення:

                         1/г.

Імовірність безвідмовної роботи за 12 г:

= 0.2836.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обхідна магістраль:

Табл. 15.2 Інтенсивність  лінійних, станційних і короткочасних  відмов, коефіцієнтів готовності обхідної магістралі

№ уч	l, км	Лінійні відмови		Станційні відмови		Короткочасні відмови
		лв	Кг лв	Ст	КГ ст.	Кор	Кг кор
1 2 3 4 5 6	1000 600 1000 1000 700 400	0,000177 0,000106 0,000177 0,000177 0,000124 0,000071	0,99956 0,99974 0,99956 0,99956 0,99969 0,99982	0,00666 0,00588 0,00666 0,00666 0,00602 0,00555	0,99822 0,99843 0,99822 0,99822 0,99839 0,99855	0,011367 0,006844 0,011367 0,011367 0,007892 0,004545	0,999906 0,999966 0,999906 0,999906 0,999955 0,999985