возникает в старшем разряде кода.
Для устранения этого недостатка и применяется код Грея, т.к. в
этом коде при переходе от одного числа к другому комбинация
изменяется только в одном разряде, а не в нескольких, как в
двоичном коде. Причем кодовая маска составлена так, что изменение
(в старшем или младшем – безразлично) может дать погрешность только
на единицу, т.е. в весе младшего разряда.
Цифро-аналоговый преобразователь.
ЦАП второго ТИ строится по методу суммирования токов с
весовыми значениями резисторов (см. рис.6.8). ЦАП состоит из
последовательно-параллельного регистра, преобразующего
последовательный код в параллельный, источников тока I1 – In,
ключей коммутации К1 – Кn, декодирующей сетки, выходного
усилителя. При поступлении последовательного кода, он преобразуется
в параллельный, который поступая на управление ключами коммутации
заменяет соответствующие из них. На входе выходного усилителя
формируется напряжение в соответствие с поступившем кодом.
Декодирующая сетка с весовыми резисторами для преобразования кода в
напряжение по методу суммирования токов состоит из последовательно
соединённых резисторов, сопротивления которых пропорциональны весам
двоичных разрядов. Все источники тока дают одинаковое значение тока
и имеют бесконечно большое внутреннее сопротивление. на выходе
сетки представляет собой суммарное падение напряжения на цепочке
резисторов. Если замкнуть только ключ Кn, то ток источника In
протекает по всем сопротивлениям схемы и
Uвых = IR?2 n-1.
Если все ключи замкнуты, то на выходе возникает максимальное
значение напряжения:
Uвых = IR? (2 n-1 + 2 n-2 + … + 21 + 20).
Это значит, что выходное напряжение является функцией
преобразуемой кодовой комбинации при условии, что сопротивление и
источники тока идеальные.
Цифровая индикация.
Для отображения цифровой информации полученной с выхода АЦП в
системе используется устройство цифровой индикации с формированием
цифр в процессе считывания. В нашем случае применяем индикаторы на
светодиодных матрицах, в которых формирование цифры происходит из
семи полосок, так называемые семисигментные индикаторы. Такие
индикаторы требуют специальное устройство для их управления,
которое называется дешифратором двоичного кода в код управления
семисигментным индикатором. Одна декада такого семисигментного
индикатора с дешифратором изображена на рисунке 6.9. В качестве
индикатора используется семисигментный индикатор АЛС 321, а в
качестве дешифратора интегральная микросхема 514 ИД 2. Например,
при поступлении на вход дешифратора кода соответствующего четырем,
т.е. 0100, открываются ключи выходам дешифратора 514 ИД 2 и
начинают светиться сегменты 2,3,6,7, образуя цифру 4.
Преобразователь двоичного кода в инверсный.
В качестве кода адреса КП используется инверсный код.
Инверсный код по сравнению с двоичным кодом имеет удвоенное число
символов, причем вторая половина группы символов совпадает с
первой, если число 1 в исходной группе чётное и добавляемые разряды
инвертируются, если число 1 в исходной группе нечётное. Схема,
выполняющая данную функцию приведена на рис.6.10.
Работает схема следующим образом. Исходная комбинация
поступает на вход устройства анализа чётности 1, на входы
инверторов 2-4 и первый канал коммутатора 5. Выходы инверторов
подключены ко второму каналу коммутатора. При наличии в исходной
комбинации чётного числа 1, на выходе анализатора чётности
формируется логический 0, и данные с канала 1 коммутатора в прямом
коде выдаются на выход коммутатора. Если число 1 – нечётно, на
выходе схемы 1 формируется 1 и с канала 2 коммутатора код в
инверсном виде выдаётся на выход коммутатора.
Приём инверсного кода осуществляется в 2 этапа. На первом
этапе определяется число 1 в первой основной группе символов. Если
число 1 – чётное, то вторая группа принимается без изменений, если
нечётное, то символы второй группы инвертируются. После этого они
поэлементно сравниваются и при наличии хотя бы одного несовпадения,
комбинация бракуется.
Схема приёмной части инверсного кода приведена на рис.6.11.
Работает она следующим образом. Первая исходная группа принимается
устройством анализа чётности 1, вторая в исходном состоянии
поступает на вход первого канала коммутатора 5 и в инверсном коде
на вход второго канала коммутатора 5. Если число 1– чётно, то на
выходе схемы 1 формируется 0 и информация второй группы в прямом
коде поступает через коммутатор 5 на входы полусумматоров 6-8, где
поразрядно сравниваются при совпадении на выходе элемента 9
формируется уровень 0, что свидетельствует об отсутствии ошибок.
Если сравнение не происходит, то на выходе элемента 9 формируется 1
и кодовая комбинация бракуется. Если число 1 в исходной комбинации
нечётно, то на выход коммутатора передаётся инверсный код второй
группы и далее всё протекает аналогично.
Преобразование двоичного кода в код Хемминга.
В коде режима КП используется код с исправлением одной ошибки.
Код режима КП имеет три двоичных разряда и соответствующие им 6
разрядов кода Хемминга.
Код Хемминга имеет вид:
К1 К2 d3 К3 d2 d1
d1 – d3 – код данных (d3 – старший разряд);
К1 - К3 – контрольные символы.
Определение состава контрольных символов, т.е. определение
того какой контрольный символ должен стоять на контрольной позиции
(0 или 1) производится по коэффициентам при помощи проверки на
чётность следующим образом. В таблице 6.1 записаны все кодовые
комбинации, исключая нулевую, для трёхразрядного двоичного кода и
рядом справа, сверху вниз поставлены символы комбинации кода
Хемминга.
Таблица 6.1.
|3 (d3) | | |Символы |
| |2 (d2) |1 (d1) |кода |
|0 |0 |1 |К1 |
|0 |1 |0 |К2 |
|0 |1 |1 |d3 |
|1 |0 |0 |К3 |
|1 |0 |1 |d2 |
|1 |1 |0 |d1 |
По таблице 6.1 составляется таблица 6.2 , в которой выписаны
символы в трёх строках в следующей последовательности:
Таблица 6.2.
|К1 |+ d3 |+ d2 | - |
|К2 |+ d3 | - |+ d1 |
|К3 | - |+ d2 |+ d1 |
В первую строку таблицы 6.2 записываются символы, против
которых проставлены символы «1» в младшем разряде комбинации
двоичного кода таблицы 6.1, во вторую строку проверочных
коэффициентов записываются символы, против которых стоит 1 во
втором разряде таблицы 6.1, третью строку таблицы 6.2 записываются
символы, против которых стоит 1 в третьем разряде таблицы 6.1.
Число проверок означает число строк в проверочной таблицы
6.2,которое равно числу контрольных символов К.
Нахождение состава контрольных символов при помощи проверок
производится следующим образом. Суммируются информационные символы,
входящие в каждую строку таблицы 6.2. Если сумма 1 в данной строке
чётная, то значение символа К=0, если нечётное, то К=1. При помощи
первой строки таблицы 6.2 определяется К1, второй – К2 и третьей –
К3.
Схема преобразователя двоичного кода в код Хемминга приведена
на рис.6.12.
Декодирование кода Хемминга производится методом проверки
комбинации на чётность по коэффициентам таблицы 6.2 (см. рис.6.13).
Если комбинация принята без искажений, то сумма 1 по модулю 2 даёт
0. По результатам суммирования каждой из проверок составляется
двоичное число, которое указывает на место искажения.
Например, первая и вторая проверки показали наличие искажения,
а третья дала 0. Получаем число 011=3, это означает, что в третьем
символе кодовой комбинации, включающей и контрольные символы (счёт
слева направо) возникли искажения, поэтому этот символ необходимо
исправить на обратный. После этого контрольные символы, стоящие на
заранее известных местах отбрасываются.
Декодер кода Хемминга в исходный код приведён на рис.6.13.
Функциональная схема.
Функциональная схема работает следующим образом. На пульте
управления ключами выбора КП выбирается контролируемый пункт, с
которым необходимо работать. Ключами выбора объекта выбирается
соответствующий объект управления, ключами режима – режим работы.
После набора операции код выбора КП преобразуется из потенциального
в двоичный код на преобразователе кода 4, а на элементах 9 –12, 18
преобразуется из двоичного кода в инверсный. Код с ключей выбора
объекта управления на преобразователе 5 преобразуется в двоичный
код, а на эле 13 – 15 (полусумматорах) в код Хемминга. Код режима
на элементах 1 – 3 преобразуется в код Хемминга. Преобразованные
коды поступают в блок режимов работы 21 и далее под действием
сигналов с распределителя импульсов РИ 19 записываются в
параллельно-последовательный регистр 23 и под действием сигналов с
РИ последовательным кодом выдаются в линейный усилитель ЛУ 24 и
далее в линию связи с КП. Генератор тактовых импульсов ГТИ 16
служит для формирования тактовых импульсов управления РИ.
Код из линии связи поступает в первый КП, проходит через
линейный усилитель ЛУ1 25 и далее распределяется по узлам КП.
Синхроимпульсы с выхода ЛУ1 поступают в генератор тактовых
импульсов ГТИ 38, где с помощью специальной схемы происходит
подстройка его частоты к частоте ГТИ ПУ.
Остальной код поступает в последовательно-параллельный регистр
27, где под действием сигналов с распределителя импульсов 46
преобразуется в параллельный код.
Общий адрес с регистра 27 поступает в преобразователь
инверсного кода в двоичный, выполненный на элементах 31 – 34, 42,
47 – 50. При условии отсутствия ошибки в слове с выхода элемента 50
в блок режимов работы 51 выдается сигнал об отсутствии ошибки в
коде и БРР производит анализ общего адреса поступившего из регистра
27 в БРР. При условии совпадения адреса КП с принятым адресом БРР
продолжает дальней- шую обработку кода. При обнаружении ошибки в
инверсном коде элемент 50 выдает об этом сигнал в БРР и обработка
общего адреса не происходит.
Если информация предназначена данному КП, то БРР выбирает
соответствующий объект управления и производит над ним заданную
операцию. Происходит это следующим образом. Код адреса объекта
управления с выхода регистра 27 поступает на вход декодера кода
Хемминга на элементах 35 – 37, 43 – 45, где производится его
анализ, данные анализа с выходов элементов 43 – 45 вместе с
двоичным кодом с выхода регистра 27 поступают в БРР, где при
отсутствии ошибки в коде происходит его дальнейшая обработка. При
наличии ошибки происходит её исправление и только затем код
обрабатывается. Тоже самое происходит и с кодом режима работы (ТУ,
ТС, ТИ) который в виде кода Хемминга поступает на декодер на
элементах 28 – 30, 39 – 41.
Предположим, что передана команда на включение третьего объекта ТУ, в этом
случае после анализа кода БРР выдает соответствующий адрес и команду
«включить» на вход коммутатора 53, который передает данную команду на выход
D3 и далее в ТУ3, который включается и выдает сигнал об изменении
состояния «выключено» на состояние «включено». Данный сигнал через элемент
56 поступает на вход D1 коммутатора 55 и под управлением сигналов адреса с
БРР выдается на входы D параллельно-последовательного регистра 54. Под
действием сигналов с РИ данная информация последовательным кодом передается
в преобразователь двоичного в циклический код 52 и далее в ЛУ1. Линейный
усилитель выдает код в линию связи с ПУ. Код поступивший в ПУ через ЛУ 24
поступает в БРР 21 и далее на преобразователь циклического кода в двоичный,
с выхода которого код поступает на вход D1 последовательно-параллельного
регистра 20. Под управлением сигналов в выхода БРР в регистре происходит
преобразование последовательного кода в параллельный и выдача его на входы
D коммутатора 17. Под действием сигналов адреса с выхода БРР данный код
выдается на выход D1 коммутатора 17 и далее в схему управления “светлым
щитом” 6. Оттуда сигнал выдается на лампы сигнализации. При этом лампа
свидетельствующая о выключенном состоянии третьего объекта телеуправления
гаснет, а лампа «вкл.» соответствующая третьему объекту начинает мигать до
тех пор, пока ключ квитирования третьего объекта не будет установлен в
соответствующее состояние и не будет нажата кнопка «квитирование». После
этого лампа включения третьего объекта будет гореть ровным светом. При
передаче на КП сигналов о вызове состояния объектов телесигнализации
передачи состояния объекта происходит аналогично. Если поступил запрос на
телеинформацию с первого или второго объекта ТИ, работа системы происходит
аналогично. При запросе аналоговой информации с ТИ она предварительно
преобразуется в код Хемминга в АЦП 58 построенному по методу считывания.
Далее она пересылается в ПУ, где с выхода коммутатора 17 поступает на ЦАП
18 построенный по методу суммирования токов и далее поступает на аналоговый
указатель.
Дискретная информация, поступающая из ТИ 2 в ПУ с выхода D2
коммутатора 17, поступает в блок управления цифровой информацией 7,
где происходит преобразование двоичного кода в код управления
цифровыми семисегментными индикаторами.
Так как схема построения системы передачи информации цепочная,
т.е. от ПУ к КП1 отКП1 к КП2 и т.д. и обратно, то в КП1 введён
второй линейный усилитель ЛУ2 26, который передает информацию в КП2
и принимает её из КП2 и через ЛУ1 выдаёт на ПУ.
Страницы: 1, 2, 3
|