Файл: Теория и техника передачи данных и телеграфия учебник..pdf

Поляризованные реле находят применение в оконечной и каналообразующей аппаратуре в качестве входных и выходных устройств. На рис. 2.38 приведена схема соединения оконечной и каналообразующей аппаратуры, в которой роль входных и вы­ ходных устройств выполняют поляризованные реле. Если поля­ ризованное реле выполняет роль выходного устройства, то его якорь подключается к исходящей соединительной линии. Если

Оконе чн о я \Соедиштельіі, Кананообраэующая аппаратура , линии і аппаратура

т

1

Ъ J

Рис. 2.38.

же реле используется в качестве входного устройства, то соеди­ нительная линия подключается к обмоткам реле. Образуется цепь, по которой якорь выходного реле управляет работой вход­ ного реле.

Входные и выходные устройства оконечной и каналообразую­ щей аппаратуры могут соединяться относительно заземления по симметричной или несимметричной схеме. В первом случае для соединения оконечной аппаратуры с дуплексным каналом требуются две пары проводов (на рис. 2.38 обратные провода показаны пунктиром). Во втором случае при использовании за­ земления в качестве обратного провода достаточно двух прово­ дов. Однако при этом предъявляются жесткие требования к ве­ личине сопротивления заземления. Кроме того, при несиммет­ ричной схеме усложняется решение вопросов по уменьшению мощности излучения радиопомех при работе входных и выход­ ных устройств.

Применение в современной оконечной аппаратуре электроме­ ханических входных и выходных устройств ограничивается низ­ кой скоростью работы (не более 150 бод). Кроме того, наличие контактов требует регулярного наблюдения, чистки и регули­ ровки, а также применения специальных иокрогасительных. фильтров для подавления помех радиоприему.

§ 2.7. Преобразование непрерывных и дискретных сообщений

В автоматизированных системах связи широкое распростра­ нение находят устройства как дискретного, так и непрерывного действия. Для обеспечения возможности совместного функцио­ нирования таких устройств осуществляется преобразование не­ прерывных (аналоговых) величин, в числовую форму, а также обратное преобразование дискретной (числовой) формы пред­ ставления в аналоговую.

Представление аналоговых величин в числовой форме произ­ водится, например, при вводе информации от автоматических

Ж)

Хе

\

х2

X,

регистрирующих приборов в аппаратуру связи или в ЭВМ . Пре­ образование числовой формы в аналоговую осуществляется в * случаях, когда потребителями информации, поступающей от ап­ паратуры дискретного действия, являются аналоговые устрой­ ства.

Так как непрерывная неличина принимает бесчисленное мно­ жество значений, а результаты преобразования выражаются числами, содержащими ограниченное количество цифр, то по­ добные преобразования можно осуществить лишь приближенно. Такой процесс приближения называется квантованием непре­ рывной величины по уровню и заключается в том, что в области изменения непрерывной величины задается ряд ее уровней — квантов (Хи Х2, ..., Х5 на рис. 2.39) и истинное значение непре­ рывной величины X(t) заменяется ближайшим к нему значением уровня. На практике обычно берется меньший из двух уровней, ограничивающих данное значение X(t). При этом замена мгно­ венного значения X(t) соответствующим квантом производится

с определенной периодичностью (At на рис. 2.39), т. е. непрерыв­ ная величина квантуется и по времени.

Разность значений двух соседних уровней, называемая шагом квантования, определяет максимально возможную погрешность замены истинного значения непрерывной величины «квантован­ ным». Шаг квантования может быть одинаковым для всего диа­ пазона изменения X(t) (равномерное квантование) или различ­ ным (неравномерное квантование). Чаще применяется равно­ мерное квантование, при котором упрощаются схемы и алгорит­ мы работы преобразователей аналоговых величин в код.

Величина выбранного кванта измеряется, и полученное число используется для характеристики (с известной погрешностью) мгновенного значения функции X(t) в момент квантования.

На рис. 2.39 точками отмечены мгновенные значения X(t), а крестиками — ближайшие меньшие по величине кванты. Частота квантования аналоговой величины по времени выбирается в за­ висимости от характера использования полученных данных.

Если по данным о величине квантов предполагается восста­ новление на приемном конце канала связи функции X(t), то тре­ буемая частота квантования по времени определяется в соответ­ ствии с теоремой В. А. Котелыникова. Согласно данной теореме любую функцию X(t),.B спектре которой не содержатся частоты выше /с, можно передавать с любой степенью точности дискрет­ ными значениями этой функции, следующими друг за другом с частотой 2/с, т. е. через At = \/2fc.

В случаях, когда значение кванта передается /-разрядной ко­ довой комбинацией, канал связи'должен пропустить / импульсов за время АІ, и следовательно, требуемая скорость передачи не может быть менее N = llAt ((соответственно длительность элемен­

величины по ее дискретным значениям производится, например, в системах телефонной связи с И К М . Приняв, что наибольшая частота спектра входной аналоговой величины в такой системе

Однако дискретные значения непрерывной функции пере­ даются не обязательно с целью ее последующего восстановления. Довольно часто в системах управления, базирующихся на авто­ матизированных системах связи, оказывается достаточной пере­ дача значительно меньшего количества квантов, чем это тре­ буется в соответствии с теоремой В. А. Котелыникова. При этом частота квантования непрерывных величин и скорость передачи полученных данных существенно меньше, чем при решении задач, связанных с восстановлением непрерывных функций.

Таким образом, в процессе преобразования непрерывной ве­ личины в код необходимо осуществить квантование ее по уровню, последовательное во времени измерение величин квантов и пред­ ставление результатов измерения в виде чисел, для чего обычно используется двоичная система счисления.

Выбор способа (метода) измерения зависит от конкретного вида аналоговой величины, однако, несмотря на большое разно­ образие их физической природы, существуют лишь три различ­ ных способа измерения.

Способ, принятый для измерения, характеризует собой метод

1*?

ч

У3, Уэг Yj3- *э1

Рис. 2.40.

Цель измерения заключается в подборе из имеющихся этало­ нов такой их совокупности, суммарное значение которой с задан­ ной точностью совпадает со значением входной аналоговой вели­

жется больше значения той величины, с которой он сравнивается, то такой эталон исключается из процесса измерения («а рис. 2.40 подобные эталоны изображены пунктиром), а для сравнения бе­ рется следующий меньший эталон.

Для представления результатов измерения в виде числа в двоичной системе счисления значения эталонов следует выби­ рать так, чтобы они образовывали последовательность степеней с основанием 2, например:

дов, используемых для записи результатов измерения в двоичной системе счисления. В этом случае цифровая форма записи соот­

б) Функциональная схема измерителя. Рассмотренный спо­ соб измерения практически используется лишь при преобразова­ нии в числовую форму аналоговых величин, представленных в виде напряжения, так как при этом получается наиболее простая конструкция измерителя.