Файл: Клебанский Р.Б. Преобразователи кода в напряжение.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 03.08.2024

Просмотров: 67

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

управляемого

триггерами 1.

Работой преобразователя

управляет

распределитель

импульсов 4.

Выход схемы сравнения 6' подсоединен

к разрешающим входам схем

3, которые опрашиваются

импульсами

с выхода схемы 4. Триггерный

регистр

/

управляется по

счетным

входам через схемы И Л И .2, причем в

каждом нечетном

такте на

вход одной из схем ИЛИ сигнал

поступает без ограничении, а в каж ­

дом четном — в зависимости от

состояния

схемы сравнения 6.

Рис. 4-2. Структура преобразователя напряжения в код поразрядного уравновешивания с контролем.

При описании процесса поразрядного уравновешивания с точки зрения теории кодирования представим кодовые последовательности в виде многочлена

<3(.ѵ )=алл;'1- 1+ а,і_ід:'і- 2+ . . . +а2х+щ,

где cts, а ь - і, . . . , d i — коэффициенты многочлена, равные 0 или 1 [Л. 43].

Переменная х* выполняет роль оператора задержки при описа­ нии процесса уравновешивания. Это означает, что если показатель степени равен /, то уравновешивание осуществляется в (/+ 1 )-м так­ те. В то же время эта переменная позволяет производить анализ кодовых последовательностей как многочленов, что особенно важно при построении корректирующих циклических кодов [Л. 43].

Математической основой построения циклических кодов являет­ ся представление любого двоичного числа в виде многочлена, содер­ жащего фиктивную переменную х, в которой двоичные цифры являются коэффициентами фиктивной переменной.

•Пусть какое-либо сообщение представляется двоичным числом вида 1010011. Соответствующий этому числу многочлен фиктивной переменной х имеет вид х6+ х * + х + 1.

77


Обратимся вновь к схеме рнс. 4-2. С выхода распределителя іімпульсов поступает последовательность в нечетных тактах, которую можно представить в виде многочлена

Qa (х) = х*- + хн-*+ ...+ х + і.

Двоичная последовательность Qa (х) должна пройти через ряд

элементов и появиться на выходе ПКН в виде двоичной последова­ тельности Q*a (х ). При отсутствии искажений должно соблюдаться

равенство

<?*«(*) = Q„ (*).

Участок между выходом логической схемы и входом схемы срав­ нения можно рассматривать как некоторый канал связи, на вход ко­ торого поступает Qa (x), а на приемном конце появляется последова­

тельность

Q*

(х).

 

 

 

 

С выхода

схемы сравнения 6 поступают управляющие сигналы

на схемы

И в

соответствии с двоичной последовательностью

Q p(x).

Она появляется на

выходе ПКН в виде

последовательности

перепа­

дов напряжений

 

(х ), которая действует в четных тактах. При от­

сутствии искажений

(х) — Qß (х).

 

 

 

 

 

 

 

Таким

образом,

в преобразователе поразрядного

уравновешивания

возникают

две

последовательности Qa (х)

и Q p(x).

Вторая последо­

вательность действует в четных подтактах и полностью определяется преобразуемым напряжением Ux, первая же последовательность не зависит от напряжения Ux и определяется конструкцией преобразо­ вателя (числом разрядов преобразователя). Выходной код преобра­ зователя образуется путем суммирования двух последовательностей

QfМ — Qß (•*) + Qa(х).

Большую часть оборудования преобразователя составляют триг­ герный регистр и цели управления триггерного регистра ПКН. Р ас­ смотрим возможные ошибки, возникающие в названных узлах пре­

образователя.

Элементы ПКН рассмотрим как каналы связи, где может прои­ зойти искажение многочлена Qa (х ) . Действие такого рода ошибок

молено отразить с помощью многочлена ошибки £ '( х ) . В общем слу­ чае при произвольном многочлене ошибки

Q*. (*) = <?„ (*) + £'(*)•

Многочлен ошибки действует на последовательность Qa (х) в не­ четных подтактах уравновешивания.

78


Многочлен Q g(x), действующий в четных подтактах, может быть искажен последовательностью Е'' (х):

Q*? (x) = Q? (x) + E"(x).

Особенностью многочлена Qg (х) является то, что его коэффи­

циенты зависят от коэффициентов Qa (x). При искажении элементов

Qa [х) последовательность Qg (х) не соответствует

измеряемому на­

пряжению. Поэтому можно считать, что

в преобразователе имеют

место последовательности, которые образуются в

результате

много­

кратного

кодирования.

 

 

 

Для обнаружения и исправления ошибок в аппаратуре преобра­

зователя

можно использовать циклические

корректирующие

коды

для кодирования последовательностей, циркулирующих в преобразо­ вателе [Л. 44].

Рассмотрим кодирование сообщения, состоящего из k двоичных цифр, к которым добавляется п—/г двоичных цифр, служащих для

проверки, причем

будут передаваться

/г двоичных цифр

сообщения,

а затем п k проверочных цифр.

Q(x) — многочлен

 

Введем следующие обозначения:

сообщения

степени k— 1, где

k — количество двоичных цифр в

сообщении;

Р(х) — исходный

многочлен степени

пk, определяющий те п—k

двоичных цифр, из которых формируется циклический код; Е(х) — многочлен кодирования сообщения (кодовый многочлен) степе­ ни п— 1.

Обнаруживающие свойства циклического кода определяются ви­ дом исходного многочлена Р(х).

Процесс кодирования сводится к определению многочлена F(x) по известным Q{x) и Р(х) при условии, что многочлен Е(х) должен делиться на многочлен Р(х) без остатка.

Для формирования кодового многочлена используют метод, при котором коэффициенты при членах высших порядков соответствуют

информационным

элементам, а

коэффициенты

при членах низших

порядков — проверочным элементам. Умножим

Q(x)

на

х п~к и по­

лученное выражение Q(x)xn- h поделим на Р(х).

 

 

 

Многочлен циклического корректирующего кода может быть

представлен в виде

 

 

 

 

 

 

f ( x ) = x " - '‘Q (x )+ tf( x ) ,

 

 

 

где

R(x) = x n~hQ(x) [mod Д (х)];

Р(х) — порождающий

многочлен

кода.

 

 

 

 

 

 

Поясним сказанное на примере. Пусть для кодирования сообще­

ний,

состоящих из

десяти элементов (например, для

40-разрядного

преобразователя),

используется

исходный многочлен

Р(х)=х* +

+ х + 1 . При этом число проверочных элементов

равно

4.

Определим

значение проверочных элементов, которое выражается в виде многочлена остатка от деления многочлена Q(x)xn~h на Р(х) при

условии, что исходный

код преобразователя

имеет

вид

1010101101,

Т. е. многочлен Q(x) = х э+ х 7+ х 5+ х 3+л:2+ 1 .

Q(x)

 

 

После умножения

многочлена сообщения

на

х 4 получим;

0 { х ) х 4= х 13+ х п + х 9-|-х7+ Х 6+ Х 4.

79



Полученное произведение разделим на х 4+ х + 1:

х ’3+ х п + х 3+ х 7+ х 8+ х 4 х 4+ х + 1

 

.-с13+ X 10+ X 9

 

 

X 9+ х 7+ X 6+ X 1+ х ’ 4- х +1

X ” + X 10+ X 7+ X е + X 4

 

 

 

X 11+ X s +

х 7____________

 

 

 

X 10+ Х в + Х ° + X 4

 

 

 

X 10+

X 7+

х°

 

 

 

 

 

X s +

X 7+

X 4

 

 

 

 

X 8+

X 5+

X 4

 

 

 

 

 

X 7+

X 5

X 3

 

 

 

 

X 7+

X 4+

 

 

 

 

X 5+

X 4+

X s

 

 

 

 

х° +

X 2+

X

 

 

 

 

 

X 4+

X 3+

X 2+

X

 

 

 

X 4+

X +

1

 

 

 

 

 

X 3+

X 2+

1

Остатком от деления является ’R(x) =.ѵ3+.ѵ2+ 1, после чего кодо­ вый многочлен образуется сложением с Q (x )x n-11 и многочлен F(x) принимает вид:

F(x) = х 13+л-11 +.ѵ5+ .ѵ 7+.ѵ-6-Ьѵ4+.ѵ3+ х 2+ 1,

а следовательно, закодированной комбинацией в виде корректирую­ щего циклического кода можно считать:

10101011011101

. . .

Рассмотрим возможность образования многочлена циклического

кода в преобразователе.

 

код Fa (х)

для

кодирования после­

Корректирующий

циклический

довательности

Qa (х)

выбирается

в соответствии

с заданными

требо­

ваниями к

исправляющей способности

кода. Эти

требования

опреде­

ляют

выбор порождающего многочлена

Р а (х)

степени

п к.

В

связи

с тем, что

последовательность Qa (х)

задана

конструкцией

преобра­

зователя, это

позволяет

определить Fa (х)

в

соответствии

с

выраже­

нием

 

 

1

 

х"

Ра (*)

 

= Р а ( X ) М ( X ) +

 

 

 

М * )

X я "

+

 

 

 

( X ) ,

 

 

 

 

 

" 2

+ . . . + Х ’

 

 

 

 

 

 

 

 

где М (х) — частное

от

деления. Так

как

Р а (х)

известен

до

начала

преобразования, то в процессе поразрядного

уравновешивания

можно

осуществить декодирование последовательности Fa (х).

 

 

 

Учитывая,

что

декодируется

только

информационная

последова­

тельность,

запишем

F*a (х) в виде

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F \ (*)=Q*« (*)+*«(*).

 

 

 

 

 

 

Можно осуществлять кодирование последовательности

 

(х) в

виде

циклического

кода

F^ (х ), для этого

достаточно

получить оста­

ток

(х)

в виде

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(х) — Pp (х) + Ra ( х ) .

 

 

 

 

 

S0