Устройство для передачи цифровой информации

 

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 импульсов 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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (1И аО4 С 08 С 19 28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.

Н AST0PCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТБУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Г1О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕКИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3300433/18-24 (22) 12.06.81 (46) 23.03.87. Бюл. К 11 (71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) Эиил Габриел Беиатов (BG), Н.В.Кириана*и и В.В.Хома (SU) (53} 621.398(088.8) (56) Фалькович С.E. Оценка парамет- ров сйгнала. М. : Советское радио, 1970, с. 158-179.

Фремке А.Б. Телеизмерения. M.:

Высшая школа, 1975, с. 178. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ

ЦИФРОВОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержащее распределитель импульсов, выходы каждой ячейки которого, кроме последней, соединены с первыми входами элеиента

И-ИЛИ, первый выход последней ячейки распределителя иипульсов соединен с первыми входаии элемента ИЛИ и элемента сравнения, второй вход которо го соединен с входом устройства, выход э Ммента сравнения подключен к входу счетчика импульсов, первые выходы каждой ячейки ".îòîðîãî соединены с вторыми входами элемента

И-ИЛИ, выход ксторого подключен к второму входу элемента ИЛИ, генератор тактовых импульсов, о т л и ч а— ю щ е е с я теи, 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 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 импуль-сов сочинен с шестым входом узла адаптации, второй выход последней ячейки распределителя импульсов подключен к седьмому входу узла адап- : тации. е

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что узел адаптации содержит элементы И, элементы

ИЛИ, элемент И-НЕ, счетный триггер, блок переключающих триггеров, счетчик е импульсов и формирователи импульсов, выходы счетчика импульсов, кроме двух последних, соединены соответетвенно с первыми входами элемента И-НЕ, предпоследний выход счетчика импульсов соединен с первыми входами первого элемента И и первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом элемента И-НЕ, последний выход счетчика импульсов соединен с первым входои 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-.

980II ключен 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 HJIH, 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 импульсов, выходы первого и второго формирователей импульсов соединены соответственно с первым и вторым входами пятого элемента ИЛИ, выходы третьего и

5 пятого элементов ИЛИ соединены соответственно с первым и BTopblM 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 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.

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

Известно устройство для передачи цифровой информации, содержащее пре-. образователь частоты в и-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 и+1 положение, элемента 35

И-ИЛИ и элемента ИЛИ. 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 ИЛИ, генератор 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 — повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в 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 эле980115 4

55 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 подключен 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, счетчик импульсов и формирователи импульсов, выходы счетчика импульсов, кроме двух последних, соединены соответственно с первыми входами элемента И-НЕ, предпоследний вход счетчика импульсов соединен с первв|ми входами первого элемента И и первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом 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 подключен к первому входу третьего элемента И и к второму входу счетчика импульсов, выход третьего элемен5

f5

50 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 импульсов, выходы 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 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 m-разрядного управляющего счетчика: на фиг.3 — временные диаграммы работы устройства в случае применения 3-разрядного двоич-. ного кода (n--3) и 4-разрядного управляющего счетчика (m=4) для передачи примерной последовательности кодовых слов 111, ?10, 100, 00 1, 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 и-входовых элемента KIH 10, и 10, два форми980115 (5) И = и+1

35 (2) Т„=0,5 Т

5 рователя ll< и ll импульсов, два трехвходовых элемента ИЛИ 12 и 13, счетный триггер 14, счетчик 15, три элемента И 16-18, три двухвходовых элемента ИЛИ 19-21 и m-входовый элемент И-НЕ 22.

Устройство работает следующим образом.

На вход счетчика 2 через элемент

1 подаются импульсы частотного дат- 10 чика, не входящего в состав данного устройства, частота следования которых Е„ квантуется и кодируется двоичным кодом. В результате этого в счетчике 2 фиксируется результат телеиз- 15 мерения в равномерном и-разрядном параллельном двоичном коде. Затем осуществляется передача с управлением преобразования параллельного кода в последовательный, формирование дли- 20 тельности разрядных информационных импульсов и пауз, а также синхроимпульса. При этом узел 8 делит тактовую частоту fI генератора 3, причем связь между длительностью кодо- 25 вой посылки Т,„ на 1-ом цикле перевь<» <

l дачи и периодом Т тактовой частоты определяется из и

)a< где Т вЂ” неизменная длительность пау« зы между передаваемыми импульсами, отвечающая условию где Т вЂ” неизменная длительность с« синхроимпульса, отвечающая условию

Tñ =(2 -1) Тт T„=(2 -1,» TT = к Т 3 (3) где T„; — переменная длительность 45 импульса i-oro разряда коPOPOH IIOCbIJIKH HcI j OM gHK ле передачи

В соответствии с выражениями (2) и (3) выражение (1) принимает следую- 50 щий вид:

6»!» < ... <1 <,1

m-< где К =2 +0,5п-l -постоянный коэффициент, не зави- 55 сящий от скорости изменения передаваемой информации.

Длительность i-ro разряда и-кодовой посылки на 1-ом цикле передачи формируется следующим образом.

При передаче кодового слова длиной и на каждом j-ом цикле передачи могут оставаться неизменными все символы или изменяться один, два и т.д., либо все п символов. Максимально возможное число таких вариантов изменений равно

Поэтому счетчик 15 (фиг.2) должен на каждом j-OM цикле передачи задавать коэффициент М;<, определяющий длину каждого i-ого импульса передаваемого кодового слова, т.е. (6)

С учетом вй<ражения (6) выражение (4) принимает вид причем М„" может принимать только два значения: !

М;, если соответствующий

<) 1

i-й разряд изменился на j-ом цикле переМ =, дачи; (8)

М„ в противном случае, когда разряд не изменился.

Между значениями коэффициентов

I И

М, и М;„ . реализуется следующая зависимость:

М„" = (2 -1)М„" = L, (9) где m — - разрядность счетчика 15.;

L — - целое число, удовлетворяющее условию — 2 — 1, (10)

<< в случае, когда М; условно принят равным единице. Таким образом, изменившиеся на 1-ом цикле передачи разряды кода передаются длинными . импульсами с длительностью

T<< = 1 Tò» (1 1) а неизменившиеся — с длительностью

Т<< = Тт. (12)

Вследствие этого время передачи

Т, согласно выражениям (1 1) и (l2), зависит от скорости изменения входной информации.

Из выражений (11) и (12) следует, что, если все разряды кода изменились на j-ом цикле передачи, то

9801 15 8 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.3).

Это приводит к включению одного из формирователей 11 через соответст10 вующие и-входовые элементы ИЛИ 10 в зависимости от перехода i-oro разряда (при переходе из "0" в "1" включается формирователь ll а при переходе из "1" в "0" — формирователь ll ).

Время сохранения включенного состояния формирователей с подчиняется условии

T8ûõ = (K +и) Т,=Т;„(14)

Во всех остальных случаях, когда некоторые разряды изменились, а некоторые нет, на очередном j-ом цикле передачи длительность передачи Т,„1 подчиняется условию

111,11 &УХ ) МОХ (15)

Поэтому скорость передачи увеличивается в случае, когда передается редко изменяющаяся информация (большинство разрядов кода не изменяются на очередном j-ом цикле передачи).

Распределитель 4, который переключается выходными импульсами узла 8, следующими с переменной частотой

Й,1, =, задает коэффициент деле1111 Тhhl3) ния элементу И-HJIH 5 и одновременно осуществляет. поразрядный опрос разрядных выходов счетчика 2. Поэтому длительность пребывания распределителя 4 в i-ом положении íà j-oM цикле передачи подчиняется условиям (11).и (12).

Импульс с длительностью Т„, (фиг.3) используется для синхронизации движения распределителя 4 с распределителем преобразователя кода в приемнике, не входящего в состав предлагаемого устройства. С целью повышения быстродействия устройства время, отводимое для передачи синхроимпульса, полностью используется для квантования и двоичного кодирования частоты следующего частотного датчика B многоканальной системе или выполнения очередного (j+1)-ro преобразо. вания частота — код в одноканальной системе.. Формирователь паузы в составе элемента И 7 позволяет преобразовать беспауэнъ и код на выходе элемента KIH 6 в паузный код с постоянной длительностью паузы (фиг.3), отвечающей условию (2). В результате длительность импульса i-го разряда кода на j-ом цикле передачи отвечает условиям (11) или (12).

Блок адаптации работает следующим образом.

При изменении потенциалов, посту-. пающих с выходов двоичного счетчика

2 на информационные входы 3,-3„ и

4 -4 > узла 8, которые являются Ii-âõî(16) 7 а если все разряды не изменились, то

Через элемент ИЛИ 12 импульсы с выходов формирователей 11 включают счетный триггер 14. Таким Ьбразом, последний включается только в том

25 случае, если произошло изменение передаваемого i-ого разряда на текущем

j-ом цикле передачи по сравнению с (3-1)-ым циклом. Одновременно с этим триггер 14 через элемент И 16 разре30 шает 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 Тг (17) где 6 номер выхода счетчика 15, 40 . причем f = (I-m). л

Импульс (m-1)-го выхода счетчика

15 поступает на управляющий выход узла 8 через элементы И 18 и ИЛИ 13

45 только в том случае, если распределитель 4 не находится в (и+!)-ом положении (т.е. с инверсного выхода (п+1)-ой ячейки распределителя 4 на вторые входы элементов И 18 и ИЛИ 20

50 поступает единица). Таким .образом выполняется условие (11)..Одновременно с этим сигнал с выхода элемента

И 18 сбрасывает через элемент ИЛИ 19 триггер 14, который в свою очередь обнуляет счетчик 15 перед началом обработки следующего (i+1)-го импульса.

Для сохранения постоянной длительности паузы, отвечающей условию (2), 9 98011 в узле 8 осуществляются следующие преобразования.

Если на первых (m-2) выходах счетчика 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 ИПИ 21 íà 0 5 Т запирает 1О элемент И 7 (фнг.З).

Если на очередном j.-ом цикле передачи не произошло изменение i-ого разряда, триггер !4 не включается, счетчик 15 не действует, импульсы 15 генератора 3 поступают на управляющий выход узла 8 через элемент И 17 (последний включается сигналом инверсного выхода триггера 14) и элемент ИЛИ 13. Таким образом, выпол- 20 няется условие (12). Для образования паузы в этом случае через элемент ИЛИ 21 тактовый импульс поступает на второй.,вход элемента И 7 (фиг. 3) . 25

Образование синхроимпульса происходит следующим образом.

Во время пребывания распределителя 4 в (n+I)-ом положении сигналом прямого выхода (и+1)-ой ячейки 30 распределителя 4 через элемент ИЛИ

12 включается триггер 14, который включает счетчик IS. Поскольку в этом случае на элемент И 18 подан

5 10 с запрет от инверсного ьыхода (п+1)-ой ячейки распределителя 4, тб импульс (m-!)-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 m-ом выходе через время, которое согласно условию (17) составляет Т = 2 Т =Т +Т . Этот см импульс проходит на управляющий (первый) выход узла 8 через элемент

ИЛИ 13. Одновременно с этим сбрасывается триггер !4 и обнуляется счетчик 15, после чего узел 8 готов к преобразованиям на следующем (j+1)-ом цикле передачи. Пауза в этом случае регламентируется подачей m-! единиц на входы элемента И-НЕ 22 одновременно с импульсом, поступающим на первый инверсный тактовый вход узла 8 (фиг.3).

Предлагаемое устройство особо эффективно в сочетании с устройствами помехозащитного избыточного 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.

ui.3

Редактор О.Филиппова Техред М.Xоданич

Корректор M.Äåè÷èê

Заказ 910/3 Тираж 544 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )K-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4