Работа 14. Знакомство с системой ПДС

 

Работа «Знакомство с системой ПДС» предназначена для первоначального ознакомления со структурой системы передачи дискретных сообщений (СПДС) и осциллограммами сигналов на выходах отдельных функциональных узлов СПДС. Она содержит четыре задания:

1 и 2. Знакомство с осциллограммами сигналов на выходах отдельных ФУ СПДС при использовании кода (6, 5) с общей проверкой на четность и интерфейса кодека Centronics (ИРПР-М).

3 и 4. Знакомство с осциллограммами сигналов на выходах отдельных ФУ СПДС при использовании кода (7, 4) Хэмминга и интерфейса кодека RS-232 (Стык С2).

Задание 1

Рассмотрите и зафиксируйте схему системы передачи дискретных сообщений (СПДС). В отчете по работе укажите назначение всех блоков СПДС.

Используйте для передачи код (6, 5) с проверкой на четность и интерфейс кодека Centronics (ИРПР-М) (установлены по умолчанию).

Зафиксируйте передаваемый символ и осциллограммы сигналов в следующей последовательности по каналам:

1) на выходе кодера источника (т. 2),

2) на выходе кодера канала (т. 3),

3) на выходе модулятора (ФМ) (т. 4),

4) на выходе модулятора (ОФМ) (т. 4).

Обратите внимание на связи моментов скачков фазы ФМ и ОФМ сигналов с модулирующим сигналом.

Комментарии и выводы

Источник дискретных сообщений выдает последовательность букв, образующих слово «ФРАГМЕНТ», в виде разных уровней напряжения (т.1).

Кодер источника преобразует эти уровни напряжения в 5‑ разрядные двоичные комбинации кода МТК-2 (русский регистр), осуществляя согласование объемов алфавитов источника (m_и = 32) и канала (m_к = 2).

Кодер канала служит для повышения помехоустойчивости передачи. При использовании кода (6, 5) к пяти входным информационным символам добавляется шестой – проверочный, равный их сумме по модулю 2. В результате такого кодирования из 64 возможных 6-разрядных комбинаций на выходе кодера канала (т.3) возникают только 32 «разрешенные» комбинации (с четным числом «1»). Комбинации с нечетным числом «1» для данного кода являются «запрещенными» и на выходе кодера никогда не возникают. Алгоритм формирования проверочного символа кода (6, 5)

.

При использовании интерфейса Centronics (ИРПР-М) символу «0» соответствует нулевой, а символу «1» – высокий положительный уровень напряжения.

Модулятор служит для согласования первичного НЧ сигнала с линией связи. Это достигается переносом спектра сигнала в область более высоких частот. При ФМ сигналы «0» и «1» отличаются абсолютной фазой на 180°. При ОФМ сигнал «0» передается сохранением фазы по отношению к предыдущей посылке, а сигнал «1» – ее изменением на 180°.

Аналитическая запись сигналов s₀(t) (при передаче «0») и s₁(t) (при передаче «1») может иметь вид:

1) при ФМ , ;

2) при ОФМ , .

 

Задание 2

В продолжение задания 1 наблюдайте и зафиксируйте осциллограммы сигналов в следующей последовательности по каналам:

1) на выходе модулятора (АМ) (т. 4),

2) на выходе модулятора (ЧМ) (т. 4),

3) на выходе линии связи при АМ и отношении с/ш = 10 (т. 5),

4) на выходе демодулятора (т.10).

Обратите внимание также на спектры этих сигналов.

Укажите в отчете назначение всех блоков СПДС.

Комментарии и выводы

Модулятор служит для согласования первичного НЧ сигнала с линией связи. Это достигается переносом спектра сигнала в область более высоких частот. При АМ (амплитудной манипуляции) сигнал «0» передается пассивной паузой, а «1» – активным сигналом (отрезком гармонического колебания). При ЧМ (частотной манипуляции) сигналы «0» и «1» отличаются частотами отрезков гармонических колебаний. Аналитическая запись сигналов s₀(t) (при передаче «0») и s₁(t) (при передаче «1») может иметь вид:

1) при АМ , ;

2) при ЧМ , .

Линия связи – среда распространения сигнала, в которой он искажается помехами.

 

Демодулятор на каждом интервале передачи сигнала анализирует входное колебание, завершая анализ принятием решения в пользу одного из канальных символов («0» или «1»). Решение выдается (т.10) в виде двух разных уровней напряжения.

Декодер суммирует по модулю 2 значения всех шести разрядов каждой принятой кодовой комбинации. Если результат = 0, то принятая комбинация является разрешенной, и можно первые пять информационных символов декодировать в виде буквы по кодовой таблице МТК-2. Если результат = 1, то принятая комбинация является запрещенной и выдается сигнал обнаружения ошибки (в ВЛ в виде знака? ). Таким образом, код (6, 5) позволяет обнаруживать любые ошибки нечетной кратности. Ошибки четной кратности данным кодом не обнаруживаются. Алгоритм формирования сигнала ошибки

.

 

Задание 3

Используйте для передачи код (7, 4) Хэмминга и интерфейс кодека RS-232 (Стык С2). Для этого активизируйте пункты меню «Параметры СПДС» / «Код» / «(7, 4) Хэмминга» и «Параметры СПДС» / «Интерфейс кодека» / «RS-232 (Стык С2)» соответственно.

Зафиксируйте передаваемый символ и осциллограммы сигналов в следующей последовательности по каналам:

1) на выходе кодера источника (т. 2),

2) на выходе кодера канала (т. 3),

3) на выходе модулятора (ФМ) (т. 4),

4) на выходе модулятора (ОФМ) (т. 4).

Обратите внимание на связь моментов скачков фазы ФМ и ОФМ с модулирующим сигналом, а также на спектры этих сигналов. Укажите в отчете различие в сигналах при использовании интерфейса Centronics и RS-232.

Комментарии и выводы

Источник дискретных сообщений выдает последовательность цифр шестнадцатеричной системы счисления «89ABCDEF» (старшая половина) в виде разных уровней напряжения (т.1).

Кодер источника преобразует эти уровни напряжения в 4‑ разрядные двоичные комбинации – двоичные эквиваленты шестнадцатеричных цифр, осуществляя тем самым согласование объемов алфавитов источника (m_и=16) и канала (m_к=2). На выходе кодера источника возможно появление любой из 16 возможных 4-разрядных двоичных комбинаций.

 

Кодер канала служит для повышения помехоустойчивости передачи. При использовании кода Хэмминга (7, 4) к четырем входным информационным символам добавляются три проверочных, вычисляемых по информационным символам специальным образом. В результате такого кодирования из 128 возможных 7-разрядных комбинаций на выходе кодера канала (т.3) формируются только 16 «разрешенных» комбинаций. Остальные 112 комбинаций для данного кода являются «запрещенными» и на выходе кодера никогда не возникают.

При использовании интерфейса RS-232 (Стык С2) символам «0» соответствуют положительные, а символам «1» – отрицательные уровни напряжения с равными абсолютными значениями.

Модулятор служит для согласования первичного НЧ сигнала с линией связи. Это достигается переносом спектра сигнала в область более высоких частот. При ФМ сигналы «0» и «1» отличаются абсолютной фазой на 180°. При ОФМ сигнал «0» передается сохранением фазы по отношению к предыдущей посылке, а сигнал «1» – ее изменением на 180°.

Аналитическая запись сигналов s₀(t) (при передаче «0») и s₁(t) (при передаче «1») может иметь вид:

1) при ФМ , ,

2) при ОФМ , .

 

Задание 4

В продолжение задания 3 наблюдайте и зафиксируйте осциллограммы сигналов в следующей последовательности по каналам:

1) на выходе модулятора (АМ) (т. 4),

2) на выходе модулятора (ЧМ) (т. 4),

3) на выходе линии связи при АМ и отношении с/ш = 3 (т. 5),

4) на выходе демодулятора (т. 10).

Обратите внимание также на спектры этих сигналов.

Комментарии и выводы

Модулятор служит для согласования первичного НЧ сигнала с линией связи. Это достигается переносом спектра сигнала в область более высоких частот. При АМ (амплитудной манипуляции) сигнал «0» передается пассивной паузой, а «1» – активным сигналом (отрезком гармонического колебания). При ЧМ (частотной манипуляции) сигналы «0» и «1» отличаются частотами отрезков гармонических колебаний. Аналитическая запись сигналов s₀(t) (при передаче «0») и s₁(t) (при передаче «1») может иметь вид:

1) при АМ , ;

2) при ЧМ , .

Линия связи – среда распространения сигнала, в которой он искажается помехами.

Демодулятор на каждом интервале передачи сигнала анализирует входное колебание, завершая анализ принятием решения в пользу одного из канальных символов («0» или «1»). Решение выдается (т.10) в виде двух разных уровней напряжения. Из-за помех принимаемые демодулятором решения могут быть ошибочными, что приводит к возможности появления на его выходе любых из 128 возможных 7‑ разрядных комбинаций, как разрешенных, так и запрещенных для данного кода.

Декодер кода (7, 4) осуществляет специальный математический анализ принятой 7-разрядной комбинации (возможно с ошибками), в результате которого исправляются любые однократные ошибки и не исправляются никакие другие ошибки большей кратности.

 

Контрольные вопросы

1. Дайте определения понятиям информация, сообщение, сигнал, связям между ними и различиям.

2. Выберите подходящие сочетания сообщений разной физической природы и соответствующих им датчиков сигналов.

3. По какому классификационному признаку различают НЧ и ВЧ сигналы?

4. Нарисуйте осциллограммы аналоговых сигналов.

5. Нарисуйте осциллограммы цифровых сигналов.

6. Назовите подходящие параметры сигналов.

7. Назовите подходящие параметры каналов связи.

8. Укажите возможное назначение кодирующего устройства в системах передачи дискретных сообщений.

9. Назовите подходящую функцию модулятора в системах передачи дискретных сообщений.

10. Назовите подходящую функцию демодулятора в системах передачи дискретных сообщений.

11. Укажите назначение декодера в системах передачи дискретных сообщений.

12. Нарисуйте возможные осциллограммы сигналов на выходах кодера источника при использовании кода (6, 5), кодера канала при использовании кода (6, 5), кодера источника при использовании кода (7, 4), кодера канала при использовании кода (7, 4).

13. Сформулируйте правило формирования проверочного символа кода (6, 5) с общей проверкой на четность.

14. Нарисуйте возможные осциллограммы сигналов на выходах модулятора, линии связи, демодулятора.

15. Дайте определения разным видам цифровой модуляции.

16. Нарисуйте подходящие осциллограммы сигналов, соответствующие интерфейсу Centronics (ИРПР) и RS-232 (Стык 2).

17. Нарисуйте подходящие спектрограммы НЧ и ВЧ сигналов.

18. Укажите признаки телефонных сигналов каналов ТЧ, сигналов изображения (видеосигналов), первичных сигналов в системах звукового радиовещания.

19. Что общего и различного в задачах, решаемых демодуляторами СПДС и СПНС?

20. Какие системы связи вам известны по виду передаваемых сообщений, по диапазону используемых частот, по назначению, по режимам работы?

21. Дайте определение термину «канал связи». Какая классификация каналов связи вам известна?

22. Сформулируйте условия согласования сигналов и каналов связи.

 

⇐ Предыдущая78910111213141516Следующая ⇒

Поделиться: