Материал: Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Теория электрической связи». Тихомиров Н.М., Остапенко А.Г

Задание для лабораторной работы

19

Контрольные вопросы :

1.Зачем нужны сигналы синхронизации?

2.Как связана задача синхронизации и способы кодирования передаваемой информации?

3.Почему в системах передачи данных находят большое распространение коды, использующие метод расщепленной фазы?

4.В каких областях применения можно использовать коды без возврата к нулю?

5.Назовите группы сигналов синхронизации и их назначение.

6.Какие способы используют при осуществлении групповой синхронизации?

20

Лабораторная работа № 3 Опрос источников информации

Цель лабораторной работы заключается в получении основных сведений и практических навыков проектирования средств коммутации входных сигналов информационноизмерительных систем.

Задачи лабораторной работы:

1)Реализовать коммутатор с простым циклическим опросом. Число каналов коммутатора равно числу входных источников сигнала и определяется по табл. 4. Вывести групповой сигнал АИМ;

2)Согласно варианту задания реализовать систему многоступенчатого опроса источников информации. При реализации трехступенчатых коммутаторов число каналов локальных коммутаторов выбирается равной двум. Вывести групповой сигнал АИМ, рассчитать информативность коммутатора, принимая базовую частоту опроса за единицу.

Теоретические сведения

Реальная информационно-измерительная система (ИИС) зачастую имеет большое число информационных входов. Одним из способов передачи информации от каждого источника на приемную часть ИИС является выделение отдельного канала связи под каждый информационный канал, однако стоимость такого метода весьма велика, поэтому на практике он практически не применяется. Более приемлемым способом, обычно и применяющимся на практике, является объединение потоков информации в один канал. Такое решение снижает трудовые и материальные затраты на создание ИИС, но при этом усложняются другие подсистемы ИИС, например, подсистема сбора информации. Одной из основных задач, решаемых этой подсистемой, становится группирование (объединение) потоков информации.

21

Группирование можно проводить как на входе ИИС, используя различного рода аналоговые коммутирующие устройства, так и перед передачей информации в канал связи. Следует учитывать, что второй случай приводит к существенному повышению как сложности ИИС, так и ее стоимости. Этот факт связан с необходимостью параллельной обработки входных информационных потоков, что приведет к существенному повышению требований к вычислительным ресурсам системы и дублированию обрабатывающих трактов ИИС. Поэтому разработчики предпочитают применять коммутацию входных информационных сигналов до начала их обработки.

Коммутирующие устройства можно охарактеризовать большим числом параметров, но основными из них можно считать:

-число каналов Nк;

-частоту опроса каждого канала Fоп i;

-погрешность, вносимой в измерения;

-способ коммутации;

-способность к адаптации.

Наиболее простой способ организации коммутации сигналов с временным разделением канала состоит в использовании ключей (электромеханических, электронных и пр.), объединенных по выходу, причем число опрашиваемых каналов соответствует числу входов коммутатора. Информация из каждого канала поступает на выход коммутатора в течение периода времени, задаваемого генератором тактовых импульсов. Такой способ опроса каналов называется циклическим опросом. Пример простейшего коммутатора, выполненного по схеме с циклическим опросом, приведен на рис. 5. На рисунке приняты следующие обозначения: ГТИ – генератор тактовых импульсов, ЭК – электронный ключ, У – сигнал управления.

22

Рис. 5. Структурная схема простейшего коммутатора

Вэтом случае каждому сигналу отводится свой интервал времени, в течении которого он передается на вход ИИС. Такой интервал времени называется канальным интервалом. Время опроса всех сигналов, подключенных к коммутатору,

называется периодом опроса коммутатора. Необходимо учи-

тывать, что при увеличении числа опрашиваемых каналов и фиксированном периоде опроса, канальный интервал уменьшается пропорционально числу подключаемых каналов.

Втом случае, если разработчик использует такой метод, частоту опроса следует выбирать по наиболее динамическому источнику, что требуется для минимизации погрешности восстановления. Но в этом случае неизбежно возникает информационная избыточность для других источников. Таким образом, оптимальный коммутатор в самом общем случае должен иметь широкий набор частот опроса источников, причем устанавливать их по каждому каналу отдельно. Такая процедура называ-

ется неравномерным опросом каналов.

Неравномерный опрос можно реализовать и на базе простейшего коммутатора с циклическим опросом. Так, для повышения частоты опроса конкретного источника используют метод, называемый суперкомпозицией. Суть его заключает-

23