Устройство для передачи цифровой информации

СОЮЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 8 С 19 28 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ щВ к еГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРГ 1 О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола(72) Эмил Габриел Беиатов (В 6),Н.В.Кирианаи и В.В.Хома (ЯЯ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИЦИФРОВОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержащее распределитель импульсов, выходы каждойячейки которого, кроме последней,соединены с первыми входами элементаИ-ИЛИ, первый выход последней ячейкираспределителя импульсов соединен спервыми входами элемента ИЛИ и элемента сравнения, второй вход которого соединен с входом устройства, выход эйфмента сравнения подключен квходу счетчика импульсов, первыевыходы каждой ячейки которого соединены с вторыми входами элементаИ-ИЛИ, выход которого подключен квторому входу элемента ИЛИ, генератор тактовых импульсов, о т л и ч а -ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, внего введены элемент И и узел адаптации, первый выход которого подключенк входу распределителя импульсов,второй выход которого подключен кпервому входу элемента И, к второмувходу которого подключен выход элемента ИЛИ, выход элемента И соединен свыходом 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 сочинен с шестым входом узла адаптации, второй выход последней ячейки распределителя импульсов подключен к седьмому входу узла адаптации.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, счетчи 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 входом второго элемента ИЛИ и с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И и вторымвходом 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-.9801ключен 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 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 5пятого элементов ИЛИ соединены соответственно с первым и вторым входомсчетного триггера, вторые входы второго и третьего элементов И соединены с вторым входом узла адаптации,первый вход которого подключен ктретьему входу элемента И-НЕ узлаадаптации, выходы второго элементаИЛИ 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, третийвход пятого элемента ИЛИ соединен сшестым входом узла адаптации, вторыевходы первого элемента И и первого элемента ИЛИ соединены сседьмым входом узла адаптации.1Изобретение относится к автоматике и телемеханике и может быть применено в аппаратуре передачи информации двоичными кодами.Известно устройство для передачи цифровой информации, содержащее преобразователь частоты в и-разрядный двоичный код, состоящий из генератора тактовых импульсов образцовой .частоты, двоичного счетчика импульсов и элемента сравнения а также преобраозователь параллельного двоичного кода в последовательный двоичный код, состоящий из распределителя на и+1 положение, элемента 35 И-ИЛИ и элемента ЗЛИ. В этом устройстве энергия сигнала равномерно распределяется между импульсами разрядов кода, причем кодирование в них является оптимальным с точки зрения 20 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 усилительНедостатком 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 эле55 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 подключенк 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 элемен 5 Ю 15 20 25 30 35 40 45 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 ИПИ, 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 ИПИ 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 ш-разрядного управляющего счетчика: на фиг,З - временные диаграммы работы устройства в случае применения 3-разрядного двоич-. ного кода (п=З) и 4-разрядного управляющего счетчика (а=4) для передачи примерной последовательности кодовых слов 111, 110, 100, 001, 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 пКЯ-триггеров, два и-входовых элемента ИПИ 10, и 10, два форми(2) Т=0,5 Т5рователя 11 и 11 импульсов, дватрехвходовых элемента ИЛИ 12 и 3,счетный триггер 14, счетчик 15, триэлемента И 16-18, три двухвходовыхэлемента ИЛИ 19-21 и ш-входовый элемент И-НЕ 22.Устройство работает следующим образом,На вход счетчика 2 через элемент1 подаются импульсы частотного дат Очика, не входящего в состав данногоустройства, частота следования которых Е квантуется и кодируется двоичным кодом. В результате этого в счетчике 2 фиксируется результат телеизмерения в равномерном и-разрядном параллельном двоичном коде. Затем осуществляется передача с управлениемпреобразования параллельного кода впоследовательный, формирование длительности разрядных информационныхимпульсов и пауз, а также синхроимпульса. При этом узел 8 делит тактовую частоту Е генератора 3, причем связь между длительностью кодовой посылки Т , на 1-ом цикле перевы 1дачи и периодом Т тактовой частотыопределяется издв 1где Т - неизменная длительность пауязы между передаваемыми импульсами, отвечающая усло- вию где Т - неизменная длительностьсесинхроимпульса, отвечающая условию Т =(2 -1) Т-Т=(2 -1,5) ТК, Т (3) где Т; - переменная длительность 45импульса -ого разряда кодовой посылки на 1-ом цикле передачиВ соответствии с выражениями (2) и (3) выражение (1) принимает следую щий вид: 6 ьх 1 й 1,т где К =2 +0,5 п-постоянный коэффициент, не зави сящий от скорости изменения передаваемой информации. 6Длительность 1-го разряда и-кодовой посылки на 1-ом цикле передачи формируется следующим образом.При передаче кодового слова длиной и на каждом 1-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 накаждом 1-ом цикле передачи задаватькоэффициент М;1, определяющий длинукаждого -ого импульса передаваемого кодового слова, т.е.(6)С учетом выражения (6) выражение (4) принимает вид причем М" может принимать только два значения:М;, если соответствующий 1 1 -й разряд изменился на 1-ом цикле пере- М; =, дачи; (8) М в противном случае, когда разряд не изменился. Между значениями коэффициентовИ М; и М; реализуется следующая зависимость:М. = (2 -1)М; = Ь, (9) где ш - разрядность счетчика 15.; Ь - целое число, удовлетворяющее условию Ь =2 -1, (10)Ц в случае, когда М; условно принят равным единице. Таким образом, изменившиеся на 1-ом цикле передачи разряды кода передаются длинными импульсами с длительностьюТт (12) Вследствие этого время передачи Т согласно выражениям (1 1) и (12), зависит от скорости изменения входной информации.Из выражений (11) и (12) следует, что, если все разряды кода изменились на 1-ом цикле передачи, то980115 8дами триггеров блока 9, последние.под воздействием импульсов, поступающих последовательно во времени с выходов распределителя 4 на тактовыевходы 5 -5 узла 8, являющиеся С-входами триггеров блока 9, изменяют своесостояние на противоположное 1,фиг.З).Это приводит к включению одного изформирователей 11 через соответст 10 вующие и-входовые элементы ИЛИ 10 взависимости от перехода -ого разряда(при переходе из "О" в "1" включается формирователь 11, а при переходеиз "1" в "О" - формирователь 11 ),15 Время сохранения включенного состояния формирователей с подчиняетсяусловии Т щ = (К +и) Т,=Т,(14) Во всех остальных случаях, когда некоторые разряды изменились, а некоторые нет, на очередном З-ом цикле передачи длительность передачи Теых 1 подчиняется условию Т; тв, Т,.(15)Поэтому скорость передачи увеличивается в случае, когда передается редко изменяющаяся информация (большинство разрядов кода не изменяются наочередном -ом цикле передачи).Распределитель 4, который переключается выходными импульсами узла 8,следующими с переменной частотой1задает коэффициент делеТ;ния элементу И-ИЛИ 5 и одновременноосуществляет. поразрядный опрос разрядных выходов счетчика 2. Поэтомудлительность пребывания распределителя 4 в -ом положении на З-ом цикле передачи подчиняется условиям(фиг.З) используется для синхронизации движения распределителя 4 сраспределителем преобразователя кодав приемнике, не входящего в составпредлагаемого устройства. С целью повышения быстродействия устройствавремя, отводимое для передачи синхроимпульса, полностью используется дляквантования и двоичного кодированиячастоты следующего частотного датчика в многоканальной системе или выполнения очередного Я+1)-го преобразо. вания частота - код в одноканальнойсистеме Формирователь паузы в составе элемента И 7 позволяет преобразовать беспауэный код на выходеэлемента ИЛИ 6 в паузный код с постоянной длительностью паузы (фиг,З),отвечающей условию (2). В результатедлительность импульса -го разрядакода на 1-ом цикле передачи отвечаетусловиям (11) или (12),Блок адаптации работает следующимобразом.При изменении потенциалов, посту-.пающих с выходов двоичного счетчика2 на информационные входы 3,-3 и4 -4 я узла 8, которые являются -вхо(16):ф (1, 5 - ; 1, 8) Тт . 7а если все разряды не изменились,то 20Через элемент ИЛИ 12 импульсы свыходов формирователей 11 включаютсчетный триггер 14. Таким Ьбразом,последний включается только в том25 случае, если произошло изменение передаваемого -ого разряда на текущемЗ-ом цикле передачи по сравнению с(З)-ым циклом. Одновременно с этимтриггер 14 через элемент И 16 разре 30 шает включение счетчика 15 импульсами генератора 3, а через элементИ 17 запрещает подачу импульсов генератора 3 на первый (управляющий) выход узла 8. На выходах счетчика 15(фиг.2) соблюдается следующий законвремени появления импульсовТ, = 2 Ттф (17)где 6 номер выхода счетчика 15,40 . причем Г = (1-ш),лИмпульс (ш)-го выхода счетчика15 поступает на управляющий выходузла 8 через элементы И 18 и ИЛИ 13 45 только в том случае, если распределитель 4 не находится в (и+)-омположении (т.е. с инверсного выхода(и+1)-ой ячейки распределителя 4 навторые входы элементов И 18 и ИЛИ 20 50 поступает единица). Таким .образомвыполняется условие (11)Одновременно с этим сигнал с выхода элементаИ 18 сбрасывает через элемент ИЛИ 19триггер 14, который в свою очередьобнуляет счетчик 15 перед началомобработки следующего (д+1)-го импульса.Для сохранения постоянной длительности паузы, отвечающей условию (2), 9 9801в узле 8 осуществляются следующиепреобразования.Если на первых (в) выходах счетчика 15 появляются единицы, которыесовпадают по времени с единицей,поступающей на первый (инверсныйтактовый) вход узла 8, и с единицей, образующейся на выходе элемента ИЛИ 20, элемент И-НЕ 22 черезэлемент ИПИ 21 на 0,5 Тт запирает 1 Оэлемент И 7 (фнг.З),Если на очередном 3."ом цикле передачи не произошло изменение д-огоразряда, триггер 4 не включается,счетчик 15 не действует, импульсы 15генератора 3 поступают на управляющий выход узла 8 через элемент И 17(последний включается сигналом инверсного выхода триггера 14) и элемент ИЛИ 13. Таким образом, выполняется условие (12), Для образования паузы в этом случае через элемент ИЛИ 21 тактовый импульс поступает на второй, вход элемента И 71,фиг. 3) . 25Образование синхроимпульса проис.ходит следующим образом.Во время пребывания распределителя 4 в (и+1)-ом положении сигналом прямого выхода (и+1)-ой ячейки 30распределителя 4 через элемент ИЛИ12 включается триггер 14, которыйвключает счетчик 5. Поскольку вэтом случае на элемент И 18 подан 5 1 Озапрет от инверсного ьыхода (и+1)-ой ячейки распределителя 4, тб импульс (щ)-го 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 ш-ом выходе через время, которое согласно условию (17) составляет Т = 2 Т=Т +Т , Этотсц пф импульс проходит на управляющий (первый) выход узла 8 через элемент ЮИ 13, Одновременно с этим сбрасывается триггер 4 и обнуляется счетчик 15, после чего узел 8 готов к преобразованиям на следующем Я+1)-ом цикле передачи. Пауза в этом случае регламентируется подачей ш- единиц на входы элемента И-НЕ 22 одновременно с импульсом, поступающим на первый инверсный тактовый вход узла 8 (фиг,З),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.Корректор М.Демч Редактор О.Филиппова Техред М.Ходаннч О/3 Тираж 544 ВНИИПИ Государственного комитета СС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб.