Курсовая работа: Системы сети передачи данных

Должен обеспечивать исправление всех однократных ошибок: d₀ =3

Кодовая комбинация для каждого отсчёта должна содержать: номер датчика, значение измеряемой величины и проверочные символы.

Вид помехоустойчивого кода: Хемминга

Параметры двоичного кода:

вероятность ошибки при приёме кодового символа, р: 1 ×10 ^-2

Показатель группировки ошибок в канале, : 0,8

Разработка структурной схемы

В основе любой кодоимпульсной системы лежит принцип передачи импульсно-кодовых сигналов в виде кодовых комбинаций в канал связи. Исходя из этого и анализируя задание, разрабатываем структурную схему всей системы. Сигналы от датчиков передаются на вход системы через аналоговый коммутатор каналов. Следующим функциональным блоком является АЦП, который преобразует поступающий на вход устройства от датчика аналоговый сигнал о состоянии объекта в цифровой код. Необходим также блок выборки и хранения. Этот блок может входить в состав АЦП. Если же этот блок в АЦП отсутствует, то дополнительно перед АЦП ставится устройство выборки и хранения.

Кодовая комбинация на выходе должна содержать код датчика телеизмерений, поэтому в схему вводиться формирователь кода номера датчика (ФКНД). Затем подключается схема кодера.

В данном курсовом проекте разрабатывается код Хемминга. Для управления кодером и схемой в схему входит устройство управления (УУ). За кодером следует линейный блок (ЛБ). С линии связи сигнал поступает на декодер через ЛБ. После декодирования информации наш сигнал поступает к пульту управления (ПУ).

Структурная схема устройства приведена в приложении 1.

Работа схемы состоит в следующем: аналоговый сигнал усиливается в усилителе (УС), устройство управления (УУ) посредством ФКНД поочередно подключает данные датчиков через коммутатор каналов (КК) к АЦП, который вырабатывает код измеряемого напряжения в параллельный двоичный код. В кодере двоичный код преобразуется в помехозащищенный код Хемминга, который поступает в ЛБ. Затем информация поступает в линию связи, в которой на наш сигнал действуют помехи. После, для того чтоб подать наш сигнал на ПУ я его декодирую в кодере Хемминга.

Разработка функциональной схемы

В приложении 2 собрана функциональная схема передающего полукомплекта кодоимпульсной системы. Сигналы от датчиков коммутируются мультиплексором. Он должен содержать не меньше 2 аналоговых входов и 1 входа управления (log₂ 2=1). Последовательный сигнал от датчиков следится счётчиком СТ2. Потом аналоговый сигнал поступает на АЦП. Цифровой сигнал с АЦП поступает на кодер состоящий из элементов по мод.2, которые генерируют проверочные символы и регистра, который преобразует параллельный код в последовательный. Схема управления собрана на одном счётчике, дешифраторе и триггере. С прямого выхода триггера сигнал поступает на вход управления регистра и вход "запуск АЦП". А с 15 выхода дешифратора сигнал подаётся на вход обнуления счётчика СТ1 и на вход С счётчика СТ2. За Д1 и Д2 отвечает сигнал 0 и 1 с выхода нулевого разряда СТ2. Когда на выходе СТ2 появиться 10₂ , этот сигнал подаётся на элемент И, который обнуляет счётчик СТ2.

Выбор способа восстановления аналогового сигнала по его отсчётам

Способ восстановления сигнала по отсчётам определяет погрешность дискретизации. Восстановление сигнала выполняется с помощью вычислителей, использующих один из методов интерполяции.

При реализации полиномиальной интерполяции различают ступенчатую, линейную, квадратичную или соответственно интерполяцию нулевого, первого и второго порядка.

Так как допустимая основная приведенная погрешность достаточно велика, то нет необходимости использовать интерполяционный полином высокого порядка. Достаточно будет выбрать линейную интерполяцию.

Расчёт параметров и выбор типа АЦП

По условию технического задания основная приведенная погрешность, вносимая АЦП с восстановлением аналогового сигнала по цифровому не должна превышать 0,25%, она определяется по формуле:

(7.1)

где, - погрешность из-за неидеального восстановления непрерывного сигнала по отсчетам (погрешность дискретизации); - погрешность из-за конечного времени выборки сигналов; - погрешность вызванная квантованием сигналов; - инструментальная погрешность, вызванная разбросом параметров элементов, неточностью питающих напряжений, наводками и т.д. Погрешность дискретизации для сигналов у которых для сигналов у которых спектральная плотность близка к прямоугольной и ограничена частотойF_max , связана с периодом дискретизации следующим образом: а) при ступенчатой интерполяции ( 7.2), б) при линейной интерполяции ( 7.3), в) при квадратичной интерполяции ( 7.4). Результирующая погрешность распределяется поровну по всем составляющим:

Будем полагать, что АЦП должен поочередно преобразовать отсчет от первого до второго датчика. Определим период дискретизации:

Поскольку период дискретизации АЦП выполняет 2 преобразования, то его время преобразования:

( 7.5)

Максимальная скорость изменения сигнала будет для составляющей с частотой и амплитудой () /2. Здесь и U_min верхняя и нижняя границы значений сигнала. При этих условиях в% определяется:

, ( 7.6)

Откуда определяем время выборки:

( 7.7)

Таким образом, период АЦП или в его составе должно быть устройство выборки и запоминания, время которого не превышало бы 0,134 мкс, при отсутствии такого устройства время преобразования АЦП не должно быть более 0,4225 мс. Число разрядов АЦП находим по формуле:

( 7.8)