Формирование старт – стоповых синхронизирующих импульсов

В современных модемах алгоритм синхронизации может быть довольно сложным, но в любом случае длинную посылку делят на части. Отдельные последовательные части могут объединяться в более крупные, которые называют кадрами. Для упрощения декодирования размеры кадров в одной посылке стараются сделать одинаковыми. В состав кадра обязательно должны входить стартовые (для определения начала) и стоповые (для определения конца) импульсы, кроме этого могут добавляться другие служебные импульсы (адрес и имя посылки, контрольные суммы, информация для восстановления данных в случае искажения кода из-за помех и др.), импульсы данных. Из общего размера кадра служебные импульсы могут занимать до 50%.

Сложное кодирование осуществляется программным способом на микроконтроллерах. В данном курсовом проекте ограничимся только стартовыми и стоповыми импульсами. Стартовая комбинация должна выглядеть не проще чем 0101, а стоповая – 0000 0000 0000.

Функция зависит от времени, схема должна выдать синхронизирующий код один раз за цикл в начале посылки на месте нулевой комбинации. Формирователь построим на микросхеме десятичного счётчика с дешифратором на выходе К561ИЕ8.

(5.2)

Преобразовав (5.2) к базису К561 серии, получим функцию (5.3) для построения принципиальной схемы.

(5.3)

Схема формирования стартовых импульсов показана на рисунке 13.

Рисунок 13 – Схема формирователя стартовых импульсов

Фазовый модулятор

В соответствии с заданием канал связи не обеспечивает передачу нулевой частоты, поэтому в общем случае возможны три варианта построения схемы согласования по видам модуляции:

- фазовая модуляция (ФМ);

- частотная модуляция (ЧМ);

- амплитудная модуляция (АМ).

Фазовая модуляция - наиболее защищённая от помех, которая даёт возможность реализации максимальной скорости передачи. Основным недостатком ФМ является сложный алгоритм приёма, но при наличии процессора на приёмном конце качество декодирования в основном определяется программным обеспечением, что активно используется в современных компьютерных модемах. В условиях повышенных помех нужно предусмотреть более гибкий алгоритм ФМ (изменение несущей частоты (C), переменное отношение несущей к входному алфавиту (D) модулятора C/D и их фазы). В данном курсовом проекте эти вопросы не рассматриваем. Модуляцию заменяем манипуляцией со сдвигом фаз на 180⁰.

После модулирования в пределе количество единичных и нулевых импульсов должно быть одинаковым, т.е. постоянная составляющая в спектральном разложении сигнала должна равняться нулю.

Уровень, мощность, скорость передачи сигнала должны соответствовать параметрам канала связи, кроме этого выходные параметра автомата должны регулироваться в необходимых пределах.

После модулирования в пределе количество единичных и нулевых импульсов должно быть одинаковым, т.е. постоянная составляющая в спектральном разложении сигнала должна равняться нулю.

Схемную реализацию получаем при помощи Булевых функций:

(5.4)

где Х1 - входной алфавит (D);

Х2 – Тактовая частота (F_н);

Адаптируем (5.4) к нашей схеме и приведем к базису серии К561:

(5.5)

Рисунок 14 – Схема фазовой модуляции

6 Временная диаграмма функционирования автомата

Составим диаграмму функционирования автомата в целом с целью определения и схемного решения функций других узлов и увязки между собой уже определённых частей передатчика.

Временная диаграмма работы автомата строится с учётом выбранной элементной базы. В данном примере сигналы:

счётчика К561ИЕ16 (F_н, С, W1, W2, X1, X2, X3, X4, X5, R);

сдвигающего регистра К561ИР9 (PS – параллельная запись, Q0, Q1, Q2, Q3 - выходные параллельные данные, RR – сброс регистра, C –вход синхронизации;

счётчика К561ИЕ8 (Q0, Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 ¾ десятичный выход, С ¾ синхронизирующий вход);

ST ¾ стартовый импульс;

R ¾ сброс всей схемы в исходное состояние (вырабатывается специальной схемой);

D ¾ последовательный выходной код данных;

ФМ ¾ фазоманипулированный выходной сигнал.

Временная диаграмма функционирования автомата показана на рисунке 15.

Из диаграммы работы автомата запишем функции дополнительных схем, необходимых для обеспечения работы, выбранных интегральных микросхем:

	(6.1)
	(6.2)
	(6.3)
	(6.4)

В результате проведённых операций получим схему управления преобразователем кода (СС, ПП, СИ, ССКС и ДЧ из структурной схемы), которая показана на рисунке 16.

Рисунок 16 – Схема управления преобразователем кода