Синтез автоматической системы передачи кодированных сигналов в канал связи (стр. 4 )

,         (5.1)

Сигнал RR:

- окончание кодовой посылки.

– счетчика К561ИЕ8 (Q0-Q9 – десятичные выходы; С – синхронизирующий вход); ST – стартовая комбинация импульсов:

         (5.2)

R – возврат всей схемы в исходное состояние при окончании каждого цикла передачи сообщения;

Сигнал R:

– сброс на 31 номере такта.

D – последовательный выходной код данных, представляющий сумму последовательного полезного кода со старт – стопными импульсами:

          (5.3)

ФМ – фазоманипулированный выходной сигнал:

          (5.4)

На схеме управления преобразователем кода, приведенной на рисунке 6.1, сигнал F1 = 16*С подается на вход C счетчика ИЕ16 с делителя частоты, а сигнал R – с выхода схемы общего сброса и приведения автоматической системы в исходное состояние. Схема формирования стартового импульса выполнена по схеме, приведенной на рисунке 5.1.

Рисунок 5.1 - Схема формирования стартового импульса

Разрядность параллельного кода определяется количеством двоичных букв выходного слова символа посылки таблице 1.1. В данном случае код равен четырём разрядам (Y4, Y3, Y2, Y1). Принцип преобразования заключается в поочерёдном подключении (в порядке возрастания номера такта) кодированного символа к схеме согласования с каналом связи. Для схемной реализации преобразователя параллельного кода в последовательный применяем сдвигающий регистр.

Рисунок 5.1 – Временная диаграмма

6. ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ АВТОМАТА

Рисунок 6.1. – Схема управления преобразователем кодов

7. СХЕМА СОГЛАСОВАНИЯ С КАНАЛОМ СВЯЗИ.

Для того чтобы кодовый сигнал транспортировался с наименьшими потерями при передаче, необходимо обеспечить согласование параметров передающей части с линией связи. Для этого проведем расчет схемы, которая подготовит сигнал к передаче и согласует наше устройство с физической цепью.

Расчет схемы согласования сводится к определению значений параметров элементов входного делителя и фильтра.

Выходной каскад, согласующий параметры передатчика с параметрами канала, изображен на рисунке 7.1. Для данной схемы спра­ведливы следующие соотношения:

                                                                       

Частота квазирезонанса:

;                                                                (7.1)

Добротность полюса:

                               (7.2)

Пусть Q=2.

Примем R6 = R7 = R8, С8 = 2,2 нФ, С6 = (3*Q)2*2,2 = 79,2нФ.

Примем С6 = 68нФ.

                 (7.3)

W=13090Гц.

После конденсатора напряжение составляет 4.36 В, так как падение напряжения на конденсаторе составляет 3%.

Определим ток

               

При известном токе можно рассчитать сопротивление ёмкости С3 по формуле:

XC3=UC3/I         (7.4)

UC3=0.03*UM/2         (7.5)

UC3=0.135В

XC3=3488.37 Ом

Рассчитаем значение ёмкости C3 по формуле:

С3=1/(р*fн*XC3)                 (7.6)

C3=43.8нФ

Примем С3=47нФ.

Значение сопротивления R3 определяется исходя из того, что известны падение напряжения на ёмкости С3 и максимальный уровень передаваемого сигнала, равный 0,775 В (0,0 Нп):

R3=(UM/2-UC3-0.0775)/I         (7.7)

R3=92764.86Ом=92.8кОм

Примем R3=92кОм.

Сопротивление R5 рассчитывается с учетом того, что на нем падает напряжение, соответствующее минимальному уровню передаваемого сигнала, равный 0,078 В (-2,3Нп):

R5=0.078/I  (7.8)

R5=2010.34Ом=2,01кОм

Примем R5=2кОм.

Рассчитаем оставшиеся сопротивления:

Примем R6,7,8=6,26кОм.

Рисунок 7.1. – Схема согласования с каналом связи

8. РАСЧЕТ БЛОКА ПИТАНИЯ

В состав блока питания входит трансформатор, на вторичной обмотке которого получаем питание 20 В. На выходе моста получаем 24 В. Нам необходимо получить напряжение для питания цифровых микросхем +9 В, а так же ±15 В для питания операционных усилителей. Частота сети 50Гц.

Выберем токи: значение тока первой нагрузки возьмем из расчета, что нам необходимо питать 24 микросхемы, каждая из которых потребляет ток в пределах 5 мкА, но важно иметь некоторый запас, поэтому примем искомый ток равным 1,2мА: Iн1=1,2 мА.

Значения токов Iн2 и Iн3 берем из сведений по паспортным данным операционного усилителя К140УД14, согласно которым, номинальное значение тока составляет 0,6 мА, у нас таких усилителей 2, поэтому выберем Iн2=Iн3=12 мА.

Токи стабилитронов приняли равными: Iст1=Iст2=Iст3=12 мА, руководствуясь тем, что для стабилитрона 2C516А ток величиной 12 мА входит в его рабочий диапазон 3ч32 мА, а для стабилитрона КС509А – в диапазон 0,5ч42 мА.

Выбранная серия микросхем не требует высокой стабильности питающего напряжения. Выбираем параметрический стабилизатор на стабилитроне. Пульсации напряжения не должны превышать 10%.

Произведём расчет цепи положительной полярности. Она состоит из двух ветвей, одна из которых рассчитана на напряжение +9 В, вторая – на напряжение +15 В.

Общее сопротивление цепи:

                                                                (8.1)

Принимаем kпульсации =10%(сопротивление сглаживающих конденсаторов не должно превышать 10% значения эквивалентного сопротивления ветви).

                                                                                (8.2)

Зная величину характеристического сопротивления, можно определить непосредственно величину емкости конденсатора; при этом необходимо учесть, что при прохождении диодного моста частота тока увеличивается в 2 раза, таким образом

                                                                                (8.3)

C12=17.45мкФ.

Примем С12=18мкФ.

Аналогично рассчитаем:

ХС13=0,1*Rэкв2=141,4 Ом

С13=11,26 мкФ.

Примем С13=12 мкФ.

Произведем расчет для ветви 9В. Для стабилизации напряжения используем стабилитрон:

КС516А (Uст=9-10,5В, Iст=(3-32) мА)

Сопротивление ограничивающего резистора:

                                                                                (8.4)

Примем R12=620 Ом.

Рассчитаем мощность рассеивания на R11:

                                                                                          (8.5)