4 Приложение.
4.1 Расчет величины краевых искажений.
Краевые искажения – это смещение значащего момента относительно идеального положения, приводящее к изменению длительности единичного элемента.
Примеры краевых искажений показаны на рисунке 1.
Рисунок 1 – Примеры краевых искажений
Δt – это абсолютная величина краевых искажений, которая измеряется в миллисекундах.
Краевые искажения бывают положительными и отрицательными.
Положительные – это искажения, при которых сдвиг значащего момента происходит в сторону запаздывания (вправо). На рисунке 1 положительными искажениями являются Δt2.
Отрицательные – это искажения, при которых сдвиг значащего момента происходит в сторону опережения (влево). На рисунке 1 – это искажения – Δt1 и – Δt3
Краевые искажения можно оценить в процентах от длительности единичного интервала. Это значение называется индивидуальными искажениями. Они рассчитываются последующей формуле:
где t0 – это длительность единичного интервала.
Когда передается кодовая комбинация, то производится расчет краевых искажений для всей кодовой комбинации. В этом случае определяют степень синхронного искажения:
где Δtmax – это максимальная величина положительных краевых искажений.
Δtmin – это максимальная величина отрицательных краевых искажений.
Знак минус, в скобках, обозначает, что это отрицательные краевые искажения. Поэтому, в формулу необходимо подставлять величину отрицательных искажений, взяв его по модулю.
Например: в кодовой комбинации возникли краевые искажения со следующими абсолютными значениями: 1,1; -0,9; 2,6; -1,4 мс. Значит, Δtmax = 1,1 Δtmin = 1,4. Если длительность единичного интервала будет равно 20 мс, то степень синхронного искажения будет равняться:
Это значит, что в кодовой комбинации в целом произошли искажения на 12,5 процентов.
При передаче сообщений стартстопным методом передачи, то рассчитывается величина стартстопных искажений. Эта величина складывается из величины индивидуальных искажений стопстартного перехода и степени синхронного искажения. Пример стопстартного перехода показан на рисунке 2.
Рисунок 2 – Пример стопстартного перехода
Тогда индивидуальные искажения стопстартного перехода будут вычисляться по формуле:
Таким образом, величина стартстопных искажений рассчитывается по формуле:
Расчет величины стартстопных искажений необходим, т. к. искажения стопстартного перехода влияет на всю кодовую комбинацию.
Все краевые искажения делятся на три группы: характеристические, случайные, преобладания. Когда сигнал проходит по линии связи, то в нем всегда присутствуют все три вида искажений. В этом случае, общая величина искажений в кодовой комбинации, будет складываться из суммы этих видов искажений.
4.2 Регистрация единичных элементов.
Для того, что бы устранить искажения дискретного сигнала используются различные методы регистрации. Регистрация – это процесс определения и фиксации знака значащей позиции. Существует несколько методов регистрации: метод стробирования, интегральный метод и комбинированный.
Для устранения краевых искажений используется метод стробирования.
При искажении дискретного сигнала считается, что его максимальная амплитуда приходится на середину единичного интервала, т. к. она менее всего подвержена влиянию краевых искажений. Для регистрации единичных элементов методом стробирования, на вход регистрирующей схемы совместно с информационным сигналом подается тактовая последовательность. Каждый импульс этой последовательности называется стробирующим. Частота подачи этих импульсов совпадает со скоростью телеграфирования. Кроме этого, подача импульсов совпадает с серединой единичного интервала. На рисунке 3 (а, б) показано, как подаются информационный сигнал и стробирующие импульсы. Из рисунка видно, что если значащий момент единичного элемента сместиться более чем на 50% от длительности единичного интервала, то правильно зарегистрировать единичный элемент будет нельзя. В этом случае произойдет ошибка. В этом случае, для каждого телеграфного аппарата измеряется величина исправляющей способности.
Исправляющая способность (μ) – это максимальная величина краевых искажений единичного элемента на входе приемника, при которых еще возможна его правильная регистрация.
Для современных телеграфный аппаратов исправляющая способность должна быть не менее 45%. Это значит, что если сигнал на входе приемника будет искажен на 45%, то его еще можно правильно зарегистрировать. Если краевые искажения будут больше исправляющей способности, то единичный элемент будет зарегистрирован не верно.
Для центров коммутаций сообщений (ЦКС) исправляющая способность будет равна 48%. Большей исправляющей способности добиться не удается, т. к. стробирующие импульсы имеют конечную длину, кроме этого, они подаются не точно на середину единичного интервала, т. к. идеальной системы синхронизации нет, и получаются погрешности в подаче импульсов.
Рисунок 3 – Влияние стопстартного перехода на кодовую комбинацию
Как говорилось ранее, искажения стопстартного перехода влияет на всю кодовую комбинацию. Это хорошо видно из рисунка 3 (в, г). На рисунке 3в показан искаженный дискретный сигнал, в котором сместился стопстартный переход. Импульсы стробирования начинают подаваться через интервал равный 1,5t0 от стопстартного перехода. Раз переход сместился, значит, сместятся стробирующие импульсы на туже величину, что и стопстартный переход (рисунок 3г).
Смещение стробирующих импульсов относительно центра единичного интервала приводит к тому, что значащие моменты единичных элементов могут сместиться на меньшую величину, чем при идеальном положении стробирующих импульсов. Это хорошо видно на рисунке 3в. У второго информационного единичного элемента значащий момент сместился в сторону опережения, а его стробирующий импульс в сторону запаздывания (рис. 3г). Если бы значащий момент, либо стробирующий импульс сместились еще на небольшое значение, то стробирующий импульс вышел бы за пределы единичного элемента, и правильно зарегистрировать единичный элемент было бы не возможно. Возникла бы ошибка.
В связи с этим, для телеграфной связи указывается характеристика запас устойчивости (Δ). Запас устойчивости – это разность между исправляющей способностью приемника и величиной суммарных искажений на входе приемника:
Из этого выражения видно, что если значение Δ будет отрицательной, значит, общее величина искажений на входе приемника превышает его исправляющую способность, следовательно, правильный прием символа не возможен.