Главная страница
Навигация по странице:

  • ТАШКЕНТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АБУ РАЙХАНА БЕРУНИ ФАКУЛЬТЕТ «ЭЛЕКТРОНИКА И АВТОМАТИКА» КАФЕДРА «АВТОМАТИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ»

  • МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

  • МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН ТАШКЕНТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АБУ РАЙХАНА БЕРУНИ

  • ФАКУЛЬТЕТ «ЭЛЕКТРОНИКА И АВТОМАТИКА» КАФЕДРА «АВТОМАТИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ» МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

  • ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ И ОФОРМЛЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ.

  • ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

  • Принцип работы установки

  • Рис.2. Принципиальная схема стенда

  • Лабораторные работы по телекомуникации. Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу Основы телекоммуникационной сети и системы для студентов по специальности 5521800 Автоматизация и управление


    Скачать 10.37 Mb.
    НазваниеМетодические указания к выполнению лабораторных работ по курсу Основы телекоммуникационной сети и системы для студентов по специальности 5521800 Автоматизация и управление
    АнкорЛабораторные работы по телекомуникации.doc
    Дата07.05.2017
    Размер10.37 Mb.
    Формат файлаdoc
    Имя файлаЛабораторные работы по телекомуникации.doc
    ТипМетодические указания
    #2836
    КатегорияЭлектротехника. Связь. Автоматика
    страница1 из 7
      1   2   3   4   5   6   7

    МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН
    ТАШКЕНТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АБУ РАЙХАНА БЕРУНИ
    ФАКУЛЬТЕТ «ЭЛЕКТРОНИКА И АВТОМАТИКА»

    КАФЕДРА «АВТОМАТИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ»




    МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

    К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

    по курсу: «Основы телекоммуникационной сети и системы» для студентов по специальности 5521800 - «Автоматизация и управление»

    Ташкент-2007г.

    МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН
    ТАШКЕНТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АБУ РАЙХАНА БЕРУНИ
    ФАКУЛЬТЕТ «ЭЛЕКТРОНИКА И АВТОМАТИКА»

    КАФЕДРА «АВТОМАТИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ»

    МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

    К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

    по курсу: «Основы телекоммуникационной сети и системы» для студентов по специальности 5521800 - «Автоматизация и управление»

    Ташкент-2007г.

    Составитель: Улжаев Э.

    УДК:

    Основы телекоммуникационной сети и системы: Методические указания к выполнению лабораторных работ / Ташкентский государственный технический университет им. Абу Райхана Беруни: Составитель: Э. Улжаев, Ташкент, 2007, 65 стр.


    В методическом указании приведены основные понятия, краткое содержание и порядок выполнения лабораторных работ по курсу «Основы телекоммуникационной сети и системы» В работе приведены теоретические схемные и программные принципы формирования помехозашищенных кодов, принципы работы отдельных принципиальных схем телекоммуникационных систем на базе аналоговых и дискретных элементов.

    Методические указания предназначены для студентов по специализации 5521800-«Автоматизация и управления» а также для студентов других специальностей, изучающих эту дисциплину.

    Кафедра «Автоматизация и управление»

    Печатается по решению научно-методического совета ТГТУ им. Абу Райхана Беруни

    Рецензент: доц. Э.Б.Махмудов


    ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ И ОФОРМЛЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ.
    В настоящей работе представлены методические указания к лабораторным работам по курсу “Основы телекоммуникационных сетей и систем”, выполняемых студентами специальности “АУ “.

    Лабораторные работы охватывают широкий круг вопросов в соответствии с программой курса. Приступая к выполнению лабораторной работы, студент должен предварительно изучить соответствующие разделы курса по рекомендованной литературе, конспекту и приведенным ниже кратким теоретическим сведениям. Перед началом выполнения каждой работы преподаватель проверяет подготовленность студентов к занятию, пониманию ими цели и содержания выполняемой работы.

    Приступить к выполнению экспериментальной части лабораторной работы можно после опроса всех членов подгруппы только с разрешения преподавателя.

    Выполнив все пункты задания по лабораторной работе, необходимо показать преподавателю результаты эксперимента в графическом виде. Следует обратить внимание на точность и аккуратность оформления отчета по лабораторной работе. Отчеты по всем лабораторным работам выполняются каждым членом группы индивидуально.

    Отчет должен содержать: структурные и принципиальные схемы устройства (системы); расчеты; полученные осциллограммы; графические и описательные характеристики с указанием размеров и масштабов; таблицы полученных опытным путем данных; временные диаграммы работы исследованных лабораторных работ.

    При подготовке отчета к защите следует использовать рекомендованную литературу и конспект, настоящие методические указания.

    Студенты, успешно защитившие отчеты по лабораторным работам в течение семестра, по мере их выполнения, получают зачет без дополнительного собеседования с преподавателем.

    ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
    ИЗУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ СХЕМЫ ОБРАЗОВАНИЯ ИНВЕРСНОГО КОДА
    ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

    1. Ознакомление с правилом образования инверсного кода.

    2. Изучение и исследование схемы образования и передачи инверсного кода.

    3. Снятие инверсных кодов:

    а) в автоматическом режиме;

    б) ручным способом.


    1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

    Кодирование – это преобразование сообщения в дискретный сигнал в виде кодовых комбинаций. Обратный процесс (декодирование) должен однозначно восстановить передаваемое сообщение.

    Помехозащищенными или корректирующими кодами называются коды, позволяющие обнаружить или исправить и обнаружить ошибки в кодовых комбинациях. Отсюда эти коды делятся на две большие группы: коды с обнаружением ошибки и коды с обнаружением и исправлением ошибок.

    Любой n-элементный код можно представить с помощью n-мерного куба (рис.1). Каждая вершина отображает кодовую комбинацию, а длинна ребра соответствует одной единице.

    Расстояние между вершинами измеряется минимальным количеством ребер, находящихся между ними, обозначается буквой d и называется кодовым расстоянием.


    Рис.1. Метод иллюстрации помехозащищенных кодов.
    Кодовое расстояние – это минимальное число элементов, в которых одна кодовая комбинация отличается от другой.

    Корректирующая способность кода тесно связана с кодовым расстоянием:

    а) при d = 1 ошибки не обнаруживаются;

    б) при d = 2 обнаруживаются одиночные ошибки;

    в) при d = 3 исправляются одиночные ошибки или обнаруживаются двойные.

    В общем случае d = r + S + 1; ( r- число обнаруживаемых ошибок; S – число исправляемых ошибок) при rS

    К кодам с обнаружением ошибок относятся: код с проверкой на четность, распределительный код, код с удвоением элементов, инверсных код.

    Рассмотрим образование инверсного кода. В этом коде для увеличения помехоустойчивости к исходной n-разрядной комбинации по определенному правилу добавляется еще n-разрядов. В линию посылается удвоенное число символов.

    Правило образования кода следующее: если в исходной комбинации четное число единиц, то добавляемая комбинация повторяет исходную, если нечетное, то в добавляемых разрядах все “0” превращаются в “1”, а “1” в “0”. Пример составления комбинации инверсного кода из комбинации обычного семиразрядного двоичного кода представлены в таблице.


    К

    m

    инв. код n = k + m

    1110001

    1111101

    1111111

    1111100

    1110001

    1111101

    0000000

    0000011

    11100011110001

    11111011111101

    11111110000000

    11111000000011


    Прием инверсного кода осуществляется в два этапа. На первом этапе суммируются единицы в первой основной группе символов К . Если в принятое число информационных символов (К) число “1” четное, то контрольные символы (m) принимаются без изменения, если нечетное, то символы m инвертируются. После этого на втором этапе контрольные символы m сравниваются с символами К, и при наличии хотя бы одного несовпадения вся переданная комбинация n = K + m элементов бракуется. Это поэлементное сравнение эквивалентно сложению по модулю 2. При отсутствии ошибок в обеих группах символов их сумма будет равна 0.

    Пусть была передана первая комбинация из таблицы. Ниже показана суммирование в трех случаях приема переданной комбинации:

    1) 1110001 2) 1110001 3) 1110001

    + + +

    1110001 0001110 1111001

    0000000 1111110 0001000

    В первом случае искажений нет и число единиц в символах К четное, поэтому производится суммирование по модулю 2 с неинвертируемыми символами m, что в результате дает нулевую сумму. Во втором случае из-за того, что число единиц в символах К оказалось нечетным, символы m были инвертированы. В третьем случае искажение в 4-ом разряде группы m. Таким образом, из трех вариантов, лишь первый был без искажений.

    1. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ СХЕМЫ

    Принципиальная схема образования инверсного кода показана на рис.2.


    Рис.2. Принципиальная схема образования инверсного кода

    Схема, выполненная на триггерах Tr5 и Tr6, а также сборках И25, образует дешифратор кода.

    Когда на И2 поступают три единицы, то с выхода шифратора снимается комбинация 0001. Когда три единицы поступят на И3, то снимается комбинация 0010 и т.д. Триггеры Tr5 и Tr6 образуют счетчик дешифратора, аналогичный счетчику циклов. При подаче первого импульса СИ (синхро-импульс) на счетчик С4Ц на выходах триггеров Tr3 и Tr4 возникает нулевой потенциал. При этом на инверсных выходах триггеров Tr5 и Tr6 записана 1. Выходы счетчика СчД подсоединены на выходы схемы И2, И5 таким образом, чтобы подать на два входа схемы И2 две единицы “11”, а на схемы И3-10, И4-01 и И5-00. Поэтому, когда с ячейки распределителя будет подан импульс “1” на другой вход схемы И2 на ее выходе появится 1, которая поступает непосредственно на выход через схему ИЛИ2 и на шифратор инверсного кода (ШИ). Это будет означать, что выбран КП. На следующем этапе работы распределителя импульс с ячейки 11, поступив на один из выходов схемы И3 не создает на ее выходе сигнал, т.к. на ее другие входы поданы 1 с триггера Tr6 и 0 с триггера Tr5 . Импульс со схемы И3 будет снят лишь через 4 цикла, когда переключившийся триггер Tr4 переключит триггер Tr5 , отчего на схеме И3 возникнут потенциалы, эквивалентные “11”, а на схемах И2 -10, И4 -00 , И5 -01. Поэтому, когда поступает импульс с 12-ой ячейки распределителя, со схемы И3 будет снята “1”. На рис.3 приведены временные диаграммы работы узлов устройства.



    Рис.3. Временные диаграммы работы узлов устройства
    Т.к. со схем И2 – И5 снимается всего лишь одна 1, (слово состоит их одной 1 и трех 0), то на контрольные символы У-УШ в инверсном коде должны инвертироваться. Если, например, выбирается КП2 то импульс с И3 переключает триггер Tr3 , и он находится в положении, отличном от триггеров Tr8 Tr9 Tr10, т.е. со схем И25 поступает комбинация 0010 (информационные К символы). Эта комбинация поступает одновременно на триггеры Tr7 – Tr10 и через сборку ИЛИ2 на выход.

    При работе по вызову замыкается сначала один из ключей, а затем нажимается соответствующая кнопка. Например, если на сборку И6 подаются две “1”, тогда как на сборки И79 по одной “1”. Поэтому, когда с ячейки 1 распределителя поступит на схему И импульс, то на ее выходе появится сигнал, который поступит на триггер Tr10 и переключит его.

    Счетчик циклов состоит из триггеров Tr4 и Tr3 (рис.2). Счетчик дешифраторов состоит из триггеров Tr5 и Tr6.
    ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

    1. В исходном состоянии все ключи на схеме находятся в положении “выключено”.

    2. Подключить лабораторный стенд к источнику питания ±5В. Подключить вход осциллографа к выходу схемы.

    3. Снять инверсный код в автоматическом режиме. Для этого замкнуть кнопку “ЦО” и снять с выхода схемы комбинацию циклических кодов КП1, КП2, КП3 и КП4. (рис.4).

    4. Снять комбинации инверсных кодов ручным способом.

    5. Все полученные осциллограммы зарисовать.

    6. Разомкнуть ключи. Отключить стенд от источника питания.




    СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

    1. Принципиальная схема образования инверсного кода.

    2. Временные диаграммы (осциллограммы) работы узлов при выборе КП1, КП2, КП3 и КП4.



    КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

    1. Перечислите типы и образования инверсного кода.

    2. По схеме рассказать правило образования инверсного кода.

    3. Как осуществляется выбор адреса и режима КП?

    4. Как организуется передача контрольных символов?



    Л и т е р а т у р а:

    1. Ильин В.А. Телеконтроль и телеуправление. М., 1983.


    ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
    ИЗУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕШИФРАТОРА ДВОИЧНОГО КОДА НА МИКРОСХЕМАХ

    ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

    1. Ознакомление с понятием системы счисления и способами перевода чисел из двоичной системы в десятичную.

    2. Изучение принципа действия и исследования работы дешифратора ТТ логики в интервальном исполнении типа К155ИД1.


    ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

    Системой счисления называется метод изображения любых чисел с помощью ограниченного количества цифр.

    В десятичной системе счисления для записи любого числа необходимо некоторое ограниченное количество цифр 0, 1, 2,…,9. Число 10 изображается здесь уже совокупностью двух цифр и является основанием системы счисления. В общем виде основанием системы счисления называют количество цифр, используемых для изображения любых чисел.

    Десятичная система относится к классу т.н. позиционных систем счисления. В них значение цифры определяется позицией, которую она занимает по отношению к занятой. Так в числе 100,01 используются только две цифры 1 и 0, но единица, стоящая слева от запятой, определяет количество сотен в числе, а единица справа от запятой – количество сотых долей.

    В десятичной системе каждая единица старшего разряда равна десяти единицам младшего разряда. Или, другими словами, позиции отдельных разрядов представляют собой ряд членов геометрической прогрессии со знаменателем десять. На основании этого, например, число 92,036 в развернутом виде выглядит следующим образом:

    92,036 = 9 * 101 + 2 * 100 + 0 * 10-1 + 3 * 10-2 + 6 * 10-3.

    Если обозначить цифры от 0 до 9 через ai, количество разрядов через n, а количество в его целой части – через m, то любое число можно записать в виде:

    X = ±( a1 * 10m-1 + a2 * 10m-2 +…+ am-1 * 101 + am * 100 +…+ an * 10m-n) (1)
    Кроме десятичной, возможны другие позиционные системы счисления с основанием в виде целого числа р. По аналогии с (1) запишем:

    Xp = ±( B1 * pm-1 + B 2 * pm-2 +…+ B m-1 * p1 + B m * p0 +…+ B n * pm-n) (2)
    Где Вi – есть не что иное как цифры 1,…,р-1.

    Так, в пятиричной системе (Р=5) используются только пять цифр: 0,1,2,3,4.
    Перевод целых чисел. Предположим, что необходимо перевести целое число из системы с основанием р в систему с основанием q.

    Для этого исходное число и каждое полученное частное от деления последовательно делят на основание новой системы до тех пор, пока очередное частное не станет меньше делителя. Это и есть цифра старшего разряда. Остаток от деления исходного числа – цифра младшего разряда, остатки от деления частных – соответственно цифры промежуточных разрядов.
    Например, требуется перевести число 37 из десятичной системы в двоичную (р = 10, q = 2).

    Окончательно получим 3710 = 1001012

    Если же основание новой системы больше основания старой, перевод делают так. Основание новой системы счисления представляют в старой системе, например 1010 = 10102 . После этого производят деление так же, как в предыдущем случае, но остатки от деления будут представлять цифры в новой системе счисления выражения, как и основание в старой системе. Эти цифры переводятся легко в новую систему.

    Например, нужно число 101100111 2 из двоичной системы счисления перевести в десятичную (р = 2, q = 10):


    После дополнительного перевода полученных цифр из двоичной системы в десятичную ( 112 = 310, 1012 = 510, 10012 = 910 ), получим окончательный результат:

    1011001112 = 35910 .
    Перевод правильных дробей производится следующим образом. Исходную дробь умножают на основание новой системы счисления, у получившегося от умножения произведения выделяем целую часть – это будет первая после запятой цифра дроби в новой системе, дробную часть этого произведения вновь умножаем на основание новой системы и вновь выделяем целую часть – получим вторую цифру после запятой и т.д., до тех пор, пока не получим необходимое количество разрядов дроби в новой системе счисления.

    Например, необходимо перевести число 0,375 из десятичной системы в двоичную :


    Следовательно, число 0,37510 = 0,0112

    Перевод произвольных чисел, имеющих целую и дробную части, производится в два этапа. Вначале переводят целую часть, а затем дробную, и результаты записывают вместе.
    Принцип работы установки.

    1. Работа микросхемы К155ИД1 (рис.1).



    Рис.1. Логическая структура 4-х разрядного двоично-десятичного дешифратора К155ИД1
    микросхема представляет собой декадный дешифратор с выходом на высоковольтный индикатор.

    Транзисторные ключи на выходе VT1÷VT10 выполняют 2 функции:

    а) согласуют низкое выходное напряжение логической структуры (около 5В) со входами индикатора ИН-14, напряжение на которых при запертом состоянии ключа достигает 50-60В. Этой же цели служат диоды VД1÷VД10, ограничивающие до допустимого предела коллекторное напряжение транзисторов VT1÷VT10;

    б) выполняют функции ключа 2И – “открываются” только при наличии “1” на базе и “0” на эмиттере.

    Примечание: дешифратор К155ИД1 рассчитан на дешифрацию двоично-десятичного кода от счетчиков и регистров в интегральном исполнении К155ИЕ4, К155ИЕ7, у которых структура предусматривает счет только до десяти. С приходом 10-го импульса на специальном выходе этих микросхем появляется сигнал переноса в следующий разряд. Поэтому дешифрируются состояния только до 9 в двоичном коде ( до 10012) при наборе состояний входов 10102 дальше дешифрация не происходит – открываются сразу несколько выходных транзисторов.

    1. Работа установки (рис.2).



    Рис.2. Принципиальная схема стенда
    Для работы логической структуры на выход 5 микросхемы подается питание +5 ±0,25В. Для получения этого напряжения служит стабилизатор на транзисторе V6. Напряжение со вторичной обмотки Т1 ( около 10В ) поступает на мостовую схему выпрямителя на диодах V1 – V4, далее выпрямленное напряжение поступает на коллектор V6 и одновременно на цепь R1 и стабилизатор V5. Эта цепь является простейшим параметрическим стабилизатором. Она обеспечивает стабильное напряжение на стабилитроне V5 (КС147А), около 4,7В. Известно, что проводимость перехода коллектор-эмиттер транзистора V6 будет зависеть от разности потенциалов между базой и эмиттером этого транзистора. На базу V6 стабильный потенциал с V5 а эмиттер этого транзистора соединен с нагрузкой. Таким образом, здесь сравниваются и на стабилитроне V5 и на нагрузке – микросхеме Д1. Если напряжения разные, в их цепи появляется управляющий ток, вызывающий компенсацию расхождения.

    В установке применен еще один источник – первичная обмотка трансформатора Т1, диод V7 и сопротивление R2. При питании электролюминисенционоого индикатора пульсирующим напряжением, срок его службы увеличивается, а количество индикации по сравнению с питанием стабилизированным напряжением не ухудшается. Резистор R2 предназначен для ограничения тока в цепи транзисторов VT1 – VT10 на уровне 2-3мА. При больших токах транзисторы из-за перегрева выйдут из строя.

    Индикатор ИН14 – токовый прибор – он зажигается, если в цепи анод-катод течет ток величиной не менее 2мА. Изменением тока в пределах 2-4мА можно менять яркость свечения. При токах меньших 2мА, индикатор гаснет. Током в цепи катодов индикатора управляют транзисторы VT1 – VT10 микросхемы.

    Ключи S 1-4 управляют входами микросхемы. Замыкание ключа эквивалентно подачи “0” на соответствующих вход. Размыкание ключа эквивалентно подаче “1” на вход.
      1   2   3   4   5   6   7
    написать администратору сайта