Проектирование устройств синхронизации в системах передачи информации асинхронного типа

В системах асинхронного типа нормально (то есть в паузах между передачами) канал связи остается свободным. Перед выдачей информационного блока передающая сторона формирует и передает специальную синхронизирующую посылку (рис. 6).

Рис. 6 Последовательность импульсов
в канале связи, характерная
для систем асинхронного типа

Чаще всего эта посылка представляет собой одиночный импульс строго определенной длительности, которая отличается от длительности последующих информационных символов. Такой импульс называется пусковым элементом (ПЭ).

Длительность пускового элемента , чтобы устройство синхронизации не было запущено вторично при получении нескольких одинаковых сигналов подряд в информационной части. Пусковой элемент может быть заполнен частотой или быть большим по амплитуде

Приемная сторона начинает отсчет времени для приема информационного блока после получения пускового элемента. Если придет импульс другой длительности, система не будет запущена.

Выявитель пускового элемента на приемной стороне (рис. 7) должен представлять собой временной дискриминатор, реагирующий только на импульсы длительности t_ПЭ.

Рис. 7 Структурная схема выявителя пускового элемента

Формирователь импульса ФИ выдает сигнал либо по переднему, либо по заднему фронту, либо по обоим фронтам.

Ждущий мультивибратор ЖМ ожидает прихода импульса.

С учетом сказанного можно проиллюстрировать работу любой системы передачи информации асинхронного типа с помощью временных диаграмм (рис. 8).

Рис. 8 Временные диаграммы работы
асинхронной системы передачи

Контрольная пауза (КП) необходима для исключения возможности слияния пускового элемента с информационной частью. Длительность ее может быть равна .

За счет нестабильности передающего и приемного генераторов последний строб может уйти за пределы информационного блока (из-за негативного влияния сдвига фронтов пускового элемента).

Сдвиг фронтов пускового элемента может рассматриваться как динамическая погрешность и обычно описывается нормальным законом распределения:

Величины ,а значит и являются случайными. Величина является случайной и распределена по нормальному закону с параметрами

(1)

(2)

где N_Ц – число бит в информационном блоке,

– среднеквадратическое отклонение частоты,

k_f – нестабильность генератора.

Для кварцевых генераторов k_f = ± (0,5*10^-6 – 2*10^-4).

При расчете устройства синхронизации в рассматриваемых системах обычно задаются дополнительная погрешность синхронизации , вероятность превышения реальной погрешности и определяют:

• допустимую длину цикла N_Ц;
• требуемую нестабильность генератора k_f при заданной длине цикла N_Ц.
• При использовании стандартного формата допустимая длина цикла должна обеспечивать получение формата.

Возможен и другой вариант. Зафиксировав k_f, определить длину цикла N_Ц, допустимую для заданного генератора, исходя из них, выбрать формат.

Рассмотрим, например, решение задачи по алгоритму 2.

Пусть заданы величины N_Ц, (значение можно задать в пределах от 3% до 5%). Значение задают исхода из разумных пределов, например, .

Обычно . Такая система будет работать без выхода синхроимпульса за пределы цикла.

где

Значения определяются по формулам (1), (2).

Полученное неравенство Ф(z₁) – Ф(z₂) ≥ 2*(1 – 10^-6) решается методом подбора.

Можно применить другой вариант расчета. Задаваясь , определить ; найти z₁ и z₂.

После определения Ф(z₁) и Ф(z₂) проверить выполнение неравенства. Если неравенство не выполняется, повторить процедуру решения для новых значений .