/
Автор: Копничев Л.Н. Сахарчук С.И.
Теги: электротехника электрическая связь телеграфия электросвязь передача данных издательство радио и связь
ISBN: 5-256-00683-5
Год: 1990
Текст
ТЕЛЕГРАФИЯ И ОКОНЕЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
ДОКУМЕНТАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ
Л.Н.Копничев
С.И.Сахарчук
ТЕЛЕГРАФИЯ
И ОКОНЕЧНОЕ
ОБОРУДОВАНИЕ
ДОКУМЕНТАЛЬНОЙ
ЭЛЕКТРОСВЯЗИ
Учебник
для
техникумов
Л.Н.Копничев
С.И.Сахарчук
ТЕЛЕГРАФИЯ
И ОКОНЕЧНОЕ
ОБОРУДОВАНИЕ
ДОКУМЕНТАЛЬНОЙ
ЭЛЕКТРОСВЯЗИ
Допущено Министерством связи СССР
в качестве учебника
для учащихся техникумов связи,
специальность 2305
©Москва
«Радио и связь»
1990
ББК 32.88
К 65
УДК 621.394.6 (075)
Рецензенты- О. П. Швец, А. С. Клапер
Редакция литературы по радиотехнике и электросвязи
Копничев Л. Н., Сахарчук С. И.
К 65 Телеграфия и оконечное оборудование документаль-
ной электросвязи. Учебник для техникумов.— М.: Радио
и связь, 1990.— 320 с.: ил.
ISBN 5-256-00683-5.
Рассматриваются современное состояние и перспективы разви-
тия технических средств документальной электросвязи. Изложены
принципы построения телеграфных аппаратов и устройств их авто-
матизации, факсимильных аппаратов, вводно-выводных устройств,
абонентских пунктов, мультиплексоров передачи данных. Приведены
технические характеристики, состав, назначение, принципы действия
основных серийно выпускаемых средств документальной связи. Уде-
лено внимание оценке качества передачи и специальной измеритель-
ной аппаратуре.
Для учащихся техникумов связи, обучающихся по специальности
2305 «Телеграфная связь и передача данных».
Учебное издание
Копничев Леонид Никтополеонович,
Сахарчук Сергей Иванович
ТЕЛЕГРАФИЯ И ОКОНЕЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДОКУМЕНТАЛЬНОЙ
ЭЛЕКТРОСВЯЗИ
Учебник
Заведующий редакцией В Н Вяльцев Редактор £ А Образцова
Переплет х\ южникн С Ю Архангельского Художественный редактор А В Проценко
Технический редактор .// А Горшкова Корректор Т В Покатова
ИБДОг 1705
Сдано в набор 12 07 89 Подписано в печать 29 12 89 Т-19776 Формат 60X88/16 Бумага офсетная № 2
Гарнитура литературная Печать офсетная Усл печ л 19,60 Усл кр -отт 19,60 Уч -изд л 22,14
Тираж i I 000 экз Изд № 22152 Зак № 2647 Цепа I р
Издательство «Радио и связь» 101000 Москва, Почтамт, а/я 693
Ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени МПО «Первая Образцовая ти-
пография» Государственного комитета СССР по печати 113054, Москва, Валовая, 28
ISBN 5-256-00683-5
© Копничев Л. Н., Сахарчук С. И., 1990
ПРЕДИСЛОВИЕ
Настоящий учебник предназначен для учащихся техникумов
связи, обучающихся по специальности 2305 «Телеграфная связь и
передача данных». Учебник написан в соответствии с программой
одноименной дисциплины учебного плана, одновременно авторы
сочли необходимым дополнить материал рядом новейших положе-
ний, а также исключить описание отдельных устаревших образ-
цов аппаратуры. Так, в частности, уделено особое внимание во-
просам применения вычислительной техники и микропроцессоров,
а также технической эксплуатации аппаратуры документальной
электросвязи.
Изложение материала ведется от общего к частному: в началь-
ных главах рассматриваются принципы обработки и передачи ин-
формации, возможные варианты построения систем передачи, дей-
ствующие рекомендации, стандарты и нормы. В последующих гла-
вах описываются конкретные образцы серийно выпускаемой аппа-
ратуры телеграфной связи, передачи данных и факсимильной свя-
зи, а при необходимости — их элементная база и организация
технической эксплуатации. Каждая глава заканчивается перечнем
контрольных вопросов, на которые необходимо самостоятельно
ответить для лучшего усвоения материала.
Понятие документальной связи объединяет три разновидности
электросвязи — телеграфную, факсимильную связь и передачу дан-
ных. Место и задачи документальной связи в системе народного
хозяйства страны, основные определения, современное состояние
и перспективы развития телеграфии, факсимильной связи и пере-
дачи данных рассматриваются во введении. Глава 1 посвящена об-
щим принципам и характеристикам передачи дискретных сообще-
ний. В гл. 2 приведены структурные схемы, функциональные воз-
можности, классификация современных телеграфных аппаратов.
В гл. 3—5 рассмотрены состав и принципы построения электромеха-
нических, электронно-механических и электронных телеграфных
аппаратов, находящихся в эксплуатации на телеграфных сетях.
Электронные аппараты и их узлы более детально описываются в
гл. 6 и 7. Главы 8 и 9 посвящены вопросам технической эксплуата-
ции и качеству работы телеграфной аппаратуры. В гл. 10 рассмат-
риваются устройство и принципы работы факсимильных аппаратов
и каналов, а в гл. 11 приводится описание существующих систем
3
факсимильной связи, в том числе аппаратуры для передачи газетных
полос. Глава 12 посвящена общим вопросам передачи данных,
в том числе вопросам защиты от ошибок, преобразования сигналов
данных и др. В гл. 13 приведены сведения о некоторых техниче-
ских устройствах передачи данных и организации технической экс-
плуатации.
К сожалению, ограниченный объем учебника, а также несовер-
шенство учебной программы не позволили в должной мере отразить
перспективы развития документальной связи. Почти не затронуты
вопросы организации и технической эксплуатации электронной поч-
ты, так называемых телематических служб (Телефакс, Телетекс,
Бюрофакс). За время издания учебника на телеграфной сети нашел
широкое распространение электронный телеграфный аппарат F-2000
(производство ГДР), который также не отражен в книге. Учащиеся,
желающие изучить перечисленную аппаратуру, могут обратиться к
другим изданиям.
Предисловие, введение, гл. 1, 10—13 написаны Л. Н. Копни-
чевым, гл. 2—9 — С. И. Сахарчуком.
ВВЕДЕНИЕ
«Основные направления экономического и социального раз-
вития СССР на 1986—1990 годы и на период до 2000 года», при-
нятые XXVII съездом КПСС, к важнейшим задачам относят раз-
витие и совершенствование системы управления народным хозяй-
ством, а также массовое внедрение средств автоматизации, вы-
числительной техники, микропроцессоров и других достижений
современной науки и техники. Успешное решение этих задач по-
требует соответственного развития и совершенствования всех
видов электросвязи, главным образом тех ее видов, которые обес-
печивают передачу дискретных сообщений.
Дискретными называют сообщения, составленные из
букв, цифр, знаков препинания, символов языков программиро-
вания, команд. Такие сообщения характеризуются тем, что они
состоят из заранее известного и сравнительно небольшого набора
отдельных элементов письменной речи — знаков. В отличие от
дискретных непрерывные сообщения — устная речь, музыка,
телевизионное изображение — складываются из элементов, могу-
щих принимать любое количество значений.
Для передачи дискретных сообщений используются следую-
щие виды электросвязи: телеграфная связь, передача данных,
факсимильная связь и электронная почта. Все эти виды объединя-
ются общим признаком — документальностью. Переданное и приня-
тое сообщения в большинстве случаев фиксируются на бумаге в
виде документов, имеющих юридическую силу, что обусловливает
их широкое применение в сфере управления, массовой информа-
ции, деловой и коммерческой деятельности; зачастую документаль-
ность необходима и для информационного обслуживания насе-
ления. Перечисленные виды электросвязи в совокупности обра-
зуют общую систему документальной связи страны.
Телеграфная связь является старейшим видом электро-
связи. В 1982 г. отмечалось 150-летие со дня передачи первой теле-
граммы с помощью электрических сигналов между Зимним двор-
цом и зданием Главного штаба в Петербурге. Создателем первого
телеграфного аппарата был известный русский ученый и дипломат
П. Л. Шиллинг. В те годы бурному развитию телеграфной связи
способствовали работы известных изобретателей и инженеров
Б. С. Якоби (Россия), С. Морзе и Д. Юза (США), Ж. Э. Бодо
5
(Франция). Следует отметить большой вклад в развитие теории
и техники телеграфной связи советских ученых Г. В. Дашкевича,
П. А. Котова, Н. Б. Зелигера, П. А. Наумова и др. В течение де-
сятилетий, до конца XIX века, телеграфная связь была единствен-
ным средством быстрой передачи сообщений.
Вплоть до недавнего времени телеграфная техника базирова-
лась на применении электромагнитных и механических устройств,
а для передачи использовались в основном воздушные линии свя-
зи. Сейчас же широко внедряются достижения научно-технической
революции, прежде всего микроэлектроника, вычислительная тех-
ника и процессоры, волоконная оптика. Телеграфная связь пред-
ставляет собой развитую отрасль техники, обеспечивающую ка-
чественную и экономичную передачу разнообразных сообщений
как внутри страны, так и за ее пределы. Средствами телеграфной
связи передается ежегодно около 500 млн. телеграмм.
Телеграфные аппараты, каналы телеграфной связи и коммутаци-
онные устройства образуют общий комплекс, называемый сетью
телеграфной связи и состоящий из:
сети общего пользования, абонентами которой являются госу-
дарственные учреждения, предприятия, а также население;
сети абонентского телеграфа, обеспечивающей передачу инфор-
мации между учреждениями и предприятиями, имеющими большие
объемы документальной информации;
международных сетей общего пользования и абонентского те-
леграфа.
Передача данных — это вид электросвязи, передающий
информацию для обработки ее электронными вычислительными
машинами (ЭВМ), а также информацию, обработанную ЭВМ.
Передача данных является одним из наиболее молодых видов
электросвязи. Она возникла и начала развиваться немногим более
трех десятилетий назад, почти одновременно с появлением пер-
вых ЭВМ, как средство для передачи на расстояние исходных
сведений и программ решения отдельных задач на ЭВМ, а также
для передачи результатов расчета. Позднее средства передачи
данных стали применяться для связи нескольких машин, решаю-
щих общую задачу, задачу сбора всевозможных статистиче-
ских, отчетно-финансовых сведений, заявок и т. д. Электронно-
вычислительные машины выполняют не только функции сбора
сведений и констатации фактов, но и используются для управле-
ния отдельными предприятиями, отраслями народного хозяйства.
Большое развитие получили автоматизированные системы управ-
ления производством (АСУП) в промышленности, сельском хозяй-
стве, на транспорте. Так как между объектами этих систем пере-
дается большое количество формализованных сообщений, называе-
мых машинной информацией или данными, то потребовалось созда-
ние массовых, дешевых и надежных средств передачи данных
специально для использования в системах управления.
6
Для одновременного обслуживания нескольких пользователей,
соединенных с ЭВМ каналами передачи данных, организованы
сети передачи данных. При этом средства передачи и приема дан-
ных установлены непосредственно у абонентов. Комплекс устройств
передачи, приема и обработки данных получил название або-
нентского пункта передачи данных (АППД).
Другая разновидность средств передачи данных — так назы-
ваемые мультиплексоры. Мультиплексоры передачи данных
(МПД) представляют собой устройства сопряжения между ЭВМ
и каналами передачи данных. Как правило, к мультиплексору под-
ключается несколько каналов от различных пользователей, имею-
щих возможность одновременного доступа к машине. Иногда
МПД используются также для межмашинного обмена данными,
т. е. для связи и взаимодействия двух ЭВМ. Поскольку МПД
передают большие объемы информации, скорость их работы до-
статочно высока, ввод и вывод передаваемой информации произ-
водятся электрическим путем без записи на бумажный носитель.
В отличие от абонентских пунктов мультиплексоры работают обыч-
но по постоянно закрепленным (некоммутируемым) каналам фик-
сированных направлений связи.
Проектирование и выпуск технических средств передачи дан-
ных ведутся странами СЭВ, что позволяет координировать уси-
лия научных и производственных коллективов стран — участниц
СЭВ и выпускать однотипное оборудование. При проектировании
техники передачи данных обосновывается выбор характеристик
и элементной базы аппаратуры, определяется тот минимальный
набор типов оборудования, который удовлетворяет требованиям
большинства пользователей, производится согласование с пара-
метрами каналов связи и вычислительной техники.
По характеру передаваемой информации передача данных
близка к телеграфной связи, так как сообщения в обоих случаях
являются дискретными, т. е. состоят из конечного и сравнительно
небольшого количества знаков — букв, цифр, математических и
коммерческих символов и т. д. Поэтому в теории и технике пере-
дачи данных используется ряд принципов и методов, применяемых
в телеграфии. Однако передача данных является качественно
новым видом связи, поскольку информация в отличие от телеграф-
ной связи передается между человеком и машиной или между
машинами, объем сообщений, как правило, больше, а время пере-
дачи лимитировано. К тому же при передаче данных требуется
обеспечить высокую безошибочность. По этим причинам передачу
данных выделяют в отдельный вид электросвязи.
Средства факсимильной связи служат для документаль-
ной передачи любых неподвижных изображений по каналам элек-
тросвязи. В отличие от телеграфной связи и передачи данных в
факсимильной связи передается не содержание, а изображение
документа: текстов на любых языках, в том числе и рукописных;
7
фотографий, чертежей, географических карт, диаграмм, таблиц
и др. Методами факсимильной связи передается также большая
часть визуальной информации с борта космических летательных
аппаратов.
Факсимильная связь имеет многолетнюю историю. Впервые
передачу изображения с помощью электрических сигналов осущест-
вил в 1855 г. Дж. Казелли, а уже через десять лет начала дей-
ствовать первая в нашей стране факсимильная связь между Пе-
тербургом и Москвой. Широкое распространение факсимильная
связь, или фототелеграфия, как ее называли раньше, получает
начиная с 30-х годов нашего века. В настоящее время факси-
мильная связь используется для:
передачи фототелеграмм, подаваемых учреждениями и населе-
нием, по факсимильной сети общего пользования. Оконечными
пунктами, где можно подать или получить фототелеграмму,
являются республиканские и областные телеграфы, а также неко-
торые отделения связи в Москве, Ленинграде, курортных городах;
оперативной передачи фотографий с места событий для газет,
журналов, телевидения, организуемой информационными агентст-
вами различных стран, в том числе Телеграфным агентством Со-
ветского Союза (ТАСС);
передачи метеорологических карт с нанесенной на них погод-
ной обстановкой, а также изображений земной поверхности с ме-
теорологических спутников;
передачи изображений газетных полос из Москвы в крупные
города, удаленные на 1000 и более километров. Чтобы централь-
ные газеты быстрее попали к читателю, их изображения переда-
ются по каналам связи непосредственно в типографии областных,
краевых, республиканских центров, где с принятых копий печа-
тают часть тиража;
передачи всевозможных деловых сообщений в сфере управле-
ния народным хозяйством, в автоматизированных системах управ-
ления производством, на предприятиях, в конструкторских бюро
и т. д.;
передачи изображений телеграмм на отдельных участках теле-
графной сети.
Следует сказать, что в настоящее время факсимильная связь
пока еще не нашла такого широкого применения, как, например,
телефонная или телеграфная связь. Причинами этого в основном
являются высокая стоимость каналов факсимильной связи и низ-
кое их использование. Подсчитано, что передача изображения бук-
венно-цифрового текста методами факсимильной связи требует при
прочих равных условиях в 50—100 раз больше времени, чем пере-
дача того же текста средствами телеграфной связи. Известные
методы машинной обработки сообщений и сигналов могут сущест-
венно снизить эту цифру, однако передача изображений всегда бу-
дет стоить дороже, чем передача содержания сообщений.
8
Электронная почта — это новый вид документальной
связи, предназначенный для предоставления услуг связи поль-
зователям государственного сектора. Задачей электронной почты
является передача деловых писем, распоряжений, отчетов, сво-
док по каналам связи. Таким образом, она заменяет собой обыч-
ную почтовую связь. По сравнению с последней электронная почта
имеет следующие преимущества:
резко уменьшается доля непроизводительного ручного труда
при пересылке почтовых отправлений;
уменьшается количество недоставленных или задержанных
писем;
сроки доставки не зависят от расстояния между отправителем
и адресатом (например, в пределах нашей страны можно обеспе-
чить срок доставки в одни сутки);
создание и развитие электронной почты не требует больших
капиталовложений.
В основу разработки методов и технических средств электрон-
ной почты положены следующие соображения:
передача почтовых отправлений ведется по существующим
каналам телефонной сети в вечерние и ночные часы, когда эти
каналы почти не используются по своему основному назначению;
для передачи сообщений в основном используются факсимиль-
ные методы, т. е. передается изображение письма;
оконечные установки электронной почты располагают либо в
отделениях связи, либо непосредственно у пользователей. В по-
следнем случае становится ненужной доставка; часть пользовате-
лей может применять имеющиеся средства передачи данных;
предприятия связи несут ответственность за тайну переписки
и сохранность передаваемых сообщений.
Таким образом, внедрение электронной почты выгодно как поль-
зователям, так и ведомству связи. В настоящее время этот вид
связи находится в стадии разработки и внедрения. Комплекс элек-
тронной почты будет объединять следующие системы:
«Телефакс» — абонентская служба факсимильной связи, або-
нентские установки которой располагаются непосредственно у поль-
зователей;
«Бюрофакс» — факсимильная система общего пользования,
имеющая оконечные установки в отделениях связи и обслуживаю-
щая пользователей по правилам, принятым в обычной почте;
«Телетекс» — система передачи документов с помощью оконеч-
ных установок передачи данных.
Документальные сообщения, подлежащие передаче, вырабаты-
ваются источником сообщений. Источником сообщений мо-
гут быть человек, ЭВМ, всевозможные датчики состояний и команд
и др. В результате передачи сообщения поступают к потребите-
лю сообщений — человеку, ЭВМ, другим техническим устрой-
ствам. Комплекс технических средств, соединенных надлежащим
9
образом и обеспечивающих передачу сообщений от источника до
потребителя, образует структурную схему документальной электро-
связи. Структурные схемы телеграфной связи, передачи данных и
факсимильной связи приведены на рис. В.1.
Структурная схема телеграфной связи (рис. В.1,а) состоит
из оконечных пунктов (0/7) сети, телеграфных каналов и ком-
мутационных станций (КС) (одной или нескольких). Различают
коммутируемые и некоммутируемые, или закрепленные, телеграф-
ные связи. При коммутируемой связи оконечные пункты могут
соединяться друг с другом на время передачи сообщения; неком-
мутируемые связи характеризуются постоянным соединением двух
0/7 независимо от наличия сообщений, подлежащих передаче.
В состав оборудования 0/7 входят: буквопечатающий телеграф-
ный аппарат (ТА) и вызывной прибор (ВП). Как правило, каж-
дый 0/7 может и передавать, и принимать телеграммы, поэтому
телеграфный аппарат является приемопередающим. С помощью
вызывного прибора оператор-телеграфист 0/7 производит вызов
КС, установление соединения с нужным 0/7 и отбой после окон-
чания передачи. Направления передачи на рис. В.1,а показаны
стрелками.
Структурная схема передачи данных представлена на
рис. В.1,6. Оконечные установки данных (ОУД) соединены между
а)
6)
Рис. В.1 Структурные схемы документальной электросвязи:
а - телеграфной сити, б - передачи данных, в - факсимильной связи
10
собой каналом связи, в качестве которого чаще всего используется
стандартный канал тональной частоты (ТЧ) или канал тонального
телеграфирования (ТТ). Каналы, используемые для передачи дан-
ных, также могут быть закрепленными и коммутируемыми. В по-
следнем случае в состав структурной схемы входят устройства
коммутации, например автоматические телефонные станции.
Оконечная установка данных содержит оборудование обра-
ботки данных (ООД) и аппаратуру передачи данных (АПД).
К ООД относятся главным образом устройства ввода-вывода дан-
ных (УВВ), задачами которых являются: ручной или автомати-
ческий ввод сообщения, подлежащего передаче, в АПД; получение
из АПД принятого сообщения и запись его на какой-либо носи-
тель, чаще всего бумажный; недокументированное отображение
передаваемых и принимаемых данных на телевизионном экране,
табло и др.
Аппаратура передачи данных содержит устройства защиты
от ошибок (УЗО), преобразования сигналов (УПС), автоматиче-
ского вызова (УАЗ), а также служебный аппарат оператора
(АО) —телефонный или телеграфный в зависимости от типа ис-
пользуемого канала. Задача УЗО — обнаружение и исправление
ошибок, возникающих в данных в процессе их передачи. Устрой-
ства преобразования сигналов преобразуют сигналы, передавае-
мые оконечной установкой, в вид, обеспечивающий их передачу
по каналу, т. е. согласуют параметры сигналов и каналов; при
приеме производится обратное преобразование. Совокупность УПС
передачи и приема часто называют модемом; термин «модем»
образуется из первых слогов слов «модулятор — демодулятор».
Устройство автоматического вызова служит для установления
соединения между двумя ОУД, обмена служебными сигналами,
а также участвует в проведении служебных переговоров операто-
рами, обслуживающими ОУД, если такое обслуживание преду-
смотрено. Как и в телеграфной связи, ОУД обычно рассчитана на
двухсторонний обмен данными.
Факсимильная связь (рис. В.1,в) в большинстве случаев осу-
ществляется по некоммутируемым каналам ТЧ. Факсимильные
аппараты (ФА), подключаемые к каналу ТЧ непосредственно, без
каких-либо вспомогательных устройств, обычно являются приемо-
передающими.
Развитие технических средств документальной электросвязи,
как и других отраслей народного хозяйства, направлено главным
образом на дальнейшую интенсификацию труда на базе достиже-
ний научно-технического прогресса. В ближайшие годы это раз-
витие будет происходить по следующим направлениям. Во-пер-
вых, предполагается широкое внедрение средств микроэлектрони-
ки и вычислительной техники во все звенья телеграфной и факси-
мильной связи, передачи данных. Предстоит массовая замена элек-
тромеханических телеграфных аппаратов электронными, а в даль-
11
нейшем — аппаратами, построенными на микропроцессорах. Осо-
бое внимание будет уделено низовому, наиболее массовому, зве-
ну — оконечным пунктам, городским и сельским отделениям свя-
зи, где микроЭВМ и микропроцессоры возьмут на себя выполне-
ние самых трудоемких операций по обработке и передаче инфор-
мации. Создаются также вычислительные системы для диспетче-
ризации, управления и контроля отдельных участков и всей теле-
графной сети в целом. В конечном итоге все эти меры направлены
на увеличение производительности труда работников массовых про-
фессий и высвобождение людей для работы в других областях
народного хозяйства.
Во-вторых, планируется расширение возможностей докумен-
тальной связи и услуг, предоставляемых пользователям. Ярким
примером этого является внедрение электронной почты, пользо-
ватели которой получат новые, принципиально отличные возмож-
ности передачи сообщений. В телеграфной и факсимильной связи
также планируется расширение сферы услуг.
В-третьих, намечается тенденция к интеграции различных
видов электросвязи. Имеются технические решения, позволяющие
создать объединенную телеграфно-факсимильную установку в око-
нечном пункте сети, которая сможет вести передачу и прием как
буквенно-цифровых документов (в том числе и телеграмм), так и
изображений. Для передачи данных часто используют техниче-
ские средства (каналы и коммутационное оборудование) телеграф-
ной связи. В более далекой перспективе предполагается объедине-
ние документальной электросвязи с телефонной на основе исполь-
зования общих принципов передачи сигналов и коммутации. Как
ожидается, интеграция отдельных видов связи в единый техниче-
ский комплекс даст значительный экономический эффект и позво-
лит улучшить качество передачи информации.
Г л а в a 1. ПРИНЦИПЫ ПЕРЕДАЧИ ДИСКРЕТ-
НЫХ СООБЩЕНИЙ
1.1. КОДИРОВАНИЕ ДИСКРЕТНЫХ
СООБЩЕНИЙ
Дискретные сообщения, подлежащие передаче средствами доку-
ментальной электросвязи,— телеграммы, данные, другие докумен-
ты — являются буквенно-цифровыми. Они состоят из определен-
ного, заранее известного общего количества знаков, т. е. букв,
цифр, знаков препинания, арифметических символов. Набор знаков
называют алфавитом, а их общее количество — объемом ал-
фавита. Объем алфавита выбирается исходя из того, какие именно
сообщения будут передаваться. Так, для передачи телеграмм в
состав алфавита должны входить русские и латинские буквы
(строчные и заглавные), десять цифр и одиннадцать знаков пре-
пинания. Объем алфавита составляет А = 33-2 + 26-2 + 10 + 11 —
= 139 знаков. Для передачи данных этого объема недостаточно,
так как требуется передавать также ряд специальных символов
и команд для ЭВМ. Однако объем алфавита всегда определен и
конечен.
Любой алфавит всегда стремятся сделать экономичным, т. е.
по возможности сократить его объем, поскольку это позволяет
снизить затраты на передачу, а также упростить передатчик и
приемник системы связи. Например, в телеграфной связи исполь-
зуют только заглавные буквы, а также не передают малоупот-
ребляемые буквы Ё и Ъ. Объем алфавита при этом существенно
снижается, однако это не влияет на разборчивость текста.
Каждый знак сообщения в процессе передачи кодируется.
Кодированием называется преобразование знака алфавита
в соответствующее ему число, например номер знака в данном
алфавите. Следует подчеркнуть, что числа, отображающие знаки
алфавита, обычно представлены в двоичной системе счисления.
Правило перехода от десятичной системы счисления к двоичной
записывается таким образом:
М = ат-2т-,+ат-^2т-2 + ...+а2-2'+а1-2°, (1.1)
где М — любое десятичное число; ат...а,\— разряды двоичного
числа, каждый из которых может принимать значение 0 или 1.
13
Эти разряды называют также битами. Минимально необходимое
число разрядов т устанавливается исходя из условия
где Мтах — наибольшее из возможных значений десятичного числа,
преобразуемого в двоичную систему счисления. При записи дво-
ичного числа используются лишь коэффициенты ат,.,а\ выра-
жения (1.1).
Поясним сказанное примером. Русская буква Ф, имеющая
порядковый номер в алфавите 22, кодируется следующим обра-
зом: Ф------^22= 1 -24 + 0-23+1 -22+1-21+0-2°---->10110. По-
лученное в результате кодирования двоичное число называется
кодовой комбинацией, а таблица соответствия знаков ал-
фавита и их комбинаций — кодовой таблицей, или кодом.
Декодирование в приемном устройстве ведется в обратной после-
довательности: принятая комбинация преобразуется в десятичное
число, а затем вырабатывается команда «Отпечатать знак № 22»,
т. е. букву Ф. В телеграфной связи иногда используются также
термины «шифрация» и «дешифрация».
Наибольшее распространение сейчас получили так называемые
равномерные коды, у которых длина всех кодовых комби-
наций одинакова и составляет т разрядов. Кроме того, сущест-
вуют также неравномерные коды, имеющие комбинации
разной длины. Примером неравномерного кода является широко
известный код Морзе.
Все современные коды имеют два или три регистра. Знаки,
входящие в алфавит, делятся на группы, называемые регист-
рами. В регистр объединяются знаки, имеющие какой-либо общий
признак, например, русские или латинские буквы, строчные или
заглавные буквы. Знаки разных регистров кодируются одной и
той же комбинацией, что позволяет уменьшить общее число ком-
бинаций Мтах и длину комбинации пг. При этом, однако, нужно
предусмотреть служебные комбинации для перевода регистров,
т. е. переключения приемника в режим печати нужной группы
знаков. Коды с регистрами при всей своей экономичности имеют
два недостатка:
1) в состав передаваемого сообщения в определенных местах
приходится вводить служебные регистровые комбинации;
2) искажение регистровой комбинации приводит к тому, что
следующая за ней группа знаков неопределенной длины будет
зафиксирована и отпечатана приемником неправильно.
Частично эти недостатки можно скомпенсировать специаль-
ными схемными и конструктивными решениями.
Любой код, предназначенный для передачи дискретных сооб-
щений, должен быть унифицированным, т. е. обеспечивать обмен
информацией между разнотипными аппаратами. Ниже описаны
унифицированные коды, применяемые в настоящее время.
Международный телеграфный код № 2 (МТК-2). Алфавит
кода, разработанного для телеграфной связи, насчитывает 31 рус-
14
скую букву, 26 латинских букв, 10 цифр, 11 знаков препинания,
т. е. всего 78 знаков. Алфавит разбит на три регистра — русский,
латинский и цифровой, по 26 знаков в регистре. Русские буквы
Щ, Ч, Ш, Э, Ю вынесены на цифровой регистр. Для кодирования
всех перечисленных знаков достаточно иметь 26 отличающихся
кодовых комбинаций. Исходя из вышеприведенного условия 2"'>
Мтах определяется число разрядов кодовой комбинации т —
= log2Mmax = log226 = 5 и общее количество всех комбинаций кода
25 = 32. Остающиеся свободными 32 — 26 = 6 комбинаций исполь-
зуются для кодирования следующих служебных команд: «Возврат
каретки» (ВК) и «Перевод строки» (ПС) при печати на рулон
Таблица 1.1. Международный код МТК-2
№ п/п Регистры Комбинации
русский латинский цифровой 1 2 3 4 5
1 т т 5 0 0 0 0 1
2 Возврат каретки 0 0 0 1 0
3 0 0 9 0 0 0 1 1
4 Пробел 0 0 1 0 0
5 X н щ 0 0 1 0 1
6 Н N 0 0 1 1 0
7 М м 0 0 1 1 1
8 Перевод строки 0 1 0 0 0
9 Л L ) 0 1 0 0 1
10 Р R ч 0 1 0 1 0
11 Г G ш 0 1 0 1 1
12 И I 8 0 1 1 0 0
13 П Р 0 0 1 1 0 1
14 И С 0 1 1 1 0
15 Ж V = 0 1 1 1 1
16 Е Е 3 1 0 0 0 0
17 3 Z + 1 0 0 0 1
18 д D Кто там? 1 0 0 1 0
19 Б В 1 0 0 1 1
20 С S 1 0 1 0 0
21 Ы Y 6 1 0 1 0 1
22 Ф F Э 1 0 1 1 0
23 Ь X / 1 0 1 1 1
24 А А 1 1 0 0 0
25 В W 2 1 1 0 0 1
26 й J Ю 1 1 0 1 0
27 Цифровой регистр 1 1 0 1 1
28 У и 7 1 1 1 0 0
29 Я Q 1 1 1 1 0 1
30 К К ( 1 1 1 1 0
31 Латинский регистр 1 1 1 1 1
32 Русский регистр 0 0 0 0 0
Примечание Буква Ч и цифра 4 передаются одной и той же комбинацией № 10. так как изо-
бражаются они почти одинаково
15
Os
Таблица 1.2. Стандартный код передачи данных
а8 Дополнение до четности
а7 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1
а6 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1
а5 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
№ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 И 12 13 14 15
0 ПУС АР, Проб 0 Р P ю п Ю П
1 НЗ СУ1 t 1 А Q а q а я А Я
2 НТ СУ2 2 В R b г б р Б Р
3 КТ СУз =#= 3 С S с s ц с и С
4 КП стп ft 4 D Т d t Д т д Т
5 КТМ НЕТ 0/ /0 5 Е и е u Повторение е У Е У
6 ДА СИН & 6 F V f V колонок ф ж Ф Ж
7 ЗВ КБ / 7 G W И w 0—3 г в Г В
8 ВШ АН ( 8 Н X h X X ь X Ь
9 ГГ КН ) 9 I Y i У и ы И Ы
10 ПС ЗМ ★ J Z j z й 3 Й 3
И ВТ ар2 + К [ k к ш К Ш
1 1 0 0
1 1 0 1
1 1 1 0
1 1 1 1
12 ПФ РИ4 » < L V 1 л э л 9
13 ВК РИз — = М 1 m м щ М Щ
14 2-й per РИ2 > N А п — н ч Н Ч
15 1-й per РИ1 / 7 О — о Забой О — О Забой
Условные обозначения команд в табл. 1.2:
ПУС 0/0—пусто, т. е. отсутствует информация, подлежащая передаче
НЗ 0/1 — начало заголовка сообщения
НТ 0/2 — начало текста сообщения
КТ 0/3 — конец текста сообщения
КП 0/4 — конец передачи
КТМ 0/5 — «Кто там?» (используется для запроса автоответа с адресным признаком корреспондента)
ДА 0/6—подтверждение, посылаемое в качестве ответа на запрос
ЗВ 0/7 — звонок, включение сигнализации
ВШ 0/8 — возврат на один шаг точки печати в приемнике
ГТ 0/9 — горизонтальная табуляция
ПС 0/10— перевод строки в печатающем устройстве
ВТ 0/11 —вертикальная табуляция
ПФ 0/12— перевод формата, т е. смена бланка, на который производится печать данных
ВК 0/13— возврат каретки к началу строки
2-й per 0/14— перевод на латинский регистр
1-й per 0/15— перевод на русский регистр
APi 1 /0 — первый авторегистр, управляет переходом устройства обработки данных на основной регистр
СУ| — СУ3 1/1 — 1/3—команды управления дополнительными устройствами
СТП 1/4 — стоп, команда остановки дополнительных устройств
НЕТ 1/5 — отрицание, посылаемое в качестве ответа на запрос
СИН 1/6 — синхронизация
КБ 1/7 — конец блока данных
АН 1/8 — аннулирование переданной информации
КН 1/9—конец носителя, окончание запаса бумаги, перфоленты
ЗМ 1/10 — замена знака, признанного недействительным
АРг 1/11 —второй авторегистр, управляет переводом на дополнительный регистр
РИ4— PHj 1/12— 1/15 — резделители информации
Забой 7/15 и 15/15 — команда уничтожения ошибочно записанных кодовых комбинаций
или лист бумаги; перевод регистров (Рус, Лат, Циф); пробел
между словами текста.
Таким образом, трехрегистровый пятиэлементный код МТК-2
позволяет кодировать все необходимое в телеграфной связи знаки
и команды, причем для кодирования используются все имеющи-
еся комбинации. Знаки алфавита и соответствующие им кодовые
комбинации кода МТК-2 представлены в табл. 1.1. В странах с
латинской письменностью применяется модификация кода № 2,
имеющая всего два регистра — буквенный и цифровой.
Стандартный код передачи данных (СКПД). Алфавит кода
СКПД (ГОСТ 13052—74) значительно расширен по сравнению с
кодом № 2 за счет введения в таблицу заглавных и строчных букв,
большего числа знаков препинания и математических символов,
а также машинных и функциональных команд в соответствии с
распространенными языками программирования. Знаки кода
СКПД и их комбинации сведены в кодовую таблицу (табл. 1.2).
Код имеет два регистра. Все знаки размещаются в 16 колонках
и 16 строках. Каждая кодовая комбинация состоит из семи раз-
рядов Э| — а7. Комбинация любого знака определяется исходя из
десятичных номеров колонки и строки, в которых этот знак рас-
полагается в таблице. Например, букве Ф (14-я колонка, 6-я
строка) соответствует кодовая комбинация 0110011. Кроме семи
информационных разрядов ai — а7 в состав комбинации входит
разряд Эе, являющийся служебным. Значение восьмого разряда
выбирается таким, чтобы общее количество единиц в кодовой ком-
бинации было четным. Это обеспечивает простейшую защиту от
ошибок (подробнее об этом будет сказано в гл. 12). Кодовая ком-
бинация, состоящая из восьми разрядов, в вычислительной тех-
нике и передаче данных называется байтом.
Правила пользования кодовой табл. 1.2 просты. Для кодирования
какого-либо знака или команды находят этот знак в основном поле
таблицы. Первые четыре разряда комбинации выписывают из соот-
ветствующей строки левого поля таблицы — разряды ai — а4.
Остальные разряды а5 — а8 выписывают из соответствующего
столбца верхнего поля таблицы. Операция декодирования является
обратной: по значениям 3| — а4 находят строку, а по значениям
а5 — а8 столбец в основном поле таблицы. В месте пересечения
выбранных строки и столбца размещается соответствующий данной
комбинации знак или команда.
Код СКПД был разработан на основе международных реко-
мендаций. Существуют также разновидности этого кода: КОИ-7
и ДКОИ. Они отличаются расположением знаков в кодовой таблице,
кроме того, код ДКОИ является однорегистровым.
Рассмотренные коды МТК-2 и СКПД получили название пер-
вичных. В заключение следует отметить, что все первичные коды
являются равномерными (имеющими комбинации равной длины),
двоичными (использующими для кодирования двоичную систему
18
счисления) и безызбыточными (использующими для кодирования
все возможные кодовые комбинации).
1.2. ВИДЫ ДВОИЧНЫХ СИГНАЛОВ И СПОСОБЫ
ИХ ПЕРЕДАЧИ
Поскольку для кодирования дискретных сообщений применяют
двоичные числа, то отображающие их электрические сигналы также
должны быть двоичными, т. е. принимать одно из двух возможных
значений. Применение двоичных сигналов в телеграфной связи
и передаче данных объясняется следующими причинами. Во-первых,
можно показать, что помехоустойчивость и качество передачи
двоичных сигналов будут выше, чем при использовании сигналов
с большим количеством значений. Во-вторых, вся элементная база
и схемотехника современных электронных и вычислительных
устройств рассчитана на двоичную форму представления информа-
ции. Поэтому далее рассматриваются исключительно двоич-
ные сигналы.
В процессе передачи двоичные сигналы могут неоднократно
преобразовываться по своим параметрам и форме в зависимости
от условий передачи, протяженности связи и других причин. Раз-
личают три группы двоичных сигналов:
двоичные сигналы постоянного тока; гармонические двоичные
сигналы, или сигналы несущей частоты; импульсные сигналы. Общим
для всех видов сигналов является то, что переход от сигнала одного
значения (ноль) к сигналу другого значения (единица) и обратно
происходит всегда скачкообразно.
Наиболее употребительные виды двоичных сигналов показаны
на рис. 1.1. В группу сигналов постоянного тока входят одно-
и двухполюсные сигналы (рис. 1.1, а, б). Одно из двух возможных
значений сигнала называется его значащей позицией.
Однополюсные сигналы могут иметь токовую и бестоковую знача-
щую позицию, двухполюсные — положительную и отрицательную.
Минимальная длительность двоичного сигнала называется еди-
ничным интервалом, а сам сигнал на единичном интервале —
единичным элементом. Нетрудно убедиться, что единичный
элемент той или иной значащей позиции отображает один разряд
кодовой комбинации. Моменты времени,- в которые происходит
(или может произойти) смена значащей позиции сигнала, назы-
вают значащими моментами. На рис. 1.1 значащие моменты
обозначены как Ц — Соседние значащие моменты могут отстоять
друг от друга на целое число единичных интервалов /о.
Оконечные передатчики и приемники дискретных сообщений,
как правило, рассчитаны на применение двоичных сигналов посто-
янного тока, одно- или двухполюсных. Модулированные по ампли-
туде, частоте или фазе сигналы несущей частоты, а также импуль-
19
10 110
Рис. 1.1. Виды двоичных сигналов:
а — однополюсные, б — двухполюсные, в -- амп-
литудно-модулированные сигналы, г — частотно-
модулированные, д—фазомодулировапные, е —
импульсные
О
Рис. 1.2. Методы передачи двоичных
сигналов:
а - параллельный, б — последовательный
сные сигналы используются для передачи по каналам связи
(рис. 1.1, в — е). Напряжение двоичных сигналов зависит от типа
аппаратуры, канала, дальности связи и других факторов. Оно
может изменяться от нескольких десятков вольт до нескольких
десятков милливольт. Все значения напряжения, тока и уровня
двоичных сигналов стандартизированы. Конкретные извлечения
из стандартов будут излагаться далее.
Показанные на рис. 1.1 сигналы передаются последова-
тельным методом, т. е. поочередно, элемент за элементом.
Последовательный метод является основным в технике передачи
дискретных сообщений. Для передачи используется всего один
канал связи между передатчиком и приемником. Общее время
передачи кодовой комбинации 7\ = т/о, где т — количество раз-
рядов кода. Кроме последовательного возможен также парал-
лельный метод передачи, при котором все элементы комби-
нации передаются одновременно по т независимым цепям или
каналам. Время передачи уменьшается в т раз, однако для соеди-
нения передатчика и приемника требуется т каналов связи
(рис. 1.2, а). Параллельная передача применяется при организации
связи на короткие расстояния, где затраты на каналы связи не
являются определяющими. Кроме того, параллельный метод находит
применение для передачи элементов комбинации между смежными
узлами одного и того же устройства — передатчика, приемника
дискретных сообщений. В остальных случаях передача ведется
последовательным методом.
Последовательная передача требует дополнительного пре-
образования кодовых комбинаций в передатчике и приемнике, так
называемого распределения. Это преобразование осуществляется
20
распределителями передачи Р|1ер и Рпр. Элементы параллельной
комбинации, полученной в результате кодирования, поочередно
передаются распределителем передачи в канал связи, образуя
последовательную комбинацию. Распределитель приема производит
обратное преобразование: принятая последовательная комбинация
распределяется по т входам декодирующего устройства в соответ-
ствии с номерами элементов комбинации. Правильное распределение
комбинаций требует выполнения определенных условий, которые
будут рассмотрены ниже.
По способу организации связи различают следующие виды
передачи дискретных сообщений: одностороннюю, двух-
стороннюю поочередную и двухстороннюю одно-
временную. Схема односторонней передачи (рис. 1.3, а) пред-
полагает наличие в пункте А передатчика, а в пункте Б — приемника
дискретных сообщений. Эти устройства соединены между собой
односторонним каналом. При односторонней схеме передачу инфор-
мации можно вести только в одну сторону, от пункта А к Б.
В настоящее время односторонняя передача практически не приме-
няется, так как всегда существует обратный поток информации.
Двухсторонняя поочередная передача, как это следует из названия,
позволяет вести поочередный обмен сообщениями. В каждом пункте
устанавливаются передатчик и приемник (рис. 1.3,6). Разновид-
ностью этой схемы является широко распространенная схема
с печатным контролем: для контроля передаваемого из данного
пункта сообщения используется приемник этого пункта. В настоящее
время двухсторонняя поочередная схема связи является основной
на телеграфных сетях общего пользования и абонентского теле-
графа, а также широко применяется на сетях передачи данных.
Двухсторонняя одновременная схема (рис. 1.3, в) позволяет
осуществить независимую передачу информации в обе стороны.
Рис. 1 3. Схемы передачи дискретных сообщений:
а односторонняя передача, б двухсторонняя поочередная передача, в — двухсторонняя одновре-
менная передача
21
По существу, это две самостоятельные односторонние связи, каждая
из которых используется для передачи в своем направлении.
Подавляющее большинство телеграфных аппаратов, а также
установок передачи данных имеет в своем составе раздельные и
независимо работающие передатчик и приемник. Это позволяет
организовать связь по двухсторонней поочередной или одновре-
менной схеме в зависимости от конкретных требований. Что касается
каналообразующей аппаратуры, то она всегда строится по прин-
ципу двухсторонней одновременной передачи (см. гл. 8).
1.3. СИНХРОНИЗАЦИЯ И ФАЗИРОВАНИЕ
В декодирующем устройстве приемника принятая кодовая ком-
бинация расшифровывается, т. е. определяется знак, которому
она соответствует по кодовой таблице. Безошибочное декодиро-
вание возможно лишь при соблюдении двух условий:
1) в приемнике определена и зафиксирована значащая позиция
каждого элемента принятой комбинации, т. е. произведена реги-
страция элементов;
2) в приемнике определен номер каждого элемента комбинации.
При этом нужно иметь в виду, что все принятые элементы комби-
нации в той или иной степени искажены по своей длительности
по сравнению с переданными элементами за счет действия помех
и других мешающих факторов.
Для выполнения первого условия в приемнике необходимо
выделить единичный интервал /о каждого элемента, т. е. определить
идеальные начало и конец элемента (значащие моменты комбина-
ции). Как будет показано ниже, погрешность выделения значащих
моментов не должна превышать нескольких процентов единичного
интервала /0. Операцию выделения идеальных моментов из при-
нимаемого сигнала называют фазированием по элементам.
Задачей устройства фазирования по элементам является отсчет
фиксированных отрезков времени, кратных единичному интервалу /о
относительно исходной точки отсчета. Эти отрезки времени t\ —
для пятиэлементной комбинации вида 10110 показаны на рис. 1.4.
Иногда по условиям регистрации требуется выделение не начал
и концов, а средин интервалов /0, что не меняет сути дела. Начальной
точкой отсчета всегда является начало кодовой комбинации, точнее,
начало ее первого элемента. При выделении точки отсчета также
существует определенная погрешность, влияющая на качество
фазирования. Из рис. 1.4 можно заключить, например, что запазды-
вание начала комбинации (точка 0) вызовет такое же запаздывание
всех значащих моментов приема относительно принимаемых эле-
ментов комбинации.
Выполнение второго условия — определение номеров элемен-
тов — также связано с выделением момента начала комбинации.
Поэтому требуется произвести фазирование приемника также на
22
1
о
1
1
о
Рис 1.4. Отсчет фиксированных отрезков времени в устройстве фазирования по
-л’1емента.м
уровне кодовых комбинаций, т. е. выделить начало и конец каждой
комбинации. Эта задача решается устройством фазирования
по циклам.
Произвести начальное фазирование по элементам и циклам
еще недостаточно. В процессе передачи сообщения синфазность
между передатчиком и приемником должна постоянно поддержи-
ваться, а при необходимости и подстраиваться. Процесс поддержа-
ния оптимальных фазовых соотношений называется синхрони-
зацией.
По способу синхронизации и фазирования различают три
возможных метода передачи дискретных сообщений: синхронный,
стартстопный и асинхронный. При синхронном методе
передатчик и приемник, а точнее их распределители, работают
постоянно и непрерывно, независимо от наличия информации,
подлежащей передаче. Если информация отсутствует, ее заменяют
специально выделенной служебной комбинацией, например ком-
бинацией ПУС или СИН по коду СКПД. Следовательно, при
синхронной передаче момент начала комбинации и все значащие
моменты фиксированы во времени. Признаком начала комбина-
ции в синхронной кодовой последовательности являются специаль-
ные коррекционные элементы или комбинации. Они передаются
периодически, один раз за цикл корректирования. В приемнике
по этим элементам определяются величина и знак расхождения
фазы между передатчиком и приемником. Далее производится
коррекция, т. е. подстройка фазы распределителя приема. Можно
показать, что синхронный метод передачи имеет высокую помехо-
устойчивость. Однако ему присущи следующие недостатки: устрой-
ства синхронизации имеют высокую сложность и стоимость;
начальное установление синфазности требует определенного вре-
мени. В настоящее время синхронный метод передачи находит
применение в некоторых системах передачи данных. В телеграфной
связи этот метод не используется.
Стартстопный метод передачи характеризуется нали-
чием исходного стопового положения, в котором находятся пере-
датчик и приемник перед началом каждой комбинации. Стоповое
23
положение может длиться сколь угодно долго, по каналу в это
время передается сигнал определенной значащей позиции, удер-
живающий приемник на стопе. Передаче очередной комбинации
предшествует служебный элемент противоположной значащей
позиции, называемый стартовым. Моментом начала циклов
передачи и приема является переход от стоповой позиции сигнала
к стартовой, называемый стопстартным. Таким образом,
наряду с информационными элементами в состав кодовой комби-
нации включаются два служебных элемента — стартовый и
столовый.
Полная стартстопная комбинация пятиэлементного кода пока-
зана на рис. 1.5. Стопстартный переход обозначен цифрой 0 на оси
времени. Стартовый элемент имеет всегда нулевую значащую
позицию и ту же длительность, что и информационные элементы.
Значащая позиция стопового элемента всегда единична, а его
длительность определяется темпом передачи информации. При
непрерывной передаче комбинаций стоп имеет фиксированную
длительность 1,5 /о или 2 /0. Конец стопового элемента минимальной
длительности показан на рисунке штриховой линией. Таким
образом, минимальное время передачи всей комбинации составит
min == /старта ^/о Ч- /стопа == 7,5/о, где т — число информационных
элементов комбинации.
Для стартстопной передачи характерно, что момент начала
цикла произволен во времени, а все значащие моменты комбинации
фиксированы во времени относительно произвольного начала.
Отсюда следует, что стартстопные передатчик и приемник всегда
готовы начать передачу и не требуется времени на установку
начальной синфазности. Что касается помехоустойчивости фази-
рования, то она значительно хуже, чем при синхронной передаче.
Во-первых, искажения стопстартного перехода приводят к равному
по величине смещению значащих моментов комбинации, выде-
ляемых приемником. Во-вторых, при стартстопной передаче воз-
можен так называемый срыв со стопа, т. е. нарушение циклового
фазирования, при котором искажается целая группа знаков. Отме-
тим, что в телеграфной связи такое явление носит название
«набор без признаков».
Стартстопный метод передачи находит применение главным
образом в телеграфной связи в основном из-за своей простоты.
Используется он также и в отдельных системах передачи данных.
Информационные элементы
Стоп ।
О х min _________________ t
Рис 1 5 Полная сгартстопная комбинация пятиэлеменгного кода
24
Стоп Старт
Третий метод передачи дискретных сообщений — асинхронный — сейчас
почти не применяется Для этого метода характерно полное отсутствие фикси-
рованных отметок времени в комбинации. Примером асинхронной аппаратуры
является известный аппарат Морзе. Телеграфист работает на ключе с произвольным
темпом и начинает передачу знака в любой момент времени. Для асинхронной
передачи требуются три возможных позиции сигнала: точка, тире и пауза.
Третья позиция — пауза — разделяет отдельные точки и тире в пределах кодовой
комбинации или сами комбинации. В настоящее время асинхронная передача
используется редко и поэтому в дальнейшем изложении не рассматривается
1.4. ИСКАЖЕНИЯ И ОШИБКИ
Передача дискретных сообщений всегда сопровождается появ-
лением ошибок. Количество ошибок стараются уменьшить до
некоторой приемлемой величины, обусловленной важностью пере-
даваемой информации. Однако полностью исключить ошибки не
удается. Ошибки могут происходить:
по вине оператора, ведущего передачу или подготавливающего
сообщение к передаче;
из-за погрешностей и сбоев в передатчике и приемнике;
из-за помех различного рода в канале связи.
Первый из перечисленных факторов исключается из рассмотре-
ния, так как он не связан с техникой передачи сообщений. Что
касается остальных факторов, то основное число ошибок возникает
при передаче сигналов по каналам связи. Причиной этих ошибок
являются разнообразные искажения сигналов, появляющиеся
в процессе передачи сигналов от передатчика до приемника. В свою
очередь, искажения возникают под действием помех и других
мешающих влияний, всегда имеющихся в реальных каналах связи.
Дальнейшее более подробное рассмотрение удобнее производить
в обратной последовательности: помехи — искажения — ошибки.
Помехами называют посторонние напряжения, произвольно
возникающие в канале и поступающие на вход приемника совме-
стно с передаваемыми сигналами. По своему характеру и особен-
ностям воздействия на канал помехи подразделяют на гармони-
ческие, флуктуационные и импульсные. Гармоническая
помеха характеризуется своей частотой />п и уровнем Ргп.
Если частота помехи близка к частоте сигнала (frn^/с), а пере-
дача ведется методом амплитудной, частотной или фазовой моду-
ляции, то в результате биений двух колебаний с разностной
частотой /с”/гп могут возникнуть искажения принимаемых сиг-
налов. Влияние гармонической помехи обычно незначительно,
если канал удовлетворяет установленным нормам.
Флуктуационная помеха, называемая также «белым
шумом», имеет сплошной спектр, занимающий всю полосу частот
канала. Амплитуда помехи случайно изменяется во времени.
Источником этого вида помехи являются внутренние шумы эле-
25
ментов канала — транзисторов, резисторов и др. Флуктуационная
помеха может возникать также в результате сложения большого
числа гармонических помех, имеющих разные частоты frn. Как
и гармоническая, флуктуационная помеха мало влияет на качество
передачи. Опасные искажения сигнала появляются лишь при усло-
вии, если отношение амплитуд помехи и сигнала близко к единице.
В нормально работающих каналах это отношение составляет
обычно 0,1 ... 0,01.
Импульсная помеха представляет собой сравнительно
короткий и мощный всплеск мешающего напряжения в канале.
Амплитуда помехи соизмерима с амплитудой сигнала Uc,
а ее длительность — с длительностью единичного интервала
(/ип~/о). Однако нарушение передачи информации может возни-
кать не только во время действия помехи, но и после ее оконча-
ния (так называемое последействие импульсной помехи). Источ-
ники импульсной помехи многочисленны и разнообразны. Помеха
возникает при перегрузках линейных усилителей в каналах, из-за
плохих контактов электрических цепей, а также при некоторых
видах работ, проводимых обслуживающим персоналом. Часто
импульсная помеха возникает из-за грозовых разрядов, влияния
электрифицированных железных дорог и линий электропередачи.
Из сказанного следует, что импульсная помеха является одним
из главных факторов, влияющих на качество передачи. Полагают,
что она вызывает до 20% всех ошибок при передаче дискретных
сообщений. Количественными характеристиками импульсной помехи
являются ее амплитуда (7Ип, длительность /ип и средняя длина
интервала времени между смежными помехами Ги.п. Величина,
обратная Гип, называется интенсивностью импульсной
помехи.
Разделение помех на три вида — гармоническую, флуктуаци-
онную и импульсную — является до некоторой степени условным.
В реальных каналах помехи всех видов действуют обычно одно-
временно, складываясь в общую помеху.
Наряду с помехами искажения сигналов вызываются также
другими мешающими воздействиями: колебаниями уровня сигнала
и кратковременными перерывами. Колебания уровня сигнала
возникают обычно вследствие нестабильности остаточного затуха-
ния канала. Различают плавные колебания уровня, происходящие
сравнительно медленно, и быстрые, скачкообразные колебания.
Плавные изменения уровня не оказывают заметного влияния
на качество передачи, так как компенсируются устройствами
автоматической регулировки уровня (АРУ). Скачкообразные
колебания уровня вызывают искажения и ошибки подобно импульс-
ным помехам. Количество ошибок зависит от длины магистрали
и числа переприемных участков.
Кратковременные перерывы связи являются частным случаем
колебаний уровня сигнала. Кратковременным перерывом
26
называется скачкообразное уменьшение уровня сигнала на вели-
чину ДРпер, определяемую порогом чувствительности приемной
аппаратуры. В предельном случае сигнал на входе приемника
вообще отсутствует. Поэтому перерыв сопровождается сплошными
ошибками в принимаемых комбинациях. Считают, что кратко-
временные перерывы дают до 80 ... 90% всех ошибок. Вторым
параметром, характеризующим перерывы, является их длитель-
ность Гпер. При определении качества передачи учитывают лишь
перерывы, длительность которых не превышает определенной
величины, например Г,1ер 300 мс. Более длительные перерывы
относят к отказам канала связи, о чем будет сказано ниже.
На основании вышесказанного можно сделать следующие
выводы:
1) все мешающие воздействия являются случайными, а сле-
довательно, непредсказуемыми;
2) наибольшее число ошибок при передаче дискретных сиг-
налов происходят из-за импульсных помех и кратковременных
перерывов. Остальные мешающие воздействия практически не
вызывают ошибок, а лишь ухудшают условия передачи сигналов
и способствуют появлению искажений и ошибок.
Всевозможные помехи, колебания уровня и перерывы, возни-
кающие в канале, приводят к искажениям амплитуды и формы
передаваемых двоичных сигналов. В приемном устройстве после
усиления и демодуляции амплитуда и форма сигналов восстанав-
ливаются. Однако при этом искажается длительность единичных
элементов сигнала по сравнению с номинальным значением /о.
Таким образом, все рассмотренные выше мешающие воздействия
приводят к искажению длительности принятых элементов. Это
искажение может быть настолько большим, что правильная
регистрация элемента становится невозможной, т. е. появляется
ошибка. Различают два вида искажений длительности двоичных
сигналов: краевые искажения и дробления.
Краевые искажения представляют собой смещение
краев, т. е. значащих моментов единичных элементов относительно
их идеального положения. В результате длительность элемента
становится равной /о±Л/. На рис. 1.6, а показаны переданные
единичные элементы номинальной длительности /0, а на рис. 1.6, б —
те же элементы, принятые с искажениями и дроблениями. Как
следует из рисунка, смещение значащих моментов может про-
исходить как в сторону опережения, так и в сторону запаздывания
относительно идеальных моментов. Поэтому следует учитывать
не только величину, но и знак смещения: отрицательный, если
край элемента сместился в сторону опережения, и положительный,
если край элемента сместился в сторону запаздывания.
Величина смещения значащих моментов, выраженная в про-
центах от длительности единичного интервала /о, называется
индивидуальным искажением. На рис. 1.6 индивидуаль-
27
Рис. 1 6. Последовательность двоичных элементов.
а — переданная, б — принятая с искажениями краев и дроблениями
ные искажения: 6| = (/1//0) • 100%; 62= — (/2//0) • 100% и т. д.
В целом искажения длинной кодовой последовательности можно
характеризовать степенью синхронного искажения
6синхр=<","7<---100%, (1.2)
<0
где Smin и дтах — соответственно минимальная и максимальная
величины индивидуальных искажений. При расчете 6СИнхр следует
учитывать знак величин tmin и /тах.
По характеру краевые искажения можно разделить на
три вида:
1) регулярные искажения, или преобладания, для которых
величина и знак смещений остаются постоянными в течение
длительного времени. Так, преобладанием является постоянное
увеличение длительности положительных элементов двухполюсных
сигналов за счет укорочения отрицательных элементов;
2) характеристические искажения, величина и знак которых
меняются в зависимости от характера передаваемой комбинации.
Величина характеристических искажений близка к нулю при пере-
даче кодовой последовательности вида 1:1 (чередующиеся нули
и единицы) и максимальна для последовательностей вида 1:6
и 6:1. Если по каналу передаются реальные сообщения, т. е. слу-
чайно чередующиеся комбинации различного состава, то величина
характеристических искажений будет меняться во времени от
нуля до некоторой максимальной величины 6хар max, которую и
принимают за меру искажений этого вида;
3) случайные искажения, вызываемые мешающими воздейст-
виями в канале связи (помехами, кратковременными перерывами,
колебаниями уровня). Так как мешающие воздействия по своей
природе случайны, то и вызываемые ими искажения имеют слу-
чайно изменяющиеся величину и знак. Поэтому охарактеризовать
случайные искажения одной какой-либо цифрой нельзя, для их
описания и нормирования пользуются вероятностной оценкой.
В реальных каналах краевые искажения всех видов обычно
присутствуют одновременно, но каждый с определенной интенсив-
ностью. Искажения вида преобладания 6пр, характеристические
28
6хаР и случайные бСЛ складываются и образуют так называемые
общие искажения:
б общ ~ бПр -|- 6Хар бел- (1-3)
Общие искажения, как это следует из выражения (1.3), имеют
две компоненты: регулярную и случайную. Поскольку искажения
могут быть двухсторонними (пример двухстороннего искажения
показан на рис. 1.6, б для первого токового элемента), то их
максимальная величина не может быть более 50%.
Дробления, как и краевые искажения, вызывают изменение
значащей позиции принятого элемента, но только не на краю, а
внутри интервала времени /о- Причиной дроблений являются наибо-
лее интенсивные помехи импульсного характера, а также кратковре-
менные перерывы. Появление дроблений носит случайный характер.
На рис. 1.6,6 показаны третий токовый и четвертый бестоковый
элементы, пораженные дроблениями. Как видно из рисунка, дробле-
ние имеет знак, определяющий направление изменения значащей
позиции. Длительность дроблений является случайной величиной,
изменяющейся в пределах 0 < /др < /0. Для большинства телеграф-
ных каналов и каналов передачи данных характерны дробления
длительностью около 0,5 /0. Более длинные и более короткие
дробления встречаются реже. Кроме длительности /др дробления
характеризуются также интенсивностью а, т. е. числом дроблений,
в единицу времени, например в час:
ОС = ^др/о/Т'изм» (1.4)
где ггдр — общее число дроблений, зафиксированных за время
измерения ГИзм. Величина а представляет собой вероятность того,
что любой произвольно выбранный элемент кодовой последова-
тельности будет поражен дроблением. Общее число дроблений
в единицу времени может меняться в широких пределах и раз-
лично для разных каналов. Установлено, что большая часть
дроблений приходится на дневные часы суток. Дробления имеют
тенденцию к группированию: значительная их часть возникает
группами на протяжении сравнительно коротких отрезков времени,
хотя не исключены и одиночные дробления. Группы дроблений,
имеющие одну общую причину (например, всплеск импульсных
помех), называют пакетами, или пачками, дроблений.
В реальных каналах краевые искажения и дробления возни-
кают совместно. Поэтому для оценки качества передачи иногда
вводят дополнительный показатель, называемый массой иска-
жений. Этим показателем выражают ту часть единичного интер-
вала /о, в течение которой принималась неверная значащая
позиция. Фактически масса искажений представляет собой сумму
длительности дроблений и индивидуальных краевых искажений
с учетом знака последних в пределах единичного элемента. Выра-
жается она в процентах от длительности единичного интервала /о-
29
Краевые искажения и дробления, в свою очередь, являются
причинами появления ошибок в принимаемой информации. Ошиб-
кой называется неправильное определение значащей позиции
принятого элемента кодовой комбинации. Такую ошибку называют
ошибкой по элементам, вероятность ее появления обозначают рош.
Кроме ошибки по элементам пользуются также понятием ошибки
по комбинациям (знакам). Ошибочной комбинацией считается
гг-элементная кодовая комбинация, в которой I элементов приняты
неправильно. Число ошибочных элементов может быть различным
в интервале от 1 до п. В зависимости от величины I различают
одиночную, двойную, тройную и т. д. ошибки. Ошибки в элементах
кодовой комбинации могут быть разделены безошибочными эле-
ментами или располагаться друг за другом. Вероятность ошибки
по комбинациям обозначается Рош.
Кроме количества ошибок I имеет значение и их характер.
Обозначив элементы комбинации двоичными числами 0 и 1, харак-
тер ошибки можно записать следующим образом: 0—>1 (переход
нуля в единицу) и 1 —> 0 (переход единицы в нуль). В дальнейшем
будет показано, что наиболее неблагоприятной для распознавания
является двойная компенсированная ошибка, называемая также
ошибкой смещения. Это одновременный переход единицы в нуль
и другого нуля — в единицу в пределах кодовой комбинации.
Обозначаются такие ошибки следующим образом:
1---->0
0----> 1
Перечисленные разновидности ошибок и их характер можно
иллюстрировать следующим примером:
Передано 10110 00101 10101 00100
Принято 10010 01001 110Н 10Ш
Ошибки 00100 01100 01110 10011
Переданная кодовая последовательность состоит из четырех пяти-
элементных комбинаций с общим числом элементов п =20. В той
же последовательности, принятой с ошибками, ошибки под-
черкнуты. Общее число ошибок равно /общ = 9. На основе выше-
изложенного можно сказать, что в первой комбинации имеется
одиночная ошибка вида 1 —> 0 в третьем элементе, во второй
комбинации — двойная компенсированная ошибка во втором и
третьем элементах и т. д. Третья строка примера представляет
собой математическую запись потока ошибок, где единицами
обозначены места ошибок. Имея запись потока ошибок, можно
подсчитать вероятности pow и Р0111. Так, в нашем примере рош =
= 9/20 = 0,45. Вероятность Рош здесь равна 1, так как все четыре
принятые комбинации имеют ошибки.
Как правило, ошибки группируются в пакеты. Группа ошибок,
30
между которыми имеется не более е правильно принятых элемен-
тов или комбинаций, называется пакетом. Предварительно
заданная величина е называется критерием пакети-
рования.
Причиной пакетирования ошибок является то обстоятельство,
что вызывающие ошибки мешающие воздействия также группи-
руются во времени. Между пакетами ошибок мало или их нет
вообще. Следовательно, можно считать, что стабильного и мало
изменяющегося во времени показателя качества передачи не
существует. Это справедливо для большинства каналов, исполь-
зуемых для телеграфной связи и передачи данных.
Что касается ошибок и искажений, возникающих в оконечных
передатчиках и приемниках (аппаратные ошибки), то они в основ-
ном подчиняются уже описанным закономерностям: имеют слу-
чайный характер и группируются в пакеты. Однако эти законо-
мерности слабее выражены, а общее число аппаратных ошибок
обычно невелико по сравнению с ошибками, возникающими
в каналах связи.
1.5. ХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ
ДИСКРЕТНЫХ СООБЩЕНИЙ
Эксплуатационные возможности аппаратуры телеграфной
связи и передачи данных характеризуются набором определенных
показателей. Эти показатели и их количественные значения стан-
дартизованы соответствующими ГОСТ, которые, в свою очередь,
разрабатываются на основе рекомендаций Международного кон-
сультативного комитета по телеграфии и телефонии (МККТТ).
Условно можно подразделить характеристики систем передачи
дискретных сообщений на две группы: количественные и качест-
венные. К количественным характеристикам относятся скорость
передачи, пропускная способность и производительность.
Скорость передачи, называемая также скоростью теле-
графирования, определяет общий объем информации, передавае-
мый в единицу времени. Конкретно скорость передачи выражается
количеством единичных элементов сигнала, передаваемых в се-
кунду. За единицу скорости принят 1 Бод — скорость, соответ-
ствующая передаче одного единичного элемента в секунду
Нетрудно убедиться, что скорость передачи V и длительность
единичного элемента /о связаны между собой простыми соотноше-
ниями: 1//0; /0= 1/1Л
Все разрешенные к применению скорости передачи стандар-
тизованы следующим образом: низкие скорости — 50, 100
и 200 Бод; средние скорости — 600, 1200, 2400, 4800 и 9600 Бод;
Названо по фамилии французского изобретателя Э. Бодо
31
высокие скорости—более 9600 Бод. Группа низких скоростей
используется в телеграфной связи и .частично в системах передачи
данных, т. е. там, где в передаче и приеме сообщений участвует
оператор. Значения этих скоростей выбраны с учетом возможностей
человека работать на клавиатуре при передаче или читать текст
при приеме. Средние и высокие скорости применяются при передаче
данных между ЭВМ и другими автоматическими устройствами.
По определению скорость передачи учитывает все передаваемые
элементы, как информационные, так и служебные. Для оценки
чисто информационных возможностей передачи вводят харак-
теристику, называемую пропускной способностью аппаратуры или
системы передачи дискретных сообщений. Пропускной спо-
собностью называется количество информационных единичных
элементов — бит, переданных в секунду (бит/с). Численно про-
пускная способность С будет всегда меньше или равна скорости
передачи V в зависимости от того, какое количество служебных
элементов приходится передавать наряду с информационными.
Так, используя стартстопный метод передачи, пятиэлементный
код МТК-2 и стандартную скорость передачи Г = 50 Бод, полу-
чаем пропускную способность, бит/с:
С = 1/(т/ггк) =50(5/7,5) =33,3,
где т — число информационных элементов комбинации; пк —
общее число элементов в комбинации, включая стартовый и
столовый.
Следующая количественная характеристика — производитель-
ность — отличается от пропускной способности лишь единицей
измерения. Производительность — это число знаков (кодо-
вых комбинаций) /?, передаваемых в минуту (зн/мин), или число
слов Q, передаваемых в час (сл/ч). Величины R и Q связаны
со скоростью передачи V следующими соотношениями:
R=(V.60)/nK; Q=(l/.3600)/(nK.n™), (1.5)
где псл — среднее число знаков в одном слове текста. Для рус-
ского телеграфного текста эта величина равна 8,5 знаков с учетом
пробела между словами. Рассчитанные по формулам (1.5) зна-
чения R и Q для стандартных скоростей V = 50, 100, 200 Бод
приведены в табл. 1.3.
Группа качественных показателей включает в себя верность,
краевые искажения передатчика, исправляющую способность при-
емника и надежность. Верность передачи определяет степень
соответствия принятого сообщения переданному, т. е. наличие оши-
бок в принимаемой информации. Определение ошибок по элементам
и комбинациям (знакам) было дано в предыдущем параграфе.
Характеристикой верности является вероятность ошибок
Рот == Иош/^пер, Рош === Af ош/А^пер, (^пер, А^пер ОО ). (1.6)
32
Таблица 1.3. Производительность при различных скоростях передачи
Скорость И, Бод Производительность
R, зн/мин Q, сл/ч
50 400 2823
100 800 5645
200 1091 7700
Примечание Скорость 200 Бод применяется при передаче данных кодовыми комбинациями
с /к = 1 I
где Мош» Л/ош— количество ошибок по элементам и комбинациям;
/гпер, Л^пер — общее количество переданных элементов или комбина-
ций. В реальных условиях эксплуатации, где выполнить требование
Ипер» Л^пер-^оо нельзя, верность выражают коэффициентом
ошибок по элементам kQin или по комбинациям (знакам) Кош,
т. е. вероятностью ошибки за конечный интервал времени. Коэффи-
циент ошибок всегда нормируется, причем норма определяется сте-
пенью важности передаваемой информации. Так, при передаче теле-
графных сообщений МККТТ рекомендует коэффициент ошибок по
знакам Кош^ЗХЮ-5, т. е. допускается не более трех ошибок на
100 тыс. переданных знаков. При передаче данных в системах
общего назначения устанавливается более жесткая норма: Кош^Ю-6
(одна ошибка на 1 млн переданных знаков). Чтобы реально пред-
ставить себе эту величину, достаточно сказать, что при передаче
всего текста данной книги может быть допущено не более одной
ошибки.
Краевые искажения передатчика — это нормирован-
ная величина искажений передаваемых элементов, измеряемая не-
посредственно на выходе телеграфного аппарата передачи. Краевые
искажения измеряют в процентах длительности единичного интер-
вала /0. Норма на искажения передатчика обычно 2...4%.
Исправляющая способность характеризует качество
работы оконечных приемников, их способность противостоять дей-
ствию искажений двоичных сигналов. Различают исправляющую
способность по краевым искажениям и по дроблениям. Численно
исправляющая способность выражается максимальной величиной
краевых искажений (или максимальной длительностью дроблений),
при которых принимаемые элементы комбинации будут зарегистри-
рованы приемником без ошибок:
Ркр == ^тах доп; Рдр = ^др гпах доп- (1*7)
Современные оконечные приемники имеют исправляющую способ-
ность цкр и ЦдР в пределах 25...50% длительности интервала /0-
Более подробно этот показатель будет рассмотрен в гл. 2 и 3.
зз
В телеграфной связи существует также характеристика, назы-
ваемая запасом устойчивости. Запас устойчивости — это
разность между величиной исправляющей способности ц приемника
и величиной суммарных краевых искажений бОбт на входе этого
приемника:
А = ц — боб.ц. (1-8)
Из выражения (1.8) следует, что для безошибочного приема эле-
ментов комбинации запас устойчивости А должен быть положи-
тельным.
Следующая качественная характеристика систем передачи диск-
ретных сообщений — надежность. Надежность аппаратуры или
канала характеризует способность этой аппаратуры (канала) пере-
давать информацию с заданными верностью, объемом и сроком.
Невыполнение одного или нескольких из этих требований является
отказом. Отказы бывают частичными и полными. Полный
отказ—это невозможность вести передачу, так как аппаратура
(канал) вышли из строя. Сохранение работоспособности при час-
тичном ухудшении показателей работы называют частичным от-
казом.
Для оценки и нормирования надежности используют следующие
характеристики. Интенсивность отказов X элемента или
системы из Л элементов— есть среднее число отказов за один час.
Эту величину называют также лямбда-характеристикой элемента
или системы элементов. Интенсивность отказов измеряется в 1/ч
или ч~’.
Среднее время наработки на отказ То — это усред-
ненное время нормальной работы между двумя смежными отказа-
ми. Величина То обратно пропорциональна интенсивности отказов:
Го=1/Х. Среднее время наработки на отказ можно определить
также на основе экспериментальных данных:
Т’о==^£7’-. (1.9)
i= I
где Ti— время исправной работы между двумя смежными отказа-
ми; N — общее число отказов за период наблюдений.
Коэффициент готовности К? вычисляется по формуле
Кг = Го/(Го + ГОТк), (1.10)
где Готк — средняя длительность отказа, зависящая от квалифика-
ции обслуживающего персонала и ремонтопригодности аппаратуры.
Следует иметь в виду, что все перечисленные характеристики
надежности являются усредненными, т. е. позволяют лишь прибли-
женно оценить качество работы. Характеристики надежности аппа-
ратуры могут быть рассчитаны заранее, на этапе разработки и
конструирования. Если вычисленная или измеренная надежность
34
оказывается недостаточной, ее повышают различными способами.
Наиболее эффективным и часто применяемым способом повышения
надежности является резервирование. При выходе из строя, напри-
мер, канала связи оконечная аппаратура автоматически, а реже
вручную переключается на второй, резервный канал. Сама аппа-
ратура или ее отдельные узлы также могут иметь возможность
переключения на резерв. Известные способы повышения надеж-
ности и в первую очередь резервирование позволяют обеспечить
заданные параметры по надежности работы аппаратуры и каналов.
Однако повышение надежности требует больших экономических
затрат на дополнительное оборудование, каналы, контрольные и
переключающие устройства.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Какие виды сообщений передаются средствами документальной электросвязи?
Из чего состоят эти сообщения?
2. Дайте определения кодирования и декодирования сообщений.
3. Что такое алфавит, кодовая комбинация, кодовая таблица? В чем отличие
равномерных и неравномерных кодов?
4. В чем заключается регистровый принцип построения кода? Перечислите
достоинства и недостатки кодов, имеющих несколько регистров.
5. Почему для передачи данных не применяются телеграфные коды? Чем отли-
чаются коды МТК-2 и СКПД?
6. Рассчитайте число разрядов кодовой комбинации безрегистрового кода с
алфавитом МТК-2.
7. Почему для передачи дискретных сообщений применяют двоичные коды и
сигналы?
8. Что называется значащей позицией двоичного сигнала? Какие значащие
позиции Вы знаете?
9. Что такое последовательный и параллельный методы передачи?
10. Какие операции выполняют распределители в оконечных передатчиках и
приемниках?
11. В чем разница между двухсторонней поочередной и двухсторонней одновре-
менной схемами передачи?
12. Что такое фазирование по элементам и фазирование по циклам? К чему
приводит погрешность фазирования, полное нарушение синфазности?
13. В каких случаях используют синхронный и стартстопный методы фази-
рования?
14. Как определить минимальную длительность полной стартстопной комбина-
ции? Рассчитайте длину стартстопной комбинации кода СКПД с двойным стоповым
элементом.
15. Что такое «набор без признаков» и когда он возникает?
16. Дайте определения краевых искажений и дроблений.
17. Какие причины вызывают наибольшее число ошибок в каналах?
18. Что такое «масса искажений»? Рассчитайте ее величину, если начало эле-
35
мента запаздывает на 7%, а в средней части элемента имеются два дробления
длительностью 5 и 10% единичного интервала /0.
19. Что называется пакетом ошибок и почему ошибки группируются в пакеты?
20. В чем отличие понятий скорости, пропускной способности, производитель-
ности систем передачи дискретных сообщений? Что общего у этих показателей?
21. Как связаны значения скорости передачи и единичного интервала сигнала?
22. Дайте определения исправляющей способности и запаса устойчивости связи.
23. Каковы примерные значения коэффициента ошибок? Исходя из чего уста-
навливаются нормы на коэффициент ошибок?
24. Чем отличается полный отказ системы или элемента от частичного отказа?
25. Назовите основной способ повышения надежности работы аппаратуры и
каналов для передачи дискретных сообщений.
Глава 2. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ТЕЛЕГРАФНЫХ АППАРАТОВ
2.1. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА СТАРТСТОПНОГО
ТЕЛЕГРАФНОГО АППАРАТА
Телеграфный аппарат представляет собой устройство, пред-
назначенное для передачи, приема и заготовки буквенно-цифровых
сообщений или данных. Передача информации производится при
помощи клавиатуры или трансмиттера. Информация принимается и
фиксируется печатающим устройством (в виде отпечатанных симво-
лов текста) или перфоратором (в виде отверстий в перфоленте).
Заготовка информации производится при помощи клавиатуры и
перфоратора с контролем на печатающем устройстве.
На рис. 2.1 изображена структурная схема телеграфного ап-
парата. Передающая часть аппарата состоит из: клавиатуры
(КЛВ), автоответчика (АО), трансмиттера (ТРМ), передатчика
(Пер) и выходного устройства, находящегося в устройстве сопря-
жения с линией связи (УСЛ). Приемная часть содержит: входное
устройство (также в составе УСЛ), приемник (Пр), перфоратор
(ПРФ) и печатающее устройство (ПУ), состоящее из накопителя
(Н), дешифратора (ДШ) с логической частью и узла печатания.
Устройство сопряжения с линией наряду с входным и выходным
устройствами, предназначенными для гальванической развязки схе-
мы аппарата и линии, а также согласования сигналов, может
содержать устройство автоматической защиты схемы от тока корот-
кого замыкания в линии, устройство сигнализации об обрыве линей-
ной цепи, устройство коммутации для подключения линейной бата-
реи и создания различных режимов работы аппарата.
В блок центрального управления входят устройства, управляю-
щие перечисленными блоками по заданной программе, а также
36
Рис 2.1. Структурная схема телеграфного аппарата
сервисные устройства — автостоп, устройства сигнализации, счет-
чик времени работы и др.
Из структурной схемы видно, что источниками сообщений в ап-
парате служат клавиатура, автоответчик и трансмиттер, считываю-
щий информацию с перфоленты.
Клавиатура является средством ввода оператором букв, цифр
и специальных символов (точнее, соответствующих им электриче-
ских сигналов) в схему телеграфного аппарата. Клавиатура служит
также для управления функциями аппарата, а в некоторых случаях
и коммутационными приборами телеграфной сети. Ее основными
элементами являются специальные рычаги, снабженные контактами
(в старых моделях), или контактные (бесконтактные) датчики
нажатия.
В современных моделях телеграфных аппаратов в клавиатуре
имеется накопитель передаваемой информации, который обеспечи-
вает независимость работы оператора от скорости работы передат-
чика телеграфного аппарата. В этом случае в клавиатуре нет
блокировки и на ней можно работать с любой скоростью. Например,
при скорости телеграфирования 50 Бод пятиэлементным кодом
37
передатчик посылает в линию 6,6 символов (знаков) в секунду, а
оператор может в некоторые промежутки времени вводить информа-
цию с большей скоростью. Чтобы не было искажений в передаваемой
информации, в схеме аппарата предусмотрен накопитель.
Автоответчик необходим для определения правильности уста-
новления соединения между двумя абонентами. По принятой кодо-
вой комбинации «Кто там?» он выдает один и тот же текст с именем
абонента. По полученному тексту автоответа вызывающий абонент
убеждается в том, что соединен с нужным абонентом и что аппарат
вызываемого абонента исправен и готов к приему сообщения.
С помощью трансмиттера (автоматического передатчика) про-
исходит считывание информации, записанной в виде комбинаций
отверстий на перфоленте.
На выходе указанных источников сообщений информация су-
ществует в виде параллельного кода. Далее передатчик преобра-
зовывает этот код в последовательный и через устройство сопряже-
ния с линией телеграфные посылки последовательно, одна за
другой, поступают в линию связи.
Получателями сообщений в телеграфном аппарате являются
печатающее устройство и перфоратор.
Телеграфные посылки через устройство сопряжения с линией
поступают на вход приемника, в котором происходят две операции:
регенерация посылок и преобразование последовательного кода в
параллельный. При регенерации восстанавливаются полярность и
продолжительность посылок, искаженных помехами в линии связи.
На входе рулонного печатающего устройства имеется накопи-
тель для запоминания поступающей информации при возврате
каретки с печатающей головкой к началу строки, так как в
это время распечатка не происходит. Дешифратор печатающего
устройства функционально состоит из двух частей: дешифратора
информационных кодовых комбинаций и дешифратора служебных
кодовых комбинаций. Логическая часть анализирует приходящие
кодовые комбинации и выдает соответствующие управляющие
сигналы. Например, таким сигналом является сигнал досрочного
возврата каретки к началу новой строки, если при печатании за
10—12 знаков до окончания строки появится кодовая комбинация
«Пробел». Выполняемая аппаратом функция называется «логиче-
ский возврат каретки» и нужна для правильного формирования
печатаемого документа.
Узел печатания содержит механизмы продвижения бумаги, про-
движения каретки с печатающим органом вдоль строки, возврата
каретки к началу строки, протягивания красящей ленты. Все меха-
низмы узла печатания приводятся в движение электродвигателями.
На рис. 2.1 в блоке центрального управления находятся эле-
менты управления всем аппаратом — электропривод или задающий
генератор, обеспечивающие необходимые временные соотношения
между процессами, происходящими в аппарате; счетчик времени
38
для проведения регламентных работ при техобслуживании; авто-
стоп для отключения энергоемких электродвигателей, когда инфор-
мация не передается и не принимается. В этот блок может входить
также и вызывной прибор, с помощью которого осуществляется
взаимодействие аппарата с телеграфной коммутационной станцией.
Оператор устанавливает необходимое соединение с помощью
вызывного прибора, а с помощью автоответчика убеждается в его
правильности. Затем он передает информацию, работая на клавиа-
туре или с трансмиттером. Прием осуществляется на рулонную бу-
магу в виде отпечатанных символов или на перфоленту в виде
отверстий, образованных перфоратором. При предварительной заго-
товке информации на перфоленту оператор пользуется клавиатурой
и перфоратором, контролируя заготовку на печатающем устройстве.
В соответствии с ГОСТ 15607—84 «Аппараты телеграфные бук-
вопечатающие стартстопные пятиэлементного кода. Основные пара-
метры и общие технические требования» все телеграфные аппараты
подразделяют на три группы. Рассмотренная на рис. 2.1 структур-
ная схема характеризует аппараты третьей группы. В комплект
аппарата, принадлежащего ко второй группе, входят все блоки
аппарата третьей группы и оперативное запоминающее устройство
для хранения заготовленных передаваемых или хранения прини-
маемых сообщений. В комплект аппарата первой группы входят
все блоки аппарата второй группы и устройства отображения ин-
формации (в виде светящейся строки или экрана) и записи-считы-
вания, использующее небумажный (например, магнитный) носитель
информации.
Во многих случаях оперативное запоминающее устройство
(ОЗУ) представляет собой электронный блок на интегральных
микросхемах большой степени интеграции (БИС). Емкость памяти
зависит от степени интеграции микросхем и конструкции аппарата.
Обычно в памяти хранится от одной до 16 тыс. символов. В совре-
менных аппаратах ОЗУ является энергонезависимым, т. е. его
содержание не пропадает при перерывах напряжения в электропи-
тающей сети.
Устройство отображения информации может быть линейного
(в виде строки печатаемого текста из 69 или 80 знаков) или экран-
ного типа (половина или целая страница текста, имеющего стан-
дартный формат).
Устройство записи-считывания информации, использующее маг-
нитный носитель (ленту, диск, карту), применяется взамен перфо-
ленточных устройств телеграфной автоматики (трансмиттерной и
перфораторной приставок).
Прогресс в телеграфном аппаратостроении происходит в на-
правлении все большего приспособления аппаратов для работы в
отделениях связи, машинописных бюро, канцеляриях, конструктор-
ских и научных учреждениях. Для этой цели улучшаются их эрго-
номические (учитывающие свойства человека-оператора) характе-
39
Линия связи
Рис 2.2. Структурная схема терминала
ристики, возрастает число сервисных функций, клавиатура аппара-
та унифицируется с клавиатурой пишущей машинки, снижается
уровень акустического шума.
Телеграфные аппараты первой группы работают не только
в системах связи, но и в вычислительных системах, а также в
смешанных информационно-вычислительных сетях в качестве око-
нечных устройств. В этом случае телеграфный аппарат называют
терминальным устройством документального об-
мена, или терминалом.
Структурная схема телеграфного аппарата первой группы, или
терминала, представлена на рис. 2.2. В его составе имеются три
информационные шины — линейные (передающая и приемная) и
40
местная. Соответственно каждый блок терминала с помощью кла-
вишных переключателей включается для работы в линейном (л)
или местном (м) режимах. По сравнению со схемой рис. 2.1 здесь
добавлены передающее и приемное запоминающие устройства
(ЗУпер и ЗУпр), блок выделения команд (БВК), устройство отобра-
жения информации (УОИ). Как правило, блок центрального управ-
ления, регулирующий обмен информацией по шинам между блока-
ми, выполняется на основе микропроцессора. Блок выделения
команд принимает с линии кодовые команды для дистанционного
управления другими блоками (например, при приеме команды
«СССС» БВК включает перфоратор, «SSSS» — трансмиттер и т. д.).
Описываемый терминал, например, может работать в системе
типа Телетекс, где обмен информацией между ЗУпер одного аппа-
рата и ЗУПр другого осуществляется по каналу связи с большой
скоростью (2400 Бод), а распечатка содержимого запоминающих
устройств ведется на более низкой скорости.
Структурная схема терминала позволяет получить гибкую си-
стему связи. Возможен, например, такой режим работы:
КЛВ, ЗУыу (запись и считывание), УОИ при помощи переклю-
чателей устанавливаются в местный режим и служат для подготовки
и коррекции информации, записываемой в ЗУпер;
ТРМ через Пер ведет передачу в линию через УСЛ по линейной
цепи передачи;
Пр, БВК, ЗУщ» ПУ и ПРФ участвуют в приеме информации,
поступающей через УСЛ по линейной цепи приема.
Все перечисленные процессы происходят одновременно. Могут
быть другие многочисленные варианты подключения блоков.
Передающий терминал может проверить исправность линии
связи путем работы в режиме «На себя» через абонентский шлейф
с контролем работы на своем ПУ (режим «Эхоплекс»). При этом
в приемном терминале переключатели шин записи и считывания
ЗУпср устанавливаются в линейный режим, в результате чего при-
нимаемая информация запускает АО или записывается в ЗУпер и
сразу считывается в результате приема специальной команды БВК
в линейную передающую шину. Специальная клавиша Кн («Я
здесь») необходима для проверки исправности АО.
2.2. КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕЛЕГРАФНЫХ
АППАРАТОВ
Разделение телеграфных аппаратов в соответствии с ГОСТ 15607—84 на три
группы по составу входящих блоков отразило также последовательность использо-
вания в них средств микроэлектроники.
Структурная схема рис. 2.1 соответствует электромеханическим телеграфным
аппаратам третьей группы. В этом аппарате все узлы механические. Клавиатура,
печатающее устройство, трансмиттер и перфоратор представляют собой сложные
41
механические системы, состоящие из рычагов, линеек, скоб и других деталей. Авто-
ответчик— это вращающийся металлический барабанчик с зубьями, которые после-
довательно нажимают на контакты передатчика. Устанавливают зубья в соответ-
ствии с текстом, который надо передавать. Передатчик и выходное УСЛ в электро-
механическом аппарате представляют собой кулачковый вал с контактами. Приемник
также состоит из кулачкового вала и других механизмов, а входное УСЛ является
обмоткой приемного электромагнита, управляющего механической приемной систе-
мой. Электромеханические аппараты ленточного типа ЛТА-8А (СТА-М67) и рулон-
ного типа Т-100 широко используются на отечественных сетях связи.
Используя схему рис. 2.1, удобно проследить этапы электронизации телеграф-
ных аппаратов Первым шагом на этом пути явилась замена в электромеханических
аппаратах контактных (передающего и приемного) распределителей, входного при-
емного электромагнита на соответствующие электронные блоки Пер, Пр, УСЛ. Такие
аппараты стали называться электронно-механическими. Остальные узлы в этих
аппаратах остались электромеханическими и работают в трудных ударно-импульс-
ных режимах, ограничивающих скорость работы и не позволяющих существенно
повысить ее надежность и эксплуатационные качества аппаратов. В качестве при-
мера электронно-механического аппарата можно назвать аппарат РТА-7Б («Ресса»).
Особенностью электронно-механических аппаратов, как и электромеханических,
является наличие одного электродвигателя, от которого работают все блоки ап-
парата.
К следующему шагу на пути внедрения микроэлектроники в телеграфные аппа-
раты можно отнести создание электронных аппаратов, существенными признаками
которых явились электронизация передающего и приемного накопителей и дешифра-
торов печатающего устройства, использование новых принципов построения устрой-
ства фиксации на бумаге символов алфавита, разбиение конструкции на крупные
модули (блоки) и отказ от применения одного централизованного силового электро-
привода.
На рис. 2.1 модули обведены штриховой линией. При использовании базового
модуля 1 (УСЛ, Пр, ПУ, центральное управление) получаем модификацию аппарата,
заключающуюся в выделении автономного приемника (международное обозначение
RO). Применяя модули 1 и 2, т. е. добавив к приемнику блоки Пер, КЛВ, АО, можно
получить неавтоматизированный аппарат (модель KSR). Наконец, при работе всех
трех модулей (введении ТРМ и ПРФ) получим автоматизированный телеграфный
аппарат (модель ASR).1 Модель ASR может быть трех вариантов в зависимости от
типа устройств автоматики: с перфоленточной (ASR), магнитной (MSR) и электрон-
ной (ESR) памятью.
Электронные телеграфные аппараты нетрудоемки в изготовлении, поскольку
большинство деталей этих аппаратов изготовляют методом штамповки с широким
применением пластмасс и использованием вместо сложных монтажных жгутов пло-
ских ленточных кабелей и кросс-плат. Вследствие использования интегральных мик-
росхем со средней и большой степенями интеграции, микропроцессоров электронные
аппараты обладают широкими функциональными возможностями, позволяющими
1 RO—receive only (только прием); KSR—keyboard send —receive (КЛВ,
передача — прием); ASR — automatic send — receive (автоматизация передачи —
приема).
42
работать им в качестве оконечных устройств различных автоматических систем
управления и связи и создающими дополнительные удобства при обслуживании,
резко повышающие производительность труда операторов. Первым представителем
отечественных аппаратов такого типа явился аппарат РТА-80.
Существует также разделение телеграфных аппаратов по применяемому коду.
Подавляющее большинство аппаратов использует равномерный пятиэлементный
стартстопный код, реже—семи- или восьмиэлементный код. Иногда в специальных
системах связи, работающих по радиоканалам, применяют телеграфные аппараты с
помехоустойчивыми кодами в синхронном режиме работы или с неравномерным
кодом Морзе.
По конструктивному признаку аппараты разделяют на ленточные и рулонные.
В ленточном аппарате телеграммы печатаются на узкой телеграфной ленте шири-
ной 10 мм, которая затем наклеивается на телеграфный бланк. Рулонные аппараты
печатают сообщение на рулоне бумаги (широкой телеграфной ленте), который затем
разрезают на отдельные телеграммы. Технология работы оператора на ленточных
аппаратах более трудоемка, в то же время рулонные телеграфные аппараты предъяв-
ляют более высокие требования к безошибочности работы оператора на клавиатуре.
В настоящее время рулонные аппараты получили повсеместное распространение
Характеристики телеграфных аппаратов можно подразделить на три вида:
эксплуатационные, определяющие условия работы аппаратуры при включении
ее в разветвленную сеть связи;
функциональные, определяющие возможность аппаратуры обеспечить дополни-
тельное количество сервисных функций, учитывающих эргономические свойства
оператора;
конструктивные, связанные с конкретными техническими решениями, принятыми
при построении аппаратуры. Рассмотрим ниже эти характеристики.
2.3. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Существующие стартстопные электронные аппараты используют
код № 2 МККТТ в соответствии с кодовой таблицей по ГОСТ
15607—84 и код № 5 МККТТ (СКПД) в соответствии с ГОСТ
13052—74 (см. гл. 1).
Количество регистров определяет возможность аппара-
та распечатывать большее число символов, чем позволяет приме-
няемый код. Например, пятиэлементный код использует только
25 = 32 кодовые комбинации, а число знаков русского алфавита,
цифр и специальных символов значительно больше. Чтобы иметь
возможность распечатывать такой объем различных знаков, из
кодового множества выбирают специальные регистровые комбина-
ции, которые дешифрируются в приемнике, но не печатаются, а
перенастраивают печатающее устройство для регистрации опреде-
ленной группы символов на этом регистре. В отечественных аппа-
ратах пятиэлементного кода различают три регистра — русский,
латинский и цифровой, а в зарубежных два — латинский (бук-
венный) и цифровой.
Скорость телеграфирования V определяется общим
43
количеством единичных элементов или только информационных эле-
ментов, передаваемых в секунду (Бод или бит/с соответственно).
Для массовых пятиэлементных аппаратов Г = 50, 75, 100 и 200 Бод,
а для семиэлементных V = 200 и 300 Бод.
Точность установки и поддержания скорости
телеграфирования vb соответствии с ГОСТ 21137—75 опре-
деляется следующим образом:
v = (7’h3m-T11om)/T„3m-100%, (2.1)
где Тизм— измеренное среднее значение продолжительности старт-
стопной комбинации, соответствующее действительной скорости
телеграфирования, мс; Т||Ом — продолжительность стартстопной ком-
бинации, соответствующая номинальной скорости телеграфирования,
мс. Для пятиэлементных электронных аппаратов v не более ±0,5%,
а для семиэлементных ±0,1%.
Контактное деление К равно количеству единичных эле-
ментов кодовой комбинации. Для пятиэлементных аппаратов К —
= 7,0; 7,5 или 8,0 (преимущественно 7,5), для семиэлементных
К— 10 или 11.
Ток и напряжение линейных цепей определяются
типом устройств, образующих канал связи. Для работы с электро-
механическими аппаратами и каналообразующей аппаратурой то-
нального телеграфирования старого парка используются телеграф-
ные посылки однополярного тока 40...70 мА напряжением 60... 120 В.
В остальных случаях используют двухполярное напряжение
±20±5 В и ток ±20±5 мА. Намечается тенденция к дальней-
шему снижению величин напряжений и токов выходных сигналов
и к телеграфированию переменным током.
Время готовности к работе аппарата, выключен-
ного с помощью автостопа, составляет не более 1 с и определяется
временем достижения двигателями ПУ и телеграфной автоматики
(УТА) номинальной скорости вращения. Одной из причин приме-
нения в электронных аппаратах шаговых двигателей является их
немедленная готовность к работе.
Уровень акустического шума, вызываемого аппара-
том, оказывает большое влияние на производительность труда опе-
раторов телеграфной связи и определяется октавным уровнем зву-
ковой мощности, дБ:
Ap=lOlgPjn/Po, (2.2)
где Рзи — звуковая мощность, Вт; Ро — порог слышимости челове-
ческого уха, равный 10~12 Вт. При этом уровень звуковой мощности
определяется в диапазоне частот 63...8000 Гц в октавных полосах
со среднегеометрическими частотами, соответствующими октавному
ряду по ГОСТ 12090—80, а также характеристике восприятия
человеческого уха. Уровень Lp = 0 дБ (Рза — Ро — 10“12 Вт) соответ-
ствует пределу чувствительности человеческого уха, Lp = 70 дБ
44
(Pitt== IO-5 Вт) соответствует, например, шуму мотора грузового
автомобиля, наконец, Lp—130 дБ (РЗВ=Ю Вт) является болевым
пределом, звук уже не слышен. Для ориентировочной оценки до-
пускается в качестве характеристики шума использовать уровень
звука в дБА, измеряемый по шкале «А» шумомера. Это сделано
для того, чтобы приблизить результаты объективных измерений к
субъективному восприятию, так как чувствительность слуха падает
с понижением частоты звука. Шум телеграфного аппарата изме-
ряют при наибольшей скорости работы механических узлов. Для
электронных аппаратов уровень звука равен 51...65 дБА, для элект-
ронно-механических и электромеханических — 70 дБА и выше.
В Советском Союзе действует ГОСТ 12.1.003—83 «Шум. Общие
требования безопасности», в котором определены допустимые уров-
ни шума на рабочих местах. Например, в помещениях конструктор-
ских бюро, расчетчиков, программистов вычислительных машин
допустимый уровень звука равен 50 дБА, в помещениях управ-
ления, рабочих комнатах — 60 дБА, машинописных бюро — 65 дБА,
в производственных помещениях, где размещены постоянные рабо-
чие места и рабочие зоны,— до 85 дБА.
Уровень радиопомех, создаваемых электромагнитными
механизмами, определяется напряженностью электрического поля
на расстоянии 1 м от аппарата в диапазоне 0,15...400 МГц и не
должен превышать 2 мкВ/м.
Среднее время безотказной работы аппарата
Го представляет собой отношение продолжительности работы теле-
графного аппарата к математическому ожиданию его отказов в
течение времени этой работы. При нормальных условиях работы
на скорости 50 Бод эта величина для электронных аппаратов со-
ставляет не менее 1000 ч, а для электромеханических — не менее
200 ч.
Среднее время восстановления работоспособ-
ности аппарата Гв после отказа складывается из математи-
ческих ожиданий времени поиска неисправности, времени ее уст-
ранения и времени проверки работоспособности аппарата. В сред-
нем Гв = 30 мин. Уменьшению 1\ способствует наличие в аппарате
элементов встроенного контроля работы блоков, а также исполь-
зование приборов, определяющих по специальным тестам место не-
исправности.
Собственная верность по символам представляет
собой отношение числа переданных символов к математическому
ожиданию числа символов, принятых с ошибкой, при работе аппа-
рата «на себя». Для современных аппаратов собственная верность
не менее 1 • 106.
Потребляемая мощность Р от первичной сети у элект-
ронных аппаратов обычно выше, чем у электромеханических, и
находится в пределах 100...250 В-А.
Рассмотренные параметры характеризуют телеграфный аппарат
45
в целом. Однако во многих случаях в проспектах на аппараты
приводятся также характеристики его важнейших узлов. Рассмот-
рим эти характеристики.
Искажения передатчика 6пер представляют собой крае-
вые искажения типа преобладаний, возникающих из-за погреш-
ностей в работе выходных устройств. В современных электронных
аппаратах бпер не превышают 2...3% при скорости работы 50 Бод
и 3...5% при скорости 200 Бод. Для электромеханических аппа-
ратов при скорости работы 50 Бод 611ер^5%.
Исправляющая способность приемника ц харак-
теризует способность аппарата правильно регистрировать кодовые
элементы как при наличии краевых искажений, так и при дробле-
ниях. Для электронных аппаратов безошибочный прием кодовых
элементов может происходить при краевых искажениях, равных
45% и выше. Для электромеханических аппаратов значение ц при
краевых искажениях не более 40%.
Алфавит (количество всевозможных печатаемых символов)
определяет габариты печатающего органа (литероносителя) знако-
печатающего устройства. В трехрегистровых пятиэлементных
аппаратах, выпускаемых в СССР, алфавит состоит из 78 символов,
в двухрегистровых аппаратах — из 52 символов. С увеличением ко-
личества символов алфавита увеличиваются габариты литероноси-
теля. Однако для знакосинтезирующих (мозаичных) ПУ количество
символов не определяет размеры печатающего органа, а влияет
на емкость постоянного ЗУ, в котором начертания всех символов
представляются в виде двоичных чисел.
Скорость печатания Гпеч определяется количеством сим-
волов, отпечатываемых в секунду. Обычно скорость печатания Гстр
у большинства современных аппаратов не превышает 30 зн/с в
пределах одной строки. Действительная скорость печатания учи-
тывает время на возврат каретки к началу строки Гвк, на перевод
строки Гпс, а также количество символов в строке /. Время, затра-
чиваемое на отпечатывание строки,
ТСТР = //Гстр Н“ГвкН“Гпс.
Действительная скорость печатания определяется как отноше-
ние числа знаков в строке ко времени Гстр. Например, если в строке
укладывается 69 знаков, суммарное время возврата каретки и
перевода строки составляет 0,5 с, а скорость в пределах строки
30 зн/с, то Гстр = 2,8 с. Следовательно, действительная скорость
печатания ГПеч = 69/2,8 = 24,6 зн/с.
2.4. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ
ТЕЛЕГРАФНЫХ АППАРАТОВ
Поскольку человек-оператор работает на телеграфном аппарате,
то к последнему предъявляются эргономические требова-
46
ния, определяемые эргономическими свойствами человека и уста-
навливаемые с целью оптимизации его деятельности.
Эргономические свойства человека подразделяются на антро-
пометрические (связанные с размерами частей тела человека),
физиологические (относящиеся к жизнедеятельности человеческого
организма), психофизиологические (связанные с влиянием условий
работы на память, ощущения, чувства и другие психические свойст-
ва человека) и психологические (определяющие, например, утомля-
емость человека, в результате которой могут нарушиться техника
безопасности, возникнуть ошибки в работе и др.). Учет совокуп-
ности этих свойств при конструировании аппаратуры и опреде-
ляет в конечном счете эффективность деятельности человека на
рабочем месте. Следовательно, научно-технический уровень разра-
ботанного телеграфного аппарата в первую очередь зависит от
того, насколько полно в этом аппарате учтены эргономические
свойства человека-оператора. Эргономические характеристики при-
обретают все более приоритетную роль при выборе модели аппарата
для эксплуатации.
Удовлетворение эргономических требований к аппаратуре свя-
зано с введением дополнительных функций, не влияющих на
эксплуатационные характеристики, но создающих определенные
удобства оператору. Реализация дополнительных функций связана
с широким использованием электронных схем при построении теле-
графных аппаратов. Дополнительные сервисные функции учитывают
эргономические свойства оператора и повышают эффективность его
деятельности (например, корректирование текста, передача не-
скольких кодовых комбинаций при однократном нажатии клавиши
и др.). Кроме того, они позволяют использовать электронные ап-
параты в автоматических системах связи в качестве управляемого
источника информации.
Таким образом, телеграфные аппараты выполняют определен-
ные функции, под которыми понимаются действия или процессы,
происходящие автоматически или по команде оператора с целью
обеспечения работоспособности аппарата и достижения максималь-
ных удобств при обслуживании.
Функции первого типа составляют множество {Хш} рабочих
функций, второго типа — множество {Ул} сервисных функций. Рас-
смотрим, например, функцию, заключающуюся в автоматическом
перемещении каретки печатающего устройства вдоль строки в по-
зицию печати нового символа. Невыполнение этой функции при-
ведет к искажению текста, так как печатание будет происходить
по одному месту. Понятно, что к искажению текста также приведет
продвижение каретки оператором вручную. Следовательно, эта
функция является рабочей.
Количество т рабочих элементарных функций множества {Хт}
почти не меняется, в то время как количество п сервисных функ-
ций множества {Уп} имеет тенденцию увеличиваться по мере роста
47
научно-технического уровня. Считая m=const, функциональные
возможности любой модели телеграфного аппарата можно охарак-
теризовать коэффициентом 0, показывающим, какую часть всех
функций, реализуемых аппаратом, составляют функции сервисные:
0=n/(m+n), О^0< 1. (2.3)
Чем больше значение 0, тем большими функциональными возмож-
ностями обладает аппарат. Если какой-либо аппарат ТА| имеет
коэффициент 0|, а через некоторое время начал выпускаться ап-
парат ТА2 того же класса с коэффициентом 02, то разность коэф-
фициентов 02 —0| является численным выражением морального
старения аппаратов ТА|.
Если телеграфный аппарат состоит из Ь блоков, а каждый
/-Й блок имеет коэффициент 0„ то
ь
0= £ 0<тр, \Qi = ni/(mi+ni)]y (2.4)
j = i
где т], = (т/+гг,)/(т+м)— весовой коэффициент, показывающий,
какую часть от числа функций всего аппарата составляют функции
данного блока.
Коэффициенты 0 электромеханического аппарата РТА-6, элект-
ронно-механического РТА-7Б и электронного РТА-80 соответственно
равны 0,64; 0,73 и 0,81. С ростом степени интеграции микросхем
коэффициент 0 для электронных аппаратов будет постоянно увели-
чиваться.
2.5. КОНСТРУКТИВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Современный телеграфный аппарат должен иметь эргономическую конструк-
цию. Форма конструктивных модулей аппарата, окраска, расположение органов
управления и сигнализации, простота эксплуатации и технического обслужива-
ния — все это должно создавать у оператора положительные эмоции, повышать
эффективность его труда. Конструкция телеграфного аппарата должна гармонично
сочетаться с интерьером помещения.
Основными характеристиками, по которым оценивается аппарат в целом, яв-
ляются его габариты (ширина, глубина, высота) и масса. По сравнению с электро-
механическими у электронных аппаратов меньшая высота и лучшее заполнение
объема вследствие лучших компоновочных свойств электронных блоков. Последнее
качество определяется коэффициентом
масса аппарата [кг] /ос,
Рм=-------------------—; б)
объем аппарата [дм ]
определяющим массу 1 дм3 объема аппарата. Если для электромеханических ап-
паратов в среднем рм = 0,2 ... 0,3 кг/дм3, то для электронных аппаратов рм =
= 0,4 ... 0,6 кг/дм3.
Вследствие применения интегральных микросхем с большой степенью интег-
48
рации и шаговых двигателей у электронных аппаратов потребляемая мощность
выше, чем у электромеханических. Если ввести в рассмотрение коэффициент
_ объем аппарата [дм3]
1)р потребляемая мощность [Вт или В «А] ’ '
показывающий, в каком объеме происходит рассеивание 1 Вт (В-А) мощности,
то оказываете^, что у электромеханических аппаратов рр=1,1 ...1,4 дм3/Вт, а у
электронных рр -0,2 ... 0,6 дм3/Вт. Следовательно, в электронных аппаратах труднее
обеспечить необходимые тепловые режимы работы электрорадиоэлементов, чем в
электромеханических. Для снижения потребляемой мощности используют автостопы
для шаговых двигателей и применяют БИС на МОП-структурах. Модульное вы-
полнение конструкции электронного аппарата позволяет получить модификацию
аппарата на основе одной базовой модели. Модульность, кроме того, улучшает
ремонтопригодность аппарата и способствует увеличению ресурса. Рассмотрим
кратко конструктивные характеристики основных модулей аппарата.
В электронных аппаратах широкого применения печатающее устройство яв-
ляется рулонным, печатание осуществляется на стандартном .рулоне бумаги ши-
риной 208, 210 и 215 мм. Для аппаратов семиэлементного кода используют рулон
бумаги шириной 250 мм, бумага по краям может быть перфорирована.
Тип печатающего устройства зависит от способа печатания симво-
лов. Существуют два типа печатающих устройств: знакопечатающие, у которых
отпечаток знака на бумаге возникает за один такт работы печатающего органа,
и мозаичные (знакосинтезирующие), у которых отпечаток, имеющий прерывистый
контур, возникает за несколько тактов работы печатающего органа.
В телеграфных аппаратах применяются печатающие устройства только по-
следовательного действия, т. е. в них печатается символ за символом, как в пишу-
щих машинках.
Как правило, в отпечатанной строке пятиэлементных аппаратов размещаются
69 символов. Ширина символа 1,7... 2,0 мм, высота 2,8... 3,1 мм, расстояние между
знаками (шаг вдоль строки) 2,6 + 0,2 мм, расстояние между соседними строками
4,23 мм (одинарный интервал).
Конструкцией предусматривается подсветка места печатания, а также види-
мость последнего отпечатанного символа, для чего в печатающем устройстве пре-
дусмотрено или выдвижение бумаги с текстом вверх на несколько строк, или
продвижение каретки вправо на несколько позиций, или наличие специальных
секторов видимости. Возврат каретки к началу строки может происходить с по-
мощью пружины или, чаще всего, обратного хода шагового двигателя продвижения
каретки. Время возврата каретки с конца строки обычно около 500 мс.
Существуют аппараты, которые, принимая большие массивы информации,
ведут распечатку ее попеременно—слева направо и справа налево. При этом
исключается холостой ход при возврате каретки, что увеличивает скорость рас-
печатки. Для работы в таком режиме необходим буферный накопитель.
Клавиатура телеграфного аппарата конструктивно характеризуется углом
наклона поля клавиш (9 ...20°), ходом и усилием нажатия на клавишу (3 ... 6 мм
и не более 1 Н соответственно). Расположение символов на клавишах соответст-
вует ГОСТ 14 873-86.
Автоответчик может иметь различную конструкцию. Кроме барабанчика
49
со сменным числом пластин существуют конструкции, использующие: неподвиж-
ный отрезок перфоленты с текстом автоответа и электронное считывание; сменные
диски с прорезями и оптическое считывание; диодные матрицы со сменными пере-
мычками; микросхемы — оперативное запоминающее устройство ОЗУ; В последнем
случае ввод текста автоответа происходит с помощью клавиатуры, й информация,
записанная в ОЗУ, должна сохраняться при выключении электропитания аппа-
рата. Емкость накопителя автоответчика обычно равна 20 кодовым кбмбинациям.
Устройство телеграфной автоматики включает в себя трансмиттер
и перфоратор. Псрфоленточная автоматика трудно поддается электронизации. В на-
стоящее время изыскиваются способы перехода от перфоленты на другие носители
информации, которые позволили бы электронизировать, а следовательно, упростить
конструкции перфоратора и трансмиттера.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Перечислите и укажите назначение блоков, входящих в состав телеграф-
ного аппарата первого—третьего классов.
2. Объясните назначение накопителей в клавиатуре и печатающем устройстве
современных электронных телеграфных аппаратов.
3. Укажите на схеме рис. 2.2 пути прохождения информации в передающем
и приемном терминалах, работающих в режиме «Эхоплекс».
4. Назовите основные модули телеграфных аппаратов. Какие модификации
(модели) аппарата можно составить из этих модулей?
5. Укажите особенности электромеханических, электронно-механических и элек-
тронных телеграфных аппаратов.
6. Перечислите эксплуатационные характеристики телеграфных аппаратов.
7. Определите действительную скорость печатания ПУ электронного телеграф-
ного аппарата семиэлементного кода, если строка содержит 80 символов, суммар-
ное время возврата каретки и перевода строки составляет 0,4 с, а скорость печа-
тания в пределах строки 50 зн/с.
8. Дайте описание (по выбору) пяти рабочих и пяти сервисных элементарных
функций телеграфного аппарата.
9. Объясните понятие «морально устаревшая модель телеграфного аппарата».
10. Пользуясь материалами § 2.5, охарактеризуйте с конструктивной точки
зрения какой-нибудь телеграфный аппарат (и его основные блоки), имеющийся
у вас в лаборатории, классе.
Глава 3. ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ
ТЕЛЕГРАФНЫЕ АППАРАТЫ
3.1. ОСОБЕННОСТИ конструкторских
РЕШЕНИЙ ПЕРЕДАЮЩЕЙ ЧАСТИ
АППАРАТОВ
Как следует из структурной схемы электромеханического теле-
графного аппарата (см. рис. 2.1), передающая часть состоит из
клавиатуры, передатчика и выходного устройства, входящего в
состав устройства сопряжения с линией. Клавиатура, в свою оче-
редь, содержит устройство ввода информации (рычаги с клави-
шами) и кодирующее устройство.
В электромеханических аппаратах процесс передачи инфор-
мации осуществляется в два этапа: вначале при нажатии нужной
клавиши образуется в пространстве определенная комбинация
состояний элементов механической системы (комбинаторных ли-
неек, рычагов, планок), затем каждое состояние преобразуется
в элемент электрического сигнала. Набранные элементы последо-
вательно в определенном порядке передаются в линию связи.
Каждому состоянию механической детали соответствует опреде-
ленная посылка. В телеграфии используется двоичная система,
согласно которой каждый механический элемент имеет два состоя-
ния: левое или правое, верхнее или нижнее; соответственно по-
сылка электрического тока может иметь токовое (положительное)
или бестоковое (отрицательное) значение.
Образование комбинации состояний и сохранение ее во время
передачи обеспечивается кодирующим устройством, а преобра-
зование ее и передача — с помощью передающего распределителя
(передатчика).
Для того чтобы не было искажений информации в течение
времени передачи электрического сигнала, соответствующего дан-
ной клавише, запрещается (блокируется) нажатие других клавиш.
Отметим, что это свойство механической клавиатуры является
неудобным для оператора, так как ограничивает скорость ввода
информации.
Передатчик телеграфного аппарата представляет собой меха-
ническую систему, состоящую из распределительного кулачкового
вала, пружинных контактных групп и рычагов. Пружинные кон-
такты являются также и выходным устройством аппарата. По-
скольку подавляющее большинство механических аппаратов ра-
ботает пятиэлементным кодом, то распределительный вал пере-
датчика содержит шесть кулачков: пять для формирования инфор-
мационных элементов кодовой комбинации, а шестой для служеб-
ных (коррекционных) элементов — пускового или стартового (все-
гда бестокового) и стопового (всегда токового).
51
Соответственно выходное устройство имеет шесть пар соеди-
ненных параллельно контактов, причем одна из пар в исходном
положении замкнута, а остальные разомкнуты. Выходное устрой-
ство такого типа называется многоконтактным и использовано,
например, в аппаратах СТА-М67 (ЛТА-8А) и Т-63. Существует
одноконтактное (одна пара контактов) выходное устройство, на-
пример в телеграфном аппарате Т-100. Основным достоинством
одноконтактных передатчиков является способность работать как
в однополюсном, так и в двухполюсном режиме, причем в послед-
нем случае отпадает необходимость в переходных устройствах
СТУ или СОРС аппаратуры тонального телеграфирования.
Рассмотрим работу передающих механизмов телеграфных аппа-
ратов СТА-М67 (ЛТА-8А) и аппарата Т-100.
На рис. 3.1 представлена клавиатура (клавиатурный комбина-
тор) аппарата СТА-М67. Клавиатура состоит из 47 клавишных
рычагов 1 с клавишами 2, из них 46 клавиш расположены в четыре
ряда и одна большая клавиша пробела (на рисунке не показана)
расположена перед первым рядом. Под клавишными рычагами
находятся: пусковая линейка <3, пять комбинаторных линеек 4 и
запорная линейка 5. Каждая комбинаторная линейка представ-
ляет собой стальную планку, имеющую на верхнем ребре косые
зубья, срезы которых обращены вправо и влево. При нажатии на
клавишу клавишный рычаг перемещается вниз, взаимодействуя
со скосами комбинаторных линеек. Последние в зависимости от
направления скоса сдвигаются вправо или влево. С комбинатор-
ными линейками связаны промежуточные рычаги 6, верхние концы
которых занимают левое или правое положение в зависимости
от положения линейки.
Совокупность клавишных рычагов и комбинаторных линеек
представляет собой кодирующее устройство, поскольку нажатию
каждой клавиши соответствует определенная пространственная
комбинация, образованная верхними концами промежуточных ры-
чагов. Например, при нажатии клавиши «Ы» концы первого, тре-
Рис. 3.1. Клавиатурный комбинатор телеграфного аппарата СТА-М67 (ЛТА-8А)
52
тьего и пятого промежуточных рычагов займут правое положение
(передача токовых посылок), а верхние концы второго и четвер-
того рычагов — левое положение (передача бестоковых посылок).
Пусковая линейка приходит в движение раньше других линеек
и запускает распределительный вал передатчика. Запорная ли-
нейка необходима для блокирования нажатия клавиш.
На рис. 3.2 изображено устройство передатчика. Здесь же,
но под другим углом, показан клавиатурный комбинатор, состоящий
из клавишных рычагов /, комбинаторных линеек 2 и промежу-
точных рычагов 3. Контактная система передатчика состоит из
шести пар контактных пружин 4, шести контактных лебедеобраз-
ных рычагов 5 и шести регулировочных винтов 6. Замыканием
и размыканием контактных пружин при работе передатчика управ-
ляют лебедеобразные рычаги, на которые в свою очередь воздей-
ствуют кулачки 7 распределительного вала. Если выступ (в виде
отростка) горизонтального плеча лебедеобразного рычага нахо-
дится на наибольшем радиусе кулачка 7, то контактные пружины
оказываются разомкнутыми из-за того, что верхний загнутый конец
рычага 5 давит на внутреннюю контактную пружину пары.
В исходном (стоповом) положении пять пар кодовых контакт-
ных пружин находятся в разомкнутом состоянии, так как внут-
ренние пружины отведены от наружных контактными рычагами 5.
Шестая пара пружин в это время замкнута, так как скос шестого
кулачка находится над выступом шестого контактного рычага.
Контакты передатчика соединены параллельно, поэтому в стоповом
состоянии в линии связи протекает ток. В этом случае говорят,
что в линию передается стоповая (токовая) посылка.
От движения пусковой линейки (при нажатии клавиши) на-
Рис 3.2 Передатчик телеграф-
ного аппарата CTA-M67 (ЛТА-
8А)
Рис 3 3. Клавиатурный комбинатор
телеграфного аппарата T-100
53
чинает вращаться распределительный вал в направлении, указан-
ном стрелкой, и выступы горизонтальных плеч контактных рыча-
гов 5 скользят по поверхности кулачков. Из-за того, что скосы на
кулачках вала расположены по винтовой линии с небольшим пе-
рекрытием, за один оборот вала над выступом каждого контактного
рычага обязательно окажется скос соответствующего этому ры-
чагу кулачка. Время воздействия скоса на рычаг строго опреде-
лено и равно продолжительности одной кодовой посылки. При
прохождении скоса кулачка над выступом рычаг 5 поворачивается
вокруг своей оси против часовой стрелки и под действием пружины
контакты замыкаются.
В начале работы передатчика выступ горизонтального плеча
шестого контактного рычага сойдет со скоса кулачка и рычаг,
повернувшись на оси по часовой стрелке, разомкнет контактные
пружины. Ток в линии прекратится, передается стартовая (бесто-
ковая) посылка.
Если бы промежуточные рычаги отсутствовали, то в линию
последовательно от каждого из пяти контактных рычагов пере-
давались бы токовые посылки. Однако если соответствующий кон-
тактному рычагу промежуточный рычаг займет такое положение,
при котором его верхний носик захватит горизонтальное плечо
контактного рычага (как изображено на рис. 3.2), не, давая ему
повернуться против часовой стрелки, то в линию связи будет пе-
редаваться бестоковая посылка.
При нажатии клавиши «Ы» первый, третий и пятый контакт-
ные рычаги не будут захвачены носиками промежуточных рычагов
и, повернувшись вокруг оси против часовой стрелки во время про-
хождения скоса соответствующего кулачка, обеспечат замыкание
своих контактных пар. В сооветствующие промежутки времени
в линию будут передаваться токовые посылки.
После окончания передачи пятой кодовой посылки распреде-
лительный вал, завершая оборот, повернется настолько, что срез
шестого кулачка вновь окажется внизу и шестой контактный ры-
чаг обеспечит передачу стоповой (токовой) посылки. Перекрытия
в расположении срезов кулачков распределительного вала сде-
ланы для того, чтобы избежать кратковременных разрывов линей-
ной цепи при передаче подряд нескольких токовых посылок.
Рассмотрим работу одноконтактного передающего устройства
телеграфного аппарата Т-100. На рис. 3.3 представлен клавиа-
турный комбинатор этого аппарата, состоящий из клавишных ры-
чагов /, пяти комбинаторных линеек 2, запорной 3 и пусковой 4
линеек, пяти двухплечих рычагов 5.
Уяснив принцип работы клавиатурного комбинатора аппарата
СТА-М67, легко разобраться в работе этого устройства в аппа-
рате Т-100. Роль промежуточных рычагов аппарата СТА-М67 вы-
полняют двухплечие рычаги 5, горизонтальные плечи которых в
54
Рис. 3 4. Положение элементов передатчика телеграфного аппарата Т-100 при
передаче:
а токовой посылки, б — бестоковой посылки
зависимости от положения комбинаторных линеек могут занимать
верхнее или нижнее положение.
На рис. 3.4, а и б показаны положения элементов механиче-
ской системы передатчика при передаче токовой и бестоковой по-
сылок соответственно. Здесь кроме клавишного рычага /, комби-
наторной линейки 2, двухплечего рычага 3 показаны: установоч-
ный рычаг 4, кодовый рычаг 5, кулачок 6 распределительного
вала, балансир (длинная планка) 7, рычаг 8 с вилкой 9, управ-
ляемый кулачком 10, ось 11 со скобой на одном конце и размы-
кателем 12 на другом, контактная группа 13.
Всего в передающей части аппарата Т-100 имеется шесть ко-
довых рычагов 5, соответственно шесть кулачков 6, управляющих
ими, один балансир, один рычаг с вилкой, управляемый отдель-
ным кулачком 10, и одна контактная группа, взаимодействующая
с размыкателем. В исходном состоянии шестой кодовый рычаг 5
прижимается отростком своего вертикального плеча к срезу ку-
лачка. Под действием горизонтального плеча этого рычага балан-
сир 7 повернут по часовой стрелке относительно своей оси, в ре-
зультате чего он своим концом удерживает вилку 9 рычага 8 в
правом относительно вертикального положении. Кулачок 10 имеет
семь выступов, один из которых приподнимает рычаг 8 таким
образом, что правый конец вилки 9, оказывая давление на правое
плечо скобы на оси 11, поворачивает размыкатель 12 влево, отводя
его от контактной группы 13. В линию передается стоповая (то-
ковая) посылка.
В начале вращения распределительного вала отросток верти-
кального плеча шестого рычага 5 соскальзывает со среза шестого
кулачка. При движении горизонтального плеча рычага 5 вниз
балансир 7 поворачивается против часовой стрелки и вилка 9
55
сдвигается в левое положение. Отросток рычага 5, наталкиваясь
на выступ кулачка 10, поднимает вверх рычаг, а вместе с ним и
вилку 9. Левый конец вилки наталкивается на левое плечо скобы
и поворачивает ось 11, а вместе с ней и размыкатель 12 по часовой
стрелке. Контакты передатчика размыкаются и в линию переда-
ется стартовая (бестоковая) посылка.
Затем срезы пяти остальных кодовых кулачков 6 последова-
тельно взаимодействуют с отростками вертикальных плеч своих
кодовых рычагов; при этом занимаемое рычагами положение за-
висит от того, захвачены ли их нижние концы установочными ры-
чагами 4, положение которых, в свою очередь, зависит от работы
клавиатурного комбинатора.
На рис. 3.4, а нетрудно проследить, что сдвиг комбинаторной
линейки вправо приводит к установке горизонтального плеча ры-
чага 3 в верхнее положение, а правого конца рычага 4 в нижнее
положение. Следствием этого является соответствующий поворот
кодового рычага 5 и передача токовой посылки.
При сдвиге комбинаторной линейки влево (рис. 3.4, б) правый
конец установочного рычага занимает верхнее положение и бло-
кирует взаимодействие кодового рычага со срезом соответствую-
щего кулачка. В линию будет передана бестоковая посылка.
После окончания оборота распределительного вала (цикла
передачи) шестой кодовый рычаг, перед которым установочный
рычаг отсутствует, приводит передатчик в исходное положение.
Рассматривая работу передающей части электромеханических
аппаратов СТА-М67 и Т-100, нетрудно найти аналогии. Так, уста-
новочные рычаги аппарата Т-100 по своим функциям аналогичны
промежуточным рычагам СТА-М67, а кодовые рычаги — лебеде-
образным контактным рычагам. В то же время, если каждому
лебедеобразному рычагу соответствует своя контактная группа,
то в аппарате Т-100 положение каждого кодового рычага через
балансир, вилку и скобу передается только к одной контактной
группе.
Передающая часть телеграфного аппарата Т-63 принципиаль-
но ничем не отличается от передающей части аппарата СТА-М67.
Клавиатурный комбинатор представляет собой систему из кла-
вишных рычагов и комбинаторных линеек с запорными планками.
Последние выполняют роль промежуточных рычагов в СТА-М67.
Передатчик в аппарате Т-63 многоконтактный, в котором шесть
пар контактов соединены параллельно. Работа контактной пары
зависит от положения контактных рычагов, управляемых кулач-
ками со скосами (срезами).
Рассмотрим структурную схему передающей части электроме-
ханического телеграфного аппарата (рис. 3.5). Оператор вводит
сообщение (букву, цифру, служебный символ) с помощью кла-
вишного механизма (клавишных рычагов). Сообщение в кодиру-
ющем устройстве преобразуется в комбинацию телеграфного кода
56
Блокировка ввода
Рис. 3 5. Схема передающей части пятиэлементного телеграфного аппарата
(с помощью комбинаторных линеек), которая фиксируется меха-
ническими элементами (например, промежуточными рычагами
аппарата СТА-М67). По команде «Пуск» (при нажатии любой
клавиши перемещается пусковая линейка) запускается передаю-
щий распределитель (распределительный вал с шестью кулачка-
ми, имеющими срезы). С помощью системы кулачков и контакт-
ных рычагов (в Т-100 кодовых) происходит считывание кодовой
комбинации, накопленной на механических элементах. При счи-
тывании происходит замыкание и размыкание контактов в выход-
ном устройстве (одна или несколько пружинных контактных групп),
в связи с чем сопротивление выходного устройства, включенного
в линию связи, изменяется от значения, близкого к нулю, до зна-
чения, близкого к бесконечности, тем самым изменяя линейный
ток в соответствии с передаваемой информацией.
Шестой выход передающего распределителя необходим для
формирования стартовой и стоповой посылок. При работе распре-
делителя клавишный механизм блокируется. На схеме рис. 3.5
также показано, что к выходному устройству могут быть подсо-
единены другие источники сообщений, кроме клавиатуры (транс-
миттер, автоответчик). При работе этих дополнительных устройств
клавиатура блокируется.
3.2. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКТОРСКИХ
РЕШЕНИЙ ПРИЕМНОЙ ЧАСТИ АППАРАТОВ
Приемная часть телеграфного аппарата (см. рис. 2.1) состоит
из входного устройства, входящего в УСЛ, приемника и печата-
ющего устройства, включающего накопитель, дешифратор и узел
печ атания.
57
Приемник аппарата запускается в момент начала стартовой
(бестоковой) посылки. Принимаемая последовательная кодовая
комбинация преобразуется в приемнике в пространственную ком-
бинацию состояний элементов механической системы. Затем про-
исходит механическое дешифрирование каждой комбинации, в
результате чего определяется необходимый символ. Завершающим
этапом цикла приема является отпечатывание выбранного сим-
вола — буквы, цифры или служебного знака.
Рассмотрим блоки, входящие в приемную часть аппарата.
Входным устройством, воспринимающим приходящие с линии
телеграфные посылки, является, как правило, неполяризованный
приемный электромагнит. Перемещения якоря электромагнита при
приеме элементов электрического сигнала вызывают соответству-
ющие перемещения механических деталей приемной части теле-
графного аппарата.
В приемник входят приемный распределитель, устройство фа-
зирования по циклу и по посылкам (устройство стартстопной кор-
рекции), устройство регистрации (приема) телеграфных посылок
и накопитель (наборное устройство). В свою очередь, приемный рас-
пределитель представляет собой распределительный вал с пятью
(для кода МТК-2) кулачками и предназначен для преобра-
зования комбинации последовательного кода в пространственную
комбинацию расположения деталей.
Устройство фазирования запускает приемный распределитель
от стартовой посылки и останавливает его во время приема сто-
повой посылки (фазирование по циклу). Кроме того, это устрой-
ство обеспечивает необходимые перемещения деталей в опреде-
ленные моменты времени, необходимые для надежной регистрации
(приема) телеграфных посылок (фазирование по посылкам).
Устройство фазирования по циклу представляет собой коррекци-
онный механизм, куда входят стопорные и запорные рычаги, сто-
повые скобы и другие детали. Фазирование по посылкам осуще-
ствляется специальным блокировочным диском с вырезами или
кулачком с выступами. Вырезы и выступы этих деталей взаимо-
действуют с плечами регистрирующих рычагов в моменты времени,
соответствующие приему середин телеграфных посылок.
Устройство регистрации (приема) телеграфных посылок пред-
назначено для определения их значения — токовое (обозначается
«1») или бестоковое («О»). В процессе передачи посылки под-
вергаются искажениям, чаще всего в виде смещений краев. По-
этому устройство регистрации определяет значение посылки только
в момент времени, соответствующий ее середине, обеспечивая наи-
более высокую правильность регистрации посылки.
Накопитель (наборное устройство) представляет собой меха-
ническую рычажную систему.
Рассмотрим входное устройство, приемник и накопитель те-
леграфных аппаратов СТА-М67 и Т-100. На рис. 3.6 (аппараты
58
Рис. 3.6. Приемник телеграфного аппарата СТА-М67 (ЛТА-8А)
СТА-М67 и ЛТА-8) показаны приемный электромагнит 1 (вход-
ное устройство), наборная муфта 2 с пятью кулачками (приемный
распределитель) и система, состоящая из пяти наборных <3, мече-
образных 4 и Т-образных 5 рычагов (механический накопитель).
Приемный электромагнит имеет якорь с вилкой 6.
Во время вращения наборной муфты каждый из пяти набор-
ных кулачков, расположенных по винтовой линии, действует на
один из пяти трехплечих наборных рычагов <3, насаженных на
общую неподвижную ось. Рычаг поворачивается на небольшой
угол против часовой стрелки. Одно из плеч рычага имеет круглый
вырез, который охватывает мечеобразный рычаг 4 (точнее, его
«рукоятку»). При своем повороте рычаг тянет свой «меч», как бы
вытягивая его из «ножен». В это время вилка 6 якоря занимает
определенное положение, зависящее от значения принимаемой
телеграфной посылки. При своем движении рычаг 4 наталкивает-
ся на левый или правый конец вилки, от чего происходит поворот
«меча» в вырезе трехплечего рычага, как на шарнире, против или
по часовой стрелке. После соскальзывания плеча с кулачка рычаг
3 под действием пружины возвращается в начальное положение,
а рычаг 4 скользит вперед, в исходное положение, и нажимает
своим «лезвием» на правое или левое плечо Т-образного рычага
5. Таким образом, в зависимости от того, какая телеграфная по-
сылка принимается, токовая или бестоковая, конец Т-образного
рычага занимает соответственно левое или правое положение.
59
Рис. 3.7. Устройство регистрации телеграфных посылок
Если в момент столкновения рычага 4 с вилкой 6 якоря по-
следняя будет установлена неправильно (искажение принимаемой
посылки), то произойдет ошибочная регистрация этой посылки.
Чтобы этого не получилось, регистрацию производят только в мо-
мент приема середины посылки путем жесткой фиксации положе-
ния вилки якоря. Это обеспечивается устройством регистрации,
изображенным на рис. 3.7. Блокировочный диск 1 находится на
наборной муфте и имеет пять вырезов. Пока плечо блокировоч-
ного рычага 2 скользит по окружности диска 1, вилка якоря элект-
ромагнита 3 может перемещаться из одного положения в другое
в зависимости от значения линейного тока в обмотках электро-
магнита. В момент, соответствующий середине принимаемой не-
искаженной посылки, плечо рычага 2 западает в вырез диска 1
и острие блокировочного рычага будет находиться или слева, или
справа от призмы 4 вилки якоря. Таким образом, перемещение
вилки якоря будет заблокировано. Если произойдет искажение
посылки, то острие рычага 2 столкнется с призмой 4 и не даст
вилке якоря сменить свое положение. Если в этот момент иска-
жения нет, то взаимодействия между острием рычага 2 и призмой
вилки якоря не будет.
Такой метод приема называется приемом на укорочен-
ный контакт. Продолжительность укороченного контакта оп-
ределяется временем нахождения плеча блокировочного рычага
в вырезе блокировочного диска. При скорости телеграфирования
50 Бод это время для аппарата СТА-М67 в среднем составляет
4 мс (при длительности посылки 20 мс). Блокировочный диск с
вырезами выполняет также функцию устройства фазирования
по посылкам, поскольку он определяет моменты регистрации.
В электромеханических аппаратах имеется фазоустановитель, с
помощью которого можно вручную поворачивать блокировочный
диск относительно стартстопной муфты, тем самым меняя поло-
60
Рис. 3.8. Приемник телеграфного аппарата Т-100
жение моментов регистрации относительно начал телеграфных
посылок. Например, при приеме посылок с преобладаниями (одно-
сторонними краевыми искажениями) с помощью фазоустановителя
можно подобрать зону уверенной регистрации.
Рассмотрим приемник аппарата Т-100 (рис. 3.8). Он состоит
из электромагнита 1 (входного устройства), распределительного
вала 2 с семью кулачками: пятью кодовыми 3 и двумя вспомо-
гательными 4 и 5. Кулачок 5 вместе с избирательным рычагом 6
в моменты времени, соответствующие серединам принимаемых те-
леграфных посылок, вызывает перемещение планки 7, от положе-
ния которой зависит значение зафиксированной посылки. Устрой-
ство регистрации состоит из планки 7, пяти ножей 5, с которыми
связаны пять кодовых рычагов 9, управляемых кулачками <3, трех-
плечего рычага 10 и направляющей 11.
Прием посылок осуществляется следующим образом (рис. 3.9).
За время приема середины каждой телеграфной посылки рычаг
10 под действием кулачка 4 подталкивает якорь электромагнита
к его сердечнику. Если принимается токовая посылка, то якорь
притягивается к сердечнику и освобождает от зацепления изби-
рательный рычаг 6 (рис. 3.9, а). Во время вращения вала 2 конец
рычага 6 соскальзывает с выступа кулачка 5. Рычаг 6 под дейст-
вием пружины поворачивается по часовой стрелке, при этом план-
ка 7 этого рычага перемещается вверх. Кодовый рычаг 9 (один
из пяти) под действием своего кулачка разворачивается против
часовой стрелки. Связанный с рычагом 9 нож 8 перемещается вниз
и своей хвостовой частью сталкивается с планкой 7. При столк-
новении нож сдвигается влево от среднего положения. При воз-
вращении рычагов 9 и 6 в исходное состояние положение ножа
фиксируется направляющей 11.
61
11
9
10
Рис. 3.9. Положение элементов приемника телеграфного аппарата Т-100 при приеме:
а — токовой посылки, б - бестоковой посылки
Если принимается бестоковая посылка (рис. 3.9, б), то изби-
рательный рычаг 6 заблокирован от перемещения рычагом 10.
Кодовый рычаг 9 поворачивается против часовой стрелки. Нож
8 под действием своей пружины удерживается справа от среднего
положения.
Таким образом, последовательно принимаемая из линии связи
кодовая комбинация преобразуется в параллельную пространст-
венную комбинацию положений ножей 8.
На рис. 3.10 представлена структурная схема приемного устрой-
ства телеграфного аппарата. Из линии связи сигнал в виде старт-
стопной комбинации пятиэлементно'го кода поступает на входное
устройство (приемный электромагнит). В момент начала стартовой
посылки запускается устройство фазирования: по циклу (старт-
стопная муфта) и по посылкам (блокировочный диск, кулачок).
62
К дешифратору
печатающего устройства
Рис. 3.10. Схема приемного устройства пятиэлементного телеграфного аппарата
Устройство регистрации определяет значение принимаемой посыл-
ки (токовое или бестоковое, «1» или «0») методом укороченного
контакта по ее средней части и с помощью распределителя
приема (вала с кулачками) записывает принятую комбинацию
в накопитель (Т-образные рычаги в аппарате СТА-М67 и ножи в
Т-100).
Печатающее устройство состоит из накопителя (рассмотрен
выше), дешифрирующего механизма и узла печатания. Дешиф-
рирующий механизм, предназначенный для определения того сим-
вола, которому соответствует набранная в накопителе кодовая
комбинация, содержит пять селекционных линеек с прямоуголь-
ными вырезами. Узел печатания состоит из типовых рычагов, свя-
занных с типовыми тягами, печатающих кулачка, валика и скобы.
На концах типовых рычагов размещены литеры.
Принцип печатания в электромеханических аппаратах — удар-
ный, рычажный. Отпечаток символа образуется путем взаимодей-
ствия типового рычага через красящую ленту с бумагой. Отпе-
чаток имеет непрерывный контур. Ленточные и рулонные электро-
механические аппараты принципиально имеют одинаковую схему
узла печатания, только в рулонном аппарате типовые тяги распо-
ложены горизонтально, а в ленточном — вертикально. В рулонном
аппарате Т-100 узел печатания расположен на подвижной каретке,
в ленточном СТА-М67 он неподвижен.
На рис. 3.11 показан дешифрирующий механизм и узел печа-
тания телеграфного аппарата СТА-М67, состоящие из пяти селек-
ционных (дешифрирующих) линеек /, 26 типовых тяг 2, 26 типо-
вых рычагов 3 и печатающей скобы 4. Каждый элемент принятой
кодовой комбинации представляется в виде определенного поло-
жения соответствующего Т-образного рычага 5. В свою очередь
Т-образные рычаги своими концами перемещают линейки 1 в
левую или правую сторону. С внутренней (вогнутой) стороны эти
линейки имеют прямоугольные вырезы. После окончания переме-
63
Рис. 3.11. Дешифрирующий механизм и узел печатания телеграфного аппарата
СТА-М67
щений линеек на их вогнутой стороне только в одном месте обра-
зуется сплошной паз из прямоугольных вырезов. Тяга, располо-
женная напротив этого паза, западает в него под действием пру-
жины. Так осуществляется дешифрирование или выбор символа,
соответствующего набранной кодовой комбинации.
Далее происходит процесс печатания. Под действием печата-
ющего кулачка на валу приемника, рычагов и штока (не показан-
ных на рисунке) печатающая скоба 4 из своего нижнего, исход-
ного, положения перемещается вверх, по пути захватывая за зуб
запавшую в паз тягу. Сочлененный с этой тягой типовой рычаг 3
с литерой, поворачиваясь, ударяет через красящую ленту по бу-
мажной ленте, отпечатывая знак принятой комбинации.
На рис. 3.12 показан дешифрирующий механизм аппарата
Т-100. В зависимости от принятой посылки (токовой или бестоко-
вой) конец ножа 1 (рассмотрен выше), находящийся в зацепле-
нии с зубом рычага 2 (при токовой посылке) или с зубом штанги
3 (при бестоковой посылке), сдвигает штангу влево или вправо
соответственно. Через рычаг 4 его перемещение передается со-
ответствующей селекционной (дешифраторной) линейке 5, на
внутренней стороне которой имеются прямоугольные вырезы. В ре-
зультате смещения всех линеек в одном месте возникнет сплошной
паз.
На рис. 3.13 изображен узел печатания. Типовая тяга 1 деши-
64
5
4 J
/
Рис 3.12. Дешифрирующий механизм телеграфного аппарата Т-100
фрированного символа под действием пружины западает в паз,
образованный линейками 2. Нож печатающей скобы 3 при ее дви-
жении справа налево по оси 4 захватывает запавшую в паз типовую
тягу, вызывая ее перемещение, в результате чего соответствующий
типовой рычаг 5, поворачиваясь вокруг оси по часовой стрелке,
отпечатывает символ.
Принципы работы печатающего устройства аппаратов СТА-М67
и Т-100 одинаковы.
3.3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ
СТАРТСТОПНОЙ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА
Работа передающего телеграфного аппарата начинается с на-
жатия клавиши, под клавишным рычагом которой имеется пуско-
вая линейка, запускающая передающий распределитель (см.
рис. 3.5). В результате одного цикла работы распределителя в
линию связи передаются стартовая (бестоковая) посылка, пять
информационных, а затем стоповая (токовая) посылка. После
окончания цикла передачи распределитель останавливается. При
нажатии следующей клавиши цикл повторяется.
Рис 3.13 Узел печатания телеграф-
ного аппарата Т-100
65
В момент начала стартовой посылки запускается приемный
распределитель (см. рис. 3.10), который, как и передающий распре-
делитель, должен проработать свой цикл, обеспечивая прием ин-
формационных посылок, и остановиться при приеме стоповой по-
сылки. Если стоповая посылка не принимается, то приемный рас-
пределитель начнет второй цикл работы.
Рисунок 3.14 иллюстрирует принцип стартстопной работы. Сле-
ва изображен передающий, а справа — приемный механический
распределитель (кулачковый вал). В исходном (стоповом) состоя-
нии контакт К передающего распределителя (рис. 3.14, а) замкнут,
в линейной цепи протекает ток, в результате чего приемный рас-
пределитель не работает, так как конец стопорного рычага под
действием притяжения приемного электромагнита Э находится в
пазу вала.
При нажатии клавиши начинает свое вращение вал передачи.
Скользящий контакт К выходит из углубления и размыкает линей-
ную цепь. Приемный электромагнит Э обесточивается, и стопорный
рычаг под действием пружины освобождает приемный вал, который
начинает вращаться. Условием правильной работы телеграфных
аппаратов является синхронность (одинаковость скоростей враще-
ния) и синфазность (одинаковость положений или фаз) работы
передающего и приемного распределителей. Если это соблюдается,
то, завершив свой оборот, оба вала останавливаются одновременно
(временем распространения сигнала между ними пренебрегаем),
так как в линии вновь появляется ток, а конец рычага западает в
паз приемного вала. Однако на практике скорость вращения валов
передающего и приемного распределителей различна. В этом слу-
чае без принятия специальных мер приемный распределитель в
момент появления в линии стоповой посылки может и не остано-
виться, если конец стопорного рычага будет находиться выше или
ниже паза (рис. 3.14,6 и в). Тогда передающий распределитель
начнет передачу второго знака, а приемный будет опережать или
отставать от него, при этом с каждым новым оборотом разность фаз
будет увеличиваться. Процесс расфазирования может привести к
тому, что: приемный распределитель будет воспринимать инфор-
мационную токовую посылку за стоповую, а информационную бес-
токовую — за стартовую; в накопитель (см. рис. 3.10) будут запи-
сываться телеграфные посылки не в соответствии со своими номе-
рами в переданной кодовой комбинации; печатающее устройство
будет воспроизводить не те символы, которые передавались, т. е.
телеграфная связь станет невозможной.
Чтобы этого не случилось, вводят принцип коррекции фаз,
заключающийся в том, что в конце каждого оборота вала распре-
делители должны обязательно4 останавливаться в определенном
(стоповом) положении, причем передающий — в середине углубле-
ния, соответствующего стоповой посылке. Тогда в течение всего
времени передачи стоповой посылки стопорный рычаг обязательно
66
Рис. 3.14. Принцип стартстопной коррекции
западет в паз и остановит приемный распределитель. Имеющееся
рассогласование фаз за один оборот будет уничтожено и каждый
новый оборот распределители будут начинать согласованно. Для
надежной связи приемный распределитель должен сделать один
полный оборот (повернуться на 2л радиан), а передающий за это
время повернуться на 2л — (р/2 радиан, где ср — выраженная в ра-
дианах величина стоповой посылки (рис. 3.14, г). Отсюда следует,
что приемный распределитель должен вращаться быстрее, чем пе-
67
Л1СР
Тпр
Рис. 3.15. Циклы работы передающего и приемного распределителей
редающий, т. е. если скорость последнего п об/мин, то приемный
распределитель должен делать в минуту и-4-Azz оборотов.
На рис. 3.15 приведена схема относительного расположения во
времени циклов работы (ГПсР и 7\р) передающего и приемного
распределителей. Обозначения следующие: Ь\ — промежуток вре-
мени от момента поступления стартовой посылки в обмотку прием-
ного электромагнита до момента пуска приемного распределителя
(наборной муфты); Ь\ — предельный промежуток времени, за кото-
рый приемный распределитель наверняка не будет запущен (оче-
видно, что а\ — промежуток времени от момента посту-
пления стоповой посылки в обмотку приемного электромагнита до
момента остановки приемного распределителя; /0 — продолжитель-
ность одной телеграфной посылки.
Из временной диаграммы видно, что цикл Гпр меньше цикла
ГПер. В принципе стопировать приемник можно на всем протяжении
промежутка времени S. Однако, имея в виду возможное расхожде-
ние скоростей передающего и приемного распределителей, а также
возможные искажения начала стартовой посылки и конца пятой
информационной посылки (если она будет бестоковой и удлинена),
момент стопирования располагают посередине интервала S. Вре-
менная координата этого момента от начала стоповой посылки
равна %ст. Продолжительность цикла приема
^пр = ^о—Ь। 4-5/о~Ь-^ст, (3.1)
в свою очередь
xCT = ai4-S/2. (3.2)
Имея в виду, что продолжительность стоповой посылки /ст =
= 1,5/о, перепишем (3.2) в виде
хст = 0,75/0 + 0,5 (Ь\ + щ). (3.3)
Учитывая (3.3), из (3.1) получим
Гпр = 6,75/0 + 0,5 (ai + b\ -2Ь!). (3.4)
68
Для электромеханических телеграфных аппаратов величины а\ и
Ь\ меньше Ь\, следовательно, выражение в скобках меньше нуля.
Кроме того, для скоростей телеграфирования не более 50 Бод для
механических узлов справедливо следующее неравенство:
0< 10,5 (а, + Ь\ - 2Ь!)| О,25/о. (3.5)
Таким образом, для электромеханических аппаратов
6,5/o^TIip<6,75/o.
(3.6)
Для электронных безынерционных входных устройств а,\=Ь\ =
= Ь\=0> поэтому Тпр электронно-механических и электронных аппа-
ратов равен 6,75/0. Современные телеграфные аппараты должны
устойчиво работать не только с аппаратами, имеющими 7,5-контакт-
ное деление, но и с аппаратами, имеющими 7-контактное деление,
поэтому у них Тпр = 6,5/0. В этом случае отношение продолжитель-
ности цикла работы передающего распределителя к продолжитель-
ности цикла работы приемного составит
К = Гпер/Гпр = 7,5 Zo/6,5/о =1,15. (3.7)
Рассмотрим одно замечательное свойство кода, которым рабо-
тают пятиэлементные стартстопные телеграфные аппараты. Нали-
чие в кодовой комбинации удлиненной по сравнению с остальными
стоповой посылки приводит к автоматическому восстановлению
синфазного состояния приемного и передающего распределителей
в случае его нарушения. Проиллюстрируем это рис. 3.16. Предпо-
ложим, что к линии связи подключился приемный аппарат в мо-
мент, когда передающий аппарат уже начал свою работу (диаграм-
ма /). На рисунке представлена ситуация, когда подключение
приемника произошло в момент передачи третьей информационной
токовой посылки (диаграмма 2). Приемный распределитель примет
четвертую информационную бестоковую посылку как стартовую и
запустится. Через время, равное 6,5/о, он остановится (конец цикла
обозначен стрелкой, указывающей вверх), но так как в этот момент
начинает передаваться третья бестоковая информационная посыл-
ка II кодовой комбинации, приемник сразу же запустится вновь
(начало нового цикла обозначено стрелкой, указывающей вниз).
1коп5. Пконб. Шкопб. . ЛГкомб. Укон5 У1 копб
2
| I I 1 1 1 it 1-1L11 if I I I 1 i i lt I I I I I if I 1 1 I I I I I I I I if I I 1.1.»
I Сбой. цинлобой фазы^Синфазное состояние
Рис 3.16 Процесс восстановления синфазности старгстопных телеграфных апна-
ра-ов нятиэлементного кода
69
Следующий свой цикл приемник начнет, пропустив одну токовую
посылку.
Из диаграмм видно, что во время приема момент стопирова-
ния приемника из-за некратной длительности стоповой посылки
перемещается относительно передаваемых кодовых комбинаций
справа налево. Синфазное положение установится тогда, когда
момент стопирования совпадет, наконец, со временем приема стопо-
вой посылки. Время установления синфазного состояния всегда
конечно и зависит от сочетания токовых и бестоковых посылок в
принимаемых кодовых комбинациях. На рис. 3.16 это время равно
продолжительности пяти кодовых комбинаций. Следовательно, пять
символов будут отпечатаны неверно. Нетрудно себе представить,
что в случае равенства продолжительности стоповой посылки
остальным посылкам и произвольного включения приемного теле-
графного аппарата цикловая фаза не будет восстановлена (при
непрерывной работе передатчика).
Рассмотрим искажения, вносимые передающей частью электро-
механического телеграфного аппарата. Передатчик должен форми-
ровать строго одинаковые по длительности токовые и бестоковые
телеграфные посылки. Однако вследствие погрешностей в изготов-
лении деталей и сборке, а также износа деталей в процессе рабо-
ты аппарата передаваемые посылки изменяют свою продолжитель-
ность, т. е. несколько удлиняются или укорачиваются, иногда имеют
разрывы и дробления. У такого аппарата осциллограмма переда-
ваемой кодовой комбинации может быть, например, такой, как на
рис. 3.17. Отсчет краевых искажений посылок Д/Кр и дроблений
Д/др ведется на уровне, равном половине значения номинального
линейного тока /.
Искажения передатчика 6пер оценивают относительной
величиной максимальных краевых искажений
бпер = (Д/кРАпах//о)-1ОО%. (3.8)
Дробления контактов могут возникнуть только у крайне разре-
гулированного аппарата, который нельзя эксплуатировать.
Искажения посылок, передаваемых электромеханическими пере-
датчиками, возникают из-за: погрешности контактной системы (не-
Рис. 3.17 Осциллограмма кодовой комбинации, передаваемой на скорости 50 Бод
70
правильная регулировка и деформация контактных пружин, обгора-
ние контактов); погрешности изготовления и установки деталей
(погрешности углового деления кулачкового вала и его эксцентри-
ситета, неточность длины горизонтального плеча контактного
рычага, погрешность диаметра посадочного отверстия контактного
рычага); отклонения скорости вращения распределительного вала
от номинальной. Например, отклонение скорости вращения электро-
двигателя от номинальной для аппарата СТА-М67 допускается
±0,5%. В этом случае такое отклонение вызывает краевое искаже-
ние пятой информационной посылки, равное 6X0,5% =3%. Отсюда
вытекает требование тщательной регулировки скорости вращения
электродвигателя.
В общем случае в механических передатчиках применяют рас-
пределители, кулачки и контактные рычаги которых имеют рабочие
участки, профилированные дугами окружностей и отрезками пря-
мых линий. При таких профилях неизбежно возникают инерционные
удары, приводящие к преждевременному износу деталей. Удары,
совпадающие по времени с границами посылок, вызывают их
искажения, обусловленные вибрациями контактных пружин. В од-
ноконтактных передатчиках (типа аппарата Т-100) возникают так-
же специфические искажения, вызываемые конечным временем
перелета контактного пера (размыкателя). Время перелета при
величине зазора 0,15 мм составляет 0,7 мс, что соответствует иска-
жению 3,5% при скорости 50 Бод.
Нормой для электромеханических аппаратов является величина
искажения 5... 11 %. При передаче с трансмиттера искажения мень-
ше, чем при передаче с клавиатуры за счет того, что в первом
случае распределительный вал передатчика находится в постоянном
сцеплении с валом электропривода, а во втором — сказывается
влияние времени срабатывания фрикционного сцепления при на-
жатии очередной клавиши.
Одним из важных показателей приемной части электромеха-
нического аппарата является исправляющая способность
или свойство аппарата правильно принимать (регистрировать)
искаженные телеграфные посылки. Согласно рекомендации МККТТ
исправляющая способность ц измеряется максимальной величиной
искажения посылки, при которой еще происходит ее правильная
регистрация, т. е.
р = (А/тах//о)-ЮО%, (3.9)
где Atmax — наибольшая допустимая величина искажения посылки.
Различают исправляющую способность по краевым искажениям
и по дроблениям:
Икр==(А/кршах//0). 100%, (3.10)
Рдр = (А/др/„аА-//о)’100%. (3.11)
71
Поскольку прием осуществляется по средней части посылки, наи-
менее подвергающейся краевым искажениям, то исправляющая
способность аппарата по краевым искажениям
Икр=[(/о-г)//о]-ЮО%, (3.12)
где z — продолжительность средней части телеграфной посылки,
по которой выносится решение о значении посылки.
На практике р,кр определяют максимальной величиной краевого
искажения только одной границы посылки:
p'kp = [(/o-z)/2/0]-100%. (3.13)
Если время z западания плеча рычага в вырез блокировочного ди-
ска для аппарата СТА-М67 равно 4 мс, то при скорости У = 50 Бод
Цкр = [(20 — 4)/2-20|-100% =40%. Таким образом, устройство реги-
страции аппарата СТА-М67 способно правильно принять телеграф-
ную посылку, у которой смещение каждой границы относительно
неискаженного положения может достигать 40%, а двухсторонние
краевые искажения составляют 80% величины /0. Вместе с тем,
если принимается посылка без краевых искажений, но с искажен-
ной дроблением серединой, то произойдет ошибка. Поэтому для
того же аппарата |лдр = (г//о)-100% = (4/20) • 100% =20%. Очевид-
но, что
Икр + Идр=Ю0%. (3.14)
Определенная по формулам (3.12) и (3.13) исправляющая способ-
ность, зависящая от конструктивных характеристик телеграфного
аппарата и характеризующая его потенциальные возможности,
называется теоретической. При реальной работе исправляю-
щая способность снижается. Минимальное ее значение, полученное
во время эксплуатации, называется номинальной исправля-
ющей способностью.
Рассмотрим основные причины снижения исправляющей спо-
собности. Одной из причин является расхождение скоростей пере-
дающего и приемного распределителей. На рис. 3.18 показаны:
стартстопная комбинация (диаграмма /); моменты регистрации
посылок в случае равенства скоростей распределителей (диаграм-
ма 2); в случае, когда моменты регистрации запаздывают относи-
тельно середин принимаемых посылок (диаграмма <3) и опережают
(диаграмма 4). Из диаграмм видно, что в наихудших условиях про-
исходит прием последней (пятой) информационной посылки, для
которой максимально допустимая величина краевого искажения
А/кр = (/о-г)/2-А/р, (3.15)
где Д/р — величина рассогласования по фазе (для пятиэлементного
кода A/P = 6|v|; ±v — нестабильность скорости работы приемного
распределителя). Например, для СТА-М67 снижение исправляющей
способности из-за нестабильности скорости составляет бр = (Д/р//о)Х
72
X 100% =6-0,5% =3%, а с учетом и скорости передающего рас-
пределителя— 6%.
На диаграммах 5 и 6 (рис. 3.18) представлен случай смещения
левой границы стартовой посылки на Д/н от ее начала. С такой
задержкой запустится приемный распределитель, поэтому моменты
регистрации сдвинутся на Д/н и снижение исправляющей способно-
сти по этой причине составит бн = (Д/н//о)-100%. Такое снижение
является наиболее существенным среди снижений по другим причи-
нам. В то же время напомним, что исходя из принципа старт-
стопной коррекции, это снижение действует только для одной кодо-
вой комбинации. Прием следующей комбинации начинается всегда с
синфазного положения передающего и приемного распределителей.
Другой причиной снижения исправляющей способности по крае-
вым искажениям является увеличение времени регистрации теле-
графной посылки (длительности укороченного контакта) z
(рис. 3.18), происходящего в результате износа или'дефектов из-
готовления коррекционного и регистрирующего механизмов. На
снижение исправляющей способности влияют также погрешности в
изготовлении распределительного вала и муфт сцепления, точность
изготовления зубчатых колес и т. д. Суммарное снижение от этих
причин составляет 2...4%.
Таким образом, номинальная исправляющая способность по
краевым искажениям для электромеханических аппаратов
цн = р — бр — 6» — 6И, (3.16)
где 6И—величина снижения исправляющей способности из-за
погрешностей изготовления деталей механизмов приемника. Вели-
чина |i„, учитывающая искажение одной границы посылки, для
электромеханических аппаратов составляет 35...42%.
73
На телеграфных линиях нашей страны эксплуатируется лен-
точный электромеханический телеграфный аппарат СТА-М67, а
также ЛТА-8А, который представляет собой частичную модерниза-
цию аппарата СТА-М67. У этих аппаратов механические узлы и
технические данные одинаковые. Аппарат ЛТА-8А имеет более
эстетичный вид, кроме того в нем использован механизм принуди-
тельного подвода якоря к приемному электромагниту соленоидного
типа (аналогично аппарату Т-100). Широко распространены и ру-
лонные аппараты Т-100.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
I. Из каких основных устройств в общем случае состоит передающая часть
электромеханического телеграфного аппарата? Каково назначение этих устройств?
2. Используя рис. 3.5, расскажите об устройстве и работе передающей части
аппаратов CTA-M67 и T-100.
3. Укажите принципиальные сходства и различия передающих частей аппара-
тов CTA-M67 и Т-100.
4. Пользуясь рис. 3.10, расскажите о работе приемной части аппаратов СТА-М67
и Т-100.
5. В чем сущность метода приема на «укороченный контакт»? Чем определя-
ется продолжительность укороченного контакта в аппаратах СТА-М67 и Т-100?
6. Укажите сходства и различия в устройстве приемников аппаратов СТА-М67
и Т-100.
7. Расскажите о работе дешифрирующего механизма и узла печатания в
электромеханических телеграфных аппаратах.
8. В чем состоит принцип стартстопной коррекции? Почему скорости работы
передающего и приемного распределителей различны?
9. Укажите причины появления искажений в передаваемых телеграфных
посылках.
10. Объясните причины снижения исправляющей способности в электромеха-
нических аппаратах.
Глава 4. ЭЛЕКТРОННО-МЕХАНИЧЕСКИЕ
ТЕЛЕГРАФНЫЕ АППАРАТЫ
4.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
В связи с интенсивным развитием микроэлектроники появилась возможность улуч-
шить характеристики телеграфных аппаратов за счет замены механических узлов
передатчика и приемника на электронные. Путем включения электродвигателя толь-
ко в местную цепь удалось исключить влияние нестабильности его вращения (из-за
колебаний частоты питающей сети, износа, технологических разбросов в размерах
механических деталей и др.) на выходные характеристики, а с помощью высоко-
стабильного электронного задающего генератора — обеспечить высокую точность
74
установки и поддержания скорости телеграфирования. Введение электроники
позволило также несколько улучшить эргономические характеристики телеграфных
аппаратов, например снизить уровень звука, облегчить процедуру переключения
скоростей телеграфирования, упростить техобслуживание и ремонт путем выполне-
ния конструкции в виде отдельных съемных блоков-модулей.
За счет введения электроники в передающую и приемную части телеграфных
аппаратов удалось значительно снизить искажения передатчика (до ±2%) и повы-
сить исправляющую способность (по односторонним краевым искажениям не менее,
чем на 45%). В связи со сказанным эти два выходных параметра перестали быть
определяющими.
Вместе с тем, механическая часть в электронно-механических аппаратах оста-
лась значительной. Печатающее устройство, автоответчик, приставки телеграфной
автоматики (трансмиттер и перфоратор) состоят полностью из механических дета-
лей. Силовым электроприводом для этих блоков является механическое устройство,
содержащее передаточные механизмы (шестерни) и один центральный электродви-
гатель.
Электронно-механические аппараты, как правило, рулонные. Печатающее
устройство, как в электромеханических аппаратах, печатает знак за один такт ра-
боты печатающего органа, т. е. является знакопечатающим (в отличие от знако-
синтезирующего, матричного ПУ в электронных аппаратах). Совершенствование
печатающих устройств в этих аппаратах заключалось в применении интегральных
(единых) литероносителей взамен составных рычажных. В составном литероноси-
теле электромеханических аппаратов весь набор печатаемых знаков расположен на
нескольких самостоятельных геометрических поверхностях, например на типиках
печатающих рычагов. Интегральный литероноситель обычно содержит полный на-
бор знаков (символов), расположенных на одной геометрической поверхности, на-
пример усеченной сфере, цилиндре и т. д.
Рычажно-литерные механизмы печатания в электромеханических аппаратах
имеют следующие недостатки: большие габариты, сложность конструкции и высо-
кую трудоемкость в изготовлении, большие величины перемещений литерных рыча-
гов и значительную массу всего механизма, ограничивающие скорость печатания.
В печатающих устройствах, использующих интегральные литероносители, необ-
ходимый символ выбирается механическим путем за счет поворота носителя в двух
направлениях — вокруг своей оси и в плоскости, перпендикулярной к бумагоопор-
ному валику. Перемещение литероносителя осуществляется наборно-дешифрирую-
щим устройством, представляющим собой совокупность трех механизмов: наборного,
суммирующего и механизма передачи движения на литероноситель. Дешифрирова-
ние ’и печатание символа суммарно занимает меньшее время, чем в рычажных
устройствах, поэтому скорость печатания в электронно-механических аппаратах
достигает 20 зн/с (в электромеханических 10... 12 зн/с).
Рассмотрим последовательно электронную и механическую части этих телеграф-
ных аппаратов.
4.2. ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ
Электрическая часть электронно-механических аппаратов состо-
ит из дискретных элементов — резисторов, конденсаторов, дроссе-
75
о+УВ
Рис. 4 1 Интегральная микросхема К201 ЛБ4:
а принципиальная схема, б — функциональная схема
лей, оптронов и других, а также из интегральных микросхем
(ИМС), неделимых конструктивных единиц, изготовленных при по-
мощи технологических методов микроэлектроники, выполняющих
определенные электрические и логические функции и имеющих от-
дельную техническую документацию.
В отечественном электронно-механическом аппарате РТА-7Б
для построения логической электронной части использована серия
ИМС К201 («Тропа»), содержащая набор из пяти гибридных рези-
сторно-транзисторных логических (РТЛ) элементов и одной транзи-
сторной сборки из четырех транзисторов. На рис. 4.1 представлена
ИМС К201 ЛБ4, реализующая две логические функции НЕ (у2, yV)
и две логические функции ИЛИ — НЕ (i/i, уз). Недостатками РТЛ
элементов являются большое время переключения транзистора и
наличие резисторов, рассеивающих значительную мощность си-
гнала.
Чаще всего в электронных схемах телеграфных аппаратов при-
меняют серии ИМС, базовыми элементами которых являются ло-
гические схемы на многоэмиттерных транзисторах (транзисторно-
транзисторная логика — ТТЛ) либо схемы на основе транзистора
со структурой металл — окисел (диэлектрик) — полупроводник
(МОП, МДП-транзистор).
Рассмотрим особенности построения базовых элементов на осно-
ве ТТЛ-структур. Название структуры состоит из названий элемен-
та, имеющегося на входе ИМС, и элемента на ее выходе. В данном
случае на входе и выходе базового элемента стоят активные эле-
менты — биполярные транзисторы. На рис. 4.2 представлены элект-
рическая схема и условное графическое обозначение базового логи-
76
Рис. 4.2. Электрическая схема и условное графическое обозначение базового логи-
ческого элемента И — НЕ, имеющего ТТЛ-структуру
Y-ytXhXfXzXjXy
ческого элемента И-НЕ. Логическая операция И осуществляется
при помощи многоэмиттерногои—р—и транзистора УТ\. Число эмит-
теров определяет число входов. Транзистор УТ2 представляет
собой промежуточный усилительный каскад, на транзисторе УТ3
собран эмиттерный повторитель, а транзистор 1/Т4 является выход-
ным инвертором. Работу транзисторов УТ\ и УТ2 удобно рассмот-
реть на эквивалентной упрощенной схеме рис. 4.3, где переходы
база — эмиттер и база — коллектор этих элементов изображены в
виде диодов, причем электроды УТ\ обозначены через Э|, Бь Ki,
а УТ2— через Э2, Б2, К2.
При подаче низкого входного напряжения на все эмиттеры тран-
зистора VTi (напряжение логического «О», (7^0,4 В) переход
эмиттер — база смещается в прямом направлении и диод 1ЛОЭБ
начинает проводить ток. Одновременно запирается диод тран-
зистора VT[, вследствие чего на базу транзистора VT2 подается
низкое запирающее напряжение. Транзисторы УТ2 и УТ4 заперты
(см. рис. 4.2), а транзистор УТ3 открыт, так как на его базе име-
ется положительный потенциал. На выходе Y базового элемента
будет высокое напряжение, соответствующее напряжению логиче-
ской «1» (t/^2,4 В).
Таким образом, при одновременной подаче на все четыре входа
X низкого напряжения (логического «0») на входе логического
элемента появится «1».
При подаче высокого напряжения (логической «1») на все вхо-
ды транзистора УТ\ эмиттерные переходы сместятся в обратном
направлении, диод 1/£)ЭБ запрется, а через диоды транзистора
УТ{ и диод 1ЛОЭБ транзистора УТ2 начнет протекать ток насыщения,
вследствие чего транзистор УТ2 перейдет в режим насыщения. По-
тенциал коллектора К2 резко упадет, что приведет к запиранию
77
Рис. 4.3. Упрощенная эквивалентная
схема транзисторов VT\ и VT2
Рис. 4.4. Устройство МОП-
транзистора
Рис. 4.5. Схемные обозначения МОП-
транзисторов с каналом проводимости:
а — р типа, б — п-типа
транзистора VT$. В то же время поскольку входное сопротивление
транзистора VT4 представляет собой эмиттерную нагрузку тран-
зистора VT2, первый откроется и быстро перейдет в режим насы-
щения. На выходе микросхемы будет низкий потенциал (логичес-
кий «О»).
Следовательно, данная микросхема выполняет логическую функ-
цию ф(Х)=У = Х1Х2Х3Х4.
Диоды VD\ — VD4 называются антизвонными и служат для
ограничения импульсов помехи отрицательной полярности при при-
еме сигналов с длинных соединительных линий. Диод VD$ является
смещающим и используется для надежного запирания транзисто-
ра VT$.
Базовые элементы ИМС ТТЛ-структур для различных серий
незначительно отличаются друг от друга. Например, базовый эле-
мент ИМС серии К134 отличается от изображенного на рис. 4.2
отсутствием диодов VD\ — VD4, а также заменой диода VDb на
транзистор в диодном включении (коллектор и база транзистора
объединены). В базовом элементе ИМС серии К133 резистор /?4
заменен комбинацией транзистора и двух резисторов, что обеспечи-
вает улучшение динамических характеристик микросхемы при
изменениях температуры. Общим для всех элементов ТТЛ-структу-
ры является наличие низкоомного входа (многоэмиттерный тран-
зистор) и достаточного мощного инвертора, способного работать
на низкоомную нагрузку.
Основные данные ИМС, имеющих ТТЛ-структуру: нагрузочная
78
способность u-10, потребляемая мощность в статическом режиме
^5 мВт для серии К136 и «20 мВт для серии KJ33, выходное
напряжение логического «0» не более 0,4 В, а логической «1» не
менее 2,4 В, коэффициент объединения по входу v >8.
Рассмотрим принцип работы МОП-транзистора, а также ИМС
на таких транзисторах. Работа МОП-транзистора основана на так
называемом полевом эффекте, заключающемся в изменении тока,
протекающего через полупроводниковый материал, под действием
поперечного электрического поля. В отличие от биполярных тран-
зисторов, применяемых в ТТЛ-структурах и использующих транзи-
сторный эффект, который возникает в глубине полупроводниково-
го материала за счет перемещения носителей заряда двух типов
(электронов и дырок) через базу транзистора, в МОП-транзисторах
(полевых транзисторах) используются носители заряда одного зна-
ка (только электроны или только дырки), и ток течет по поверхно-
сти пластины в слое толщиной в несколько микрон, причем величи-
ну тока можно менять, изменяя напряженность электрического
поля. Достоинствами МОП-транзисторов являются высокое вход-
ное сопротивление, обеспечивающее экономичность схемы, низкий
уровень шумов, простота технологических операций при изготовле-
нии (по сравнению с биполярными транзисторами), малая стои-
мость и высокая надежность. Недостатком указанных элементов
являются низкие предельные частоты переключения. Однако он не
является существенным для электронных телеграфных схем.
Устройство МОП-транзистора представлено на рис. 4.4. В крем-
ниевой пластине с n-проводимостью образованы две зоны с p-про-
водимостью, соединенные с металлическими электродами и разде-
ленные узким промежутком. Сверху этот промежуток изолирован от
третьего электрода слоем диэлектрика из двуокиси кремния. Элек-
троды называются: исток, сток и затвор. Работа МОП-транзистора
происходит следующим образом. Исток подсоединяется к положи-
тельному полюсу батареи, сток— к отрицательному полюсу той же
батареи, на затвор подается отрицательное либо положительное
смещение. При подаче отрицательного смещения между двумя
p-областями образуется узкий канал проводимости за счет переме-
щения дырок из одной области в другую и в цепи транзистора про-
текает ток. При подаче положительного смещения проводимость
канала резко уменьшается до нуля и ток в цепи транзистора пре-
кращается. В описываемом транзисторе возникает канал проводи-
мости р-типа.
Возможна и другая конструкция МОП-транзистора, в которой
основная пластина (подложка) имеет р-проводимость, а две обла-
сти п-проводимость, так что при положительном смещении на зат-
воре между областями возникает канал проводимости п-типа. Вви-
ду симметричности конструкции на исток и сток можно подавать
потенциалы любого знака, т. е. для МОП-транзисторов не сущест-
вует прямого и инверсного включений.
79
Рис. 4.6. Инвертор на ос-
нове дополняющих МОП-
транзисторов
Рис 4 7. Принципиальная электричес-
кая схема базового логического элемен-
та И-НЕ
На рис. 4.5 даны схемные обозначения МОП-транзисторов с
каналами проводимости разного типа.
Следует отметить, что в ИМС на основе МОП-структур могут
применяться как транзисторы с каналом проводимости одного
типа, так и транзисторы с каналами проводимости обоих типов
(ИМС на дополняющих МОП-транзисторах, комплементарная
МОП-структура, К-МОП). Инвертор на основе дополняющих МОП-
транзисторов представлен на рис. 4.6. При поступлении на вход
ИМС низкого потенциала (Х = 0) транзистор VT| открывается, а 1/Т2
закрывается. На выходе появляется высокий потенциал (У = 1). При
появлении на входе микросхемы высокого потенциала (Х=1) тран-
зистор VT2 будет открыт, a VT\ закрыт и на выходе будет низкий
потенциал (У = 0).
Основным достоинством схем на дополняющих МОП-транзисто-
рах является практически отсутствие потребления мощности в ста-
тическом режиме в состоянии как «Включено», так и «Выключено».
Статическая мощность потребления равна произведению тока утеч-
ки закрытого транзистора на напряжение источника (?V^10~5 Вт).
Мощность потребляется только в режиме переключения. Другим до-
стоинством схем является высокая нагрузочная способность из-за
высокого входного сопротивления 15...20). Для данных схем
характерна также высокая помехоустойчивость за счет большого
диапазона логического сигнала на выходе—от потенциала земли
до напряжения -\-Е.
На рис. 4.7 представлена схема базового логического элемента
И-НЕ. В этой микросхеме все р-канальные транзисторы соединены
параллельно, а п-канальные последовательно. Если на все v входов
подать высокий потенциал (логическую «1»), то последовательно
соединенные и-канальные транзисторы откроются, а р-канальные
закроются. На выходе будет низкий потенциал (логический «0»).
Понятно, что если на какой-либо вход будет подан низкий потен-
циал, то в последовательной цепочке будет закрытый транзистор,
80
а в параллельной цепочке—открытый транзистор, шунтирующий
остальные р-канальные транзисторы; на выходе будет высокий по-
тенциал.
Основные характеристики ИМС, использующей МОП-транзисто-
ры: нагрузочная способность в статическом режиме иС1 — 15...20, по-
требляемая мощность в статическом режиме составляет единицы
микроватт, в динамическом режиме—в зависимости от частоты
переключения не более 1 мВт.
4.3. ПРИНЦИП РАБОТЫ
ПРИЕМОПЕРЕДАЮЩЕЙ ЧАСТИ
В связи с введением в телеграфный аппарат электронных узлов
в блок центрального управления (см. рис. 2.1), кроме электропри-
вода, включают электронную систему обеспечения основных времен-
ных соотношений, состоящую из высокостабильного задающего
генератора и делителей частоты. Назначение этой системы состоит
в генерировании импульсных тактовых последовательностей, син-
хронизирующих во времени работу всех блоков аппарата. Напри-
мер, одной из задач системы является установка с большой точ-
ностью укороченного контакта (импульса регистрации) в середине
принимаемой телеграфной посылки. Для этого преобразуют теле-
графные посылки в пачки коротких импульсов (дискретизация по-
сылок), а затем путем подсчета импульсов, начиная от первого
импульса пачки, находят середины посылок. Отсюда следует, что
с увеличением частоты следования импульсов точность нахождения
середины посылки, а следовательно, величина исправляющей спо-
собности, будет увеличиваться. В то же время повышение частоты
следования тактовых импульсных последовательностей ограничива-
ется сравнительно низким быстродействием К-МОП схем и увели-
чением числа делителей частоты для получения частоты телегра-
фирования.
Таким образом, частота следования тактовых импульсов выби-
рается исходя из допустимой погрешности дискретизации (напри-
мер, величины снижения исправляющей способности аппарата в
результате дискретизации в приемнике приходящего из канала свя-
зи аналогового сигнала), а также диапазона скоростей телегра-
фирования. Обычно погрешность дискретизации составляет не
более 2% длительности посылки, поэтому тактовая частота в оте-
чественных телеграфных аппаратах выбирается в 64 раза большей,
чем скорость телеграфирования [погрешность равна (1/64) 100% =
= 1,56%]. Отечественные электронные аппараты работают на мак-
симальной скорости 1200 Бод, следовательно, частота задающего
генератора должна составлять 153,6 кГц (1200X64X2 = 153,6 кГц).
Па рис. 4.8 представлена схема получения частоты следования
тактовых последовательностей для скоростей телеграфирования
81
Рис. 4.8. Схема получения частоты следования тактовых последовательностей для
скорости телеграфирования 50... 1200 Бод
Рис. 4.9. Схема задающего генератора аппарата РТА-80
50... 1200 Бод. На рис. 4.9 изображена схема задающего кварцево-
го генератора аппарата РТА-80, который представляет собой двух-
каскадный усилитель-ограничитель с положительной обратной
связью. В качестве активных элементов используются транзисторы
КТ312В. Кварцевый резонатор ПЭ на 153,6 кГц, включенный в
депь положительной обратной связи, обеспечивает заданную часто-
ту и стабильность (Af/f^C 10~4). Резисторы /?2 и /?3 обеспечивают
мягкий режим самовозбуждения генератора. Резисторы /?4 и /?5
необходимы для установки второго каскада на транзисторе VT2
в ключевой режим. Конденсатор С2 является связующим между
каскадами, а конденсатор Сд устраняет паразитную генерацию на
частотах, отличных от номинальной. Цепочка /?ь С3 обеспечивает
плавное нарастание напряжения питания 4-5 В. На выходе генера-
тора сигнал имеет прямоугольную форму.
На рис. 4.10 представлен вариант этого генератора, выполнен-
ный на интегральных микросхемах. В качестве активных элементов
82
используются инверторы Уь У2. Инвертор У3 является ключевым
каскадом. Как правило, для электронных схем аппарата применя-
ются маломощные микросхемы, имеющие К-МОП структуру. Одна-
ко эти ИМС являются низкочастотными, поэтому в качестве актив-
ных элементов задающего генератора используют более высокоча-
стотные ИМС, имеющие ТТЛ-структуру. На схеме У| — Уз — эле-
менты микросхемы К136 ЛАЗ (ТТЛ), У4 и У5 — элементы сопряже-
ния генератора с остальной схемой аппарата, где У4 — один эле-
мент микросхемы К133ЛАЗ (ТТЛ) с открытым коллекторным вы-
ходом и повышенной нагрузочной способностью, Уб — инвертор
микросхемы К564 ЛН2 (К-МОП). Резистор /?| отрицательной обрат-
ной связи обеспечивает установку логического элемента У| в ак-
тивный режим. Конденсатор С препятствует возбуждению генера-
тора на гармониках. Резистор /?2 задает режим по постоянному
току для второго каскада У2 усилителя. Резистор /?3 уменьшает
входное сопротивление элемента У3 с целью снижения уровня
положительного выброса напряжения, возникающего на выходе
усилителя-ограничителя У2. Резистор /?4 предназначен для помехо-
устойчивой работы элемента У5.
Время установления колебаний заданной частоты на выходе
генераторов (см. рис. 4.9 и 4.10) с момента подачи электропита-
ния не более 1 с, длительность фронта прямоугольного колебания
не более 0,1 мкс.
Для переключения скорости телеграфирования изменяют число
делителей частоты после задающего генератора таким образом,
чтобы частоты следования тактовых последовательностей соответ-
ствовали рис. 4.8.
Рассмотрим работу электронной передающей части пятиэлемент-
ного телеграфного аппарата. Одним из основных элементов схемы
является синхронизируемый /?5-триггер, функциональная схема и
таблица переходов которого показаны на рис. 4.11. По входу S
происходит установка триггера в состояние «1» (Q= 1), а по входу
83
a) 6)
Рис. 4 11. Синхронизируемый /?3-триггер
а — функциональпач схема, б’— таблица переходов
R — в состояние «О» (Q = 0). На вход С подают синхронизирующие
импульсы. Понятно, что при наличии потенциалов на входах S и
R установка триггера в соответствующее состояние произойдет
только при поступлении импульса на вход С. Таблица переходов
показывает состояние триггера, в которое он переходит под дейст-
вием входных сигналов S и R при поступлении синхронизирующего
импульса на вход С в момент времени /. Состояние триггера до
поступления импульса обозначается Q/, а новое состояние после
поступления импульса Qt +1. Описанный триггер может быть построен
из базовых элементов И-НЕ, рассмотренных в предыдущем
параграфе.
Упрощенная схема передатчика электронно-механического
пятиэлементного телеграфного аппарата представлена на рис. 4.12.
Основными узлами передатчика являются передающий распредели-
тель на элементах У| — Уд (аналог кулачкового распределителя с
контактной группой), триггер Ую для формирования коррекционных
посылок и выходной триггер Ун, взаимодействующий с выходным
устройством Вых. У телеграфного аппарата.
От задающего генератора ЗГ в схему поступает импульсная
последовательность с частотой, превышающей скорость V телегра-
фирования в 64 раза. После делителей на 32 и 2 образуются три
тактовые последовательности ТИ| — ТИз с частотой, равной скоро-
сти V, и сдвинутые относительно друг друга на 1/3 периода. Кроме
того, с выхода делителя на 32 импульсная последовательность с
частотой f = 2V через схему И (У2з) подается на вход делителя на 15.
Частота следования импульсов с выхода этого делителя равна
И/7,5, т. е. на импульсном выходе («Имп») импульсы будут появ-
ляться через время Г, равное 7,5/о, где /о—продолжительность
телеграфной посылки.
Три источника информации АО, КЛВ и ТРМ своими информа-
84
Рис. 4.12. Передающая часть электронно-механического пятиэлементного телеграфного аппарата
ционными выходами (шины по пять параллельных разрядов кодо-
вой комбинации) подключены к элементу ЗИ-НЕ (У|5), который
осуществляет выбор источника и съем информации с его информа-
ционного выхода. Выходом элемента У15 является информационная
шина из проводов, соответствующих пяти разрядам параллельной
комбинации. Сигнал запуска одного из источников поступает в схе-
му передатчика от механического контакта (например, при нажатии
клавишного рычага на пусковую скобу).
Работа происходит следующим образом. При включении элект-
ропитания триггеры устанавливаются в состояние «О», в том числе
и основные триггеры передающего распределителя У1, Уз, У5, У?,
Уэ, а выходной триггер Ун в состояние «1», в результате чего
Вых. У обеспечивает передачу стоповой посылки в линию. Предпо-
ложим, что оператор начинает работу на клавиатуре КЛВ. При
нажатии на любую клавишу замыкается контакт «Пуск КЛВ»,
дифимпульс перехода с выхода дифференцирующего устройства
ДУ, пройдя элемент И (У21) переводит триггеры У22 и У24 в состоя-
ние «1». Потенциал, снимаемый с верхнего плеча триггера У24,
обеспечивает прохождение импульсов с частотой / = 2И на вход дели-
теля на 15, тем самым запуская счетчик циклов. При поступлении
первого импульса на вход делителя на его выходе «Потенц.» возни-
кает отрицательный потенциал, запрещающий прохождение диф-
импульсов через элемент И (У2|). Этим самым осуществляется бло-
кировка нажатия клавиши на время передачи кодовой комбинации.
С верхнего плеча триггера У22 снимаются разрешающие потенциа-
лы для работы элементов У20 и У|5, причем в последнем элементе
разрешается работа схемы И, соответствующей только КЛВ, работа
остальных схем И запрещена потенциалом, снимаемым с нижнего
плеча триггера У22. Первым импульсом тактовой последовательно-
сти ТИ\ (выход делителя на 2) осуществляется запись параллель-
ной кодовой комбинации, набранной на выходных контактах кла-
виатуры при нажатии на соответствующую клавишу, в основные
триггеры распределителя по входам S. Этот же импульс устанавли-
вает триггер Ую по входу R в стартовое положение и триггер
У16 в состояние «1». Благодаря триггеру У|6 обеспечивается про-
хождение тактовых импульсов ТИ2 и ТИз через элементы И У!7
и У|2.
Первый импульс последовательности ТИ2 сбрасывает в «О» триг-
гер У22 (для исключения повторного опроса источников информации
во время передачи комбинации) и устанавливает выходной триггер
Ун в состояние «О». В линию идет стартовая посылка. Одновре-
менно начинается счет тактовым импульсам в делителе.
При поступлении первого тактового импульса ТИз происходит
запись информации с основных триггеров распределителя в проме-
жуточные У2, У4, Уб, У8, Ую. Одновременно положительный потен-
циал на выходе триггера У|3 обеспечивает прохождение импульсов
последовательности ТИ2 через элемент У14-
86
Далее схема работает только от тактовых импульсов ТИ2 и
ТИз (так как элементы У 20 и У|9 заперты). При поступлении второ-
го тактового импульса ТИ2 происходит запись информации с проме-
жуточных триггеров в основные, т. е. информация, будучи записан-
ной в пятом разряде регистра (триггер У|), оказывается перепи-
санной в четвертый разряд (триггер Уз), а информация с четвер-
того разряда (триггер У3) перепишется в третий (триггер У5)
и т. д. Таким образом, при поступлении каждого тактового импуль-
са ТИ2 записанная информация последовательно перемещается к
выходу. Выходной триггер Уи воспроизводит последовательно всю
кодовую комбинацию, записанную в передающем распределителе.
При поступлении шестого импульса ТИ2 (соответствует началу
пятой телеграфной посылки в комбинации) на выходе делителя
появится сигнал, переводящий триггер У18 в состояние «1», благо-
даря чему через время Г = 2/3/о тактовый импульс ТИ\, пройдя
через У19, записывает «1» по входу S в триггер Ую. Этот же им-
пульс сбрасывает в «О» триггер Ую. Седьмой тактовый импульс
ТИ2 (начало стоповой посылки) обеспечивает установку выходного
триггера Ун в стоповое положение. Одновременно на выходе дели-
теля появляется сигнал, сбрасывающий в «О» триггеры Ую и У|3.
Тактовые импульсы ТИ2 и ТИ$ (а ТИ\ еще ранее) перестали посту-
пать в схему передатчика. В линию передается стоповая посылка.
Через время Т = 7,5/о, соответствующее продолжительности ко-
довой комбинации, на выходе «Потенц.» делителя на 15 появляет-
ся сигнал, разрешающий работу схемы И (У21) (блокировка запус-
ка передатчика снята), а на выходе «Имп» — сигнал, сбрасываю-
щий в «О» триггер У24.
Передатчик вновь готов к действию. При передаче с ТРМ или
АО соответствующий пусковой контакт замыкается автоматически
каждый раз после окончания передачи очередной кодовой комби-
нации.
В рассмотренной электронной схеме передатчика передача
последовательности кодовых импульсов происходит в результате
переключений состояний электронных элементов, в отличие от
электромеханических передатчиков, в которых для этого ^исполь-
зуется вращение вала передающего распределителя.
Упрощенная схема приемника электронно-механического пяти-
элементного аппарата представлена на рис. 4.13. Основным эле-
ментом приемника является приемный распределитель, собранный
по двухтактной схеме на синхронизируемых /?5-триггерах У4 — У!2.
В электромеханических аппаратах аналогом является наборная
муфта с кулачками. Триггеры У|4 — Ую являются первой ступенью
накопителя. Принимаемая информация последовательно продви-
гается по регистру-распределителю, а в конце цикла происходит
сброс содержимого регистра в первую ступень накопителя. Эле-
мент Уз является входным триггером, а элементы И (У| и У2)
представляют собой устройство регистрации телеграфных посылок
87
Рис 4.13 Приемная часть электронно-механического пятиэлементного телеграфного аппарата
методом стробирования (аналогично методу приема на «укоро-
ченный контакт» в электромеханике). Слово «стробирование»
подчеркивает очень короткую продолжительность опрашивающего
импульса — несколько микросекунд по сравнению со временем
(миллисекунды) регистрации механическим способом. Стробирую-
щий импульс генерируется в момент, соответствующий середине
принимаемой посылки. В зависимости от полярности принимаемой
посылки (сигнал «1» с верхнего или нижнего плеча интегрирую-
щего устройства И У) сработает элемент И (У| или У2), который
и установит входной триггер У3 в соответствующее положение.
Благодаря электронным элементам устройства регистрации
достигается высокое значение теоретической исправляющей спо-
собности приемника при краевых искажениях. Считая продолжи-
тельность z импульса пренебрежимо малой по сравнению с продол-
жительностью телеграфной посылки, по формуле (3.13) получим,
что ЦкР~50%. Входное устройство (будет описано ниже) служит
для гальванической развязки линии от электрической схемы аппара-
та и преобразования приходящего сигнала в сигналы цифровых
ИМС. Интегрирующее устройство служит для борьбы с дробле-
ниями путем преобразования дроблений посылок в краевые иска-
жения.
В приемник от задающего генератора подается последователь-
ность тактовых импульсов с частотой, в 64 раза превышающей ско-
рость телеграфирования. Пройдя через элемент И (У|9), эта последо-
вательность поступает на вход делителя на 64, в результате обра-
зуются две последовательности ТИ\ и ТИъ, имеющие частоту f = V Гц
и сдвинутые по времени относительно друг друга на половину
периода. Кроме того, последовательность от ЗГ подается на вход
делителя на 416 = 32X13, на выходе которого возникает импульс
через 6,5 телеграфных посылок, что необходимо для соблюдения
правильности соотношения между циклами работы передающего и
приемного распределителей, равного 1,15 [см. формулу (3.7)].
Работа схемы происходит следующим образом. В начале при-
ема кодовой комбинации возникает стопстартный переход, который
выделяется дифференцирующим устройством ДУ. Этот переход
устанавливает стартстопный триггер У|3 в состояние «1», из-за
чего разрешается проход импульсной последовательности от ЗГ
через схемы И (У|9) на входы делителей. Первый тактовый импульс
последовательности ТИ\, поступая через время, равное 0,5 /о от
момента стопстартного перехода на устройство регистрации, уста-
навливает через схему У2 входной триггер У3 в состояние «0».
Первый тактовый импульс ТИъ устанавливает синхронизируемый
триггер У4 также в состояние «0». Через время /о уже триггер
Ус будет установлен в состояние «0». Через шесть тактовых им-
пульсов ТИ2 (соответствует середине пятой посылки) принимаемая
кодовая комбинация пятиэлементного кода будет записана в основ-
ных триггерах У4 (V разряд), Ус (IV разряд), У8 (III разряд),
89
Ую (II разряд), У|2 (I разряд). Через время, равное 0,5 /0 (начало
шестой, стоповой посылки), на элемент И (У20) с верхнего плеча
входного триггера Уз будет подан разрешающий потенциал (сиг-
нал «1» соответствует стоповой посылке). Спустя еще 0,5 /о (первая
треть стоповой посылки или 6,5 /0 от момента старта) на выходе
делителя на 416 возникает импульс «Конец цикла», не совпадаю-
щий по времени с импульсом ТИ2. Этот импульс подается на входы
С триггеров У14 — У is, в результате чего вся записанная в распре-
делителе информация оказывается в накопителе. Кроме того, им-
пульсом «Конец цикла» сбрасывается в «0» стартстопный триг-
гер У।з. Подача тактовых импульсов ТИ\ и ТИ2 в схему прекращается.
Схема приемника вновь ждет стопстартного перехода. В зависимо-
сти от числа ступеней накопления информация может быть пере-
писана во вторую, третью и т. д. ступени, чтобы затем попасть на
вход усилителей-формирователей. В электронно-механических ап-
паратах процесс приема завершается срабатыванием наборных
электромагнитов в соответствии с принятой комбинацией. С помо-
щью электромагнитов в этих типах аппаратов осуществляется
необходимое сопряжение электронной части с механической.
В заключение рассмотрим работу интегрирующего устройства.
Как известно, регистрация телеграфных посылок по средней части
(стробирование) обеспечивает максимальную исправляющую спо-
собность по краевым искажениям. При воздействии помех могут
возникнуть кратковременные дробления передаваемых посылок.
В этом случае метод стробирования мало эффективен, так как до-
статочно дроблению небольшой продолжительности совпасть с мо-
ментом регистрации (импульс ТИ\), как вместо «1» (токовая по-
сылка) в приемный распределитель будет записан «0» (бестоковая
посылка) и наоборот. Кодовая комбинация будет принята и зафик-
сирована на электромагнитах неверно, в результате отпечатается
не тот символ, который передавался. Поэтому для борьбы с дроб-
лениями используется интегрирующее устройство, назначение ко-
торого — преобразовать дробления посылок в краевые искажения,
которые затем эффективно исправляются методом стробирования.
Рассмотрим структурную схему (рис. 4.14) и временную диа-
грамму работы (рис. 4.15) интегрирующего устройства (цифрового
фильтра), входящего в состав приемной части телеграфного аппа-
рата. Для простоты построения временной диаграммы примем, что
система тактового питания аппарата «задающий генератор — дели-
тель» вырабатывает последовательность тактовых импульсов ТИ,
следующих с частотой f = 32 V (в реальной схеме / = 64 V). В уст-
ройстве счетчики Сч\ и Сч2 имеют по четыре разряда, т. е. считают
до 16, что соответствует половине продолжительности единичного
интервала. Если, например, заполнился счетчик Сч\, то он сбрасы-
вает счетчик Сч2 в нулевое состояние и сам также устанавливается
в нулевое состояние.
Работа схемы происходит следующим образом. Сигналы, возни-
90
От дх у
Установка в „О'*
Рис. 4.14. Структурная схема интегрирующего устройства (цифрового фильтра)
Рис. 4.15. Временная диаграмма работы интегрирующего устройства (цифрового
фильтра)
кающие на выходе триггера Т\ и соответствующие телеграфным
посылкам, стробируются тактовыми импульсами ТИ при помощи
схем совпадения И\ и //2. Таким образом, счетчик Сч\ ведет счет
импульсам дискретизации токовых элементов, а счетчик Сч2 — бес-
токовых элементов. Импульс, возникающий на выходе какого-
либо счетчика при его заполнении, устанавливает Сч\ и Сч2 в ну-
левое состояние, а выходной триггер Т2 — в соответствующее
положение.
Из рассмотрения временной диаграммы следует, что описан-
ная схема является цифровым фильтром: входная последователь-
ность кодовых элементов, пораженных краевыми искажениями и
91
дроблениями, преобразуется в выходную последовательность эле-
ментов только с краевыми искажениями. При этом общая величина
искажения не меняется. Следует также отметить, что рассматри-
ваемое устройство не является самостоятельным устройством ре-
гистрации, а выполняет вспомогательную функцию, позволяющую
повысить эффективность метода стробирования в условиях дроб-
лений. Нетрудно видеть, что при сочетании цифровой фильтрации
принимаемого сигнала со стробированием общая величина иска-
жения телеграфной посылки не должна превышать 50% вели-
чины /0. В противном случае возникнет ошибка.
4.4. УСТРОЙСТВА СОПРЯЖЕНИЯ С ЛИНИЕЙ
Устройство сопряжения с линией (см. рис. 2.1) электронно-
механических телеграфных аппаратов содержит выходное устрой-
ство передатчика и входное устройство приемника, которые при-
шли на замену механическим контактам и приемному электромаг-
ниту в электромеханических аппаратах. Описываемые ниже уст-
ройства нашли также широкое применение и в электронных теле-
графных аппаратах.
Линейная цепь передачи электронно-механического телеграф-
ного аппарата не должна иметь гальванических соединений с ос-
тальными цепями, поэтому в выходных устройствах отечественных
аппаратов нашли широкое применение оптоэлектронные переклю-
чатели.
На рис. 4.16 дана структурная схема выходного устройства, ра-
ботающего в двухполюсном и однополюсном режимах. В двух-
полюсном режиме работы сигналы с выхода передатчика (выход-
ной триггер Ун на рис. 4.12) поступают на базы транзисторов
VT\ и VT2 в противофазе. На базу транзистора УЛ подается ло-
гическая «1», он открывается и через светодиод оптрона VD§ на-
чинает протекать ток, в результате чего включается фотодиод
этого оптрона. Транзисторный ключ, составленный из транзисторов
УЛ и УЛ, открывается. Выходные цепи проходят через устройство
коммутации У/С, содержащее перемычки. На рисунке положение
перемычек соответствует двухполюсному режиму.
В результате открывания ключа в линейной цепи аппарата
начинает протекать ток положительного направления по цепи:
+ ЛБ|, устройство защиты от короткого замыкания в линии УЗ,
диод У£>1, УЛ, VD2, перемычка 1—2, линия — ЛБ\. В это время
транзисторный ключ УЛ, УЛ закрыт.
Если логическая «1» подана на базу транзистора УЛ, транзи-
сторный ключ УЛ, УЛ открывается и ток отрицательного направ-
ления начинает течь по цепи: -\-ЛБ2, перемычка 6—5, линия,
перемычка 2—/, У/)3, УЛ, У/?4, перемычка 7—8, —ЛБ2.
При работе в однополюсном режиме в У/( снимают перемычки
1—2, 5—6, 7—8 и устанавливают перемычку 3—4, а на базы тран-
92
Выход
передат-
чика
Рис. 4.16. Структурная схема выходного устройства
зисторов УТ\ и УТ2 при передаче токовой посылки подают одно-
временно логические «1», т. е. базы транзисторов VT\ и УТ2 подсо-
единяют к верхнему плечу выходного триггера Ун передатчика
(см. рис. 4.12). Тогда одновременно открываются транзисторные
ключи ИТз, УТ4 и VT5, VTq, а в линейной цепи начинает протекать
ток: 4-ЛБ1, УЗ, VD\, УТ4, VD2, VDs, VT^ VD4, перемычка 3—4,
линия, —ЛБ\. При передаче бестоковой посылки оба транзистор-
ных ключа заперты и в линейной передающей цепи ток отсутствует.
Устройство защиты от короткого замыкания включено после-
довательно с транзисторными ключами и содержит пороговое
устройство и схему подачи логического «О» на базы транзисторов
VT\ и УТ2. При токе в линии, превышающем 80 мА, в УЗ срабаты-
вает пороговая (также оптоэлектронная) схема, которая принуди-
тельно подает запирающие потенциалы на базы транзисторов
УТ\ и УТ2, в результате чего ток в линии прекращается.
Если при этом передатчик продолжает свою работу, то первым
отпирающим сигналом от него, поданным на базы транзисторов
УТ\ и 1/Г2, устройство защиты устанавливается в исходное состоя-
ние и в случае устранения в линии короткого замыкания происходит
обычная работа. Если причина короткого замыкания не устранена,
то защита вновь срабатывает и процесс повторяется.
Стабистор необходим для предохранения транзисторных
ключей от пробоя при работе в линии с большой индуктивностью
(приемный электромагнит телеграфного аппарата старого парка),
93
когда при выключении ключей возникают обратные выбросы напря-
жения большой величины.
Реальные однополюсные устройства содержат еще дополни-
тельные узлы, на схеме не показанные, например диодный мостик
для подключения линейной батареи любыми полюсами, элементы
защиты ключей от неодновременного их включения и т. д. В одно-
полюсном режиме в диапазоне изменения линейного тока от 40 до
70 мА сопротивление выходного устройства должно быть не более
300 Ом. В двухполюсном режиме при напряжении линейных ба-
тарей ±20 В сопротивление выходного устройства составляет не
более 500 Ом.
Входные устройства аппаратов также входят в состав устрой-
ства сопряжения с линией и предназначены для согласования
электрических характеристик канала связи с электрическими ха-
рактеристиками телеграфного аппарата. Одновременно должно
соблюдаться требование отсутствия гальванической связи между
элементами схемы канала (линии) со схемой аппарата. Как и в вы-
ходных устройствах, основными элементами, которые обеспечивают
гальваническую развязку, являются оптоэлектронные переключа-
тели.
Входные устройства осуществляют восстановление амплитуды
принимаемого сигнала (но не длительности) путем сравнения
этого сигнала с некоторым пороговым сигналом (уровнем регист-
рации), формируемым в самом входном устройстве. Очевидно, чем
меньше величина порога, тем большей чувствительностью обладает
входное устройство к единичным элементам соответствующей по-
лярности. Чтобы входное устройство не вызывало преобладаний
при приеме единичных элементов противоположного знака, порог
срабатывания устанавливают равным половине номинальной
амплитуды передаваемого сигнала (при однополюсной работе) или
близким к нулю (при двухполюсной работе).
Рассмотрим работу однополюсного входного устройства, упро-
щенная схема которого приведена на рис. 4.17. Входное устройство
содержит следующие основные элементы: линейный фильтр (дрос-
сели Др\, Др2, конденсаторы Сь Сг), необходимый для ограниче-
ния спектра принимаемого сигнала; стабилитроны VD\, VD2 для
защиты схемы от токовых перегрузок; диодный мост VD3—VD^,
предназначенный для приема токового сигнала любой полярности;
оптрон 1ЛО9, обеспечивающий гальваническую развязку; оптрон
ИТ)ю для установки уровня регистрации, а также ключевой и
входной транзисторы VT\ и VT2 соответственно.
При отсутствии токового сигнала в линии по цепи 4-27 В,
/?4, /?ь /?2 светодиод оптрона 1Л0ю, /?з, «Общий провод» течет
постоянный ток, который задает уровень регистрации. Через со-
противление фотодиода оптрона ИТ)ю на базу транзистора VT2
подается запирающий потенциал, в результате чего на вход инвер-
тора Э\ с коллектора транзистора VT2 поступает потенциал 4-5 В.
94
+27В
Рис 4 17. Схема однополюсного входного устройства
На выходе входного устройства образуется напряжение логического
нуля.
При появлении токового сигнала в линии начинает течь ток
через светодиод оптрона VDg, в результате чего уменьшается со-
противление фотодиода этого оптрона. Изменяется соотношение
плеч делителя напряжения, образованного сопротивлениями фото-
диодов оптронов VD^ и VDio, на базе транзистора УТ2 появляется
отпирающий потенциал.
Сигнал логического нуля, снимаемый с коллектора транзистора
УТ2, пройдя через инвертор Э2, задержку /?5, С3, схему ИЛИ
(Эз), поступает на базу ключевого транзистора УТ\, который, от-
крываясь, шунтирует резистор /?з- Это приводит к автоматиче-
скому увеличению порога срабатывания входного устройства до
величины, равной половине амплитуды принимаемого сигнала. Та-
ким образом, с одной стороны обеспечивается нужная чувстви-
тельность устройства, а с другой стороны надежная фиксация то-
кового сигнала.
Так как на входе инвертора Э\ имеется уровень логического
нуля, то на выходе входного устройства появится напряжение
логической единицы, что соответствует регистрации токового
сигнала.
При работе телеграфного аппарата, снабженного вызывным
устройством (ВУ), регистрация сигнала ведется при меньшем уров-
не, поэтому при включении ВУ на вход «Уровень» подается по-
стоянно напряжение логического нуля, который запрещает сраба-
тывание ключевого транзистора 1/7\ В этом случае величина
уровня (порога) регистрации сигналов обратно пропорциональ-
на сумме сопротивлений резисторов R\—/?3. Элементы /?4 и ИВ8
служат для параметрической стабилизации уровня регистрации.
Во входном устройстве небольшая часть тока отводится для ра-
95
боты устройства контроля наличия линейного тока (на схеме
не показано). При превышении линейным током некоторого порога
(в электронном аппарате РТА-80 этот порог составляет величину
2,8 мА) вырабатывается сигнал для зажигания индикатора «Ли-
ния» на панели аппарата. В противном случае индикатор «Линия»
не горит, что свидетельствует либо о наличии бестоковой посылки,
либо об обрыве линейной цепи.
Упрощенная схема двухполюсного входного устройства пред-
ставлена на рис. 4.18. При поступлении на вход устройства еди-
ничного элемента положительной полярности начинает протекать
ток по цепи: клемма /, дроссель Др^ светодиоды оптронов 1ЛОб,
VD7, диод VD4, Др2, клемма 2. Изменяются сопротивления фото-
диодов оптронов VD&, VD7, в результате чего транзистор УЛ запира-
ется (на базе запирающий потенциал), а транзистор VT2 (как и в слу-
чае однополюсной работы) открывается. На первые входы схем сов-
падений Э2 и Эз от инвертора Э\ поступают напряжения логической
единицы. На второй вход схемы Э2 поступает также логическая еди-
ница с коллектора транзистора VT\, в результате чего на выходе
Э2 появляется сигнал логического «О», устанавливающий триггер
Э4 в положение «О». Выходной сигнал снимается с инверсного вы-
хода триггера.
При поступлении на входное устройство единичного элемента
отрицательной полярности начинает протекать ток по цепи: клемма
2, Др2, диод У/?5, светодиод оптрона 1Л07, диод УО3, Др\, клемма /.
Поскольку через светодиод оптрона У£>6 ток не протекает, транзи-
стор УТ\ открыт (отпирающий потенциал на базе) и на второй
вход схемы И (Э2) поступает логический нуль. На выходе этой
схемы образуется сигнал логической единицы, устанавливающий
Рис. 4.18 Схема двухполюсного входного устройства
96
триггер Э\ в положение «1» Резистор R\ служит для установки оп-
тимального уровня регистрации двухполюсных сигналов.
Описанные схемы входных устройств являются типичными
для отечественных современных телеграфных аппаратов. Отметим,
что согласно стандарту ГОСТ 25830—83 при работе аппарата в од-
нополюсном режиме номинальный линейный ток должен составлять
величину 50 мА, диапазон изменения тока 40...70 мА. В этом
диапазоне изменения линейного тока сопротивление входного уст-
ройства (с учетом фильтров) должно быть не более 200 Ом. При
работе аппарата в двухполюсном режиме и номинальном напряже-
нии сигнала ±20 В сопротивление входного устройства постоян-
ному току должно быть 1000 ± 100 Ом.
4.5. ПРИНЦИП РАБОТЫ ЗНАКОПЕЧАТАЮЩИХ
УСТРОЙСТВ С ИНТЕГРАЛЬНЫМ
ЛИТЕРОНОСИТЕЛЕМ
Знакопечатающие устройства с интегральным литероносителем
в виде усеченной сферы широко используются в электронно-ме-
ханический телеграфных аппаратах и электрофицированных пи-
шущих машинках. Такое устройство используется в отечественном
аппарате РТА-7Б и многочисленных его модификациях, которые
получили большое распространение на ведомственных сетях.
Использование литероносителя в виде усеченной сферы впер-
вые запатентовала фирма IBM (США) в 1955 г. С 1961 г. начался
промышленный выпуск вначале пишущих машинок, а затем и теле-
графных аппаратов с этим литероносителем. В СССР выпуск те-
леграфных аппаратов такого типа начался с начала 70-х годов.
Качество отпечатка довольно высокое. До сих пор эталоном вы-
сокого качества являются отпечатки, полученные на ПУ фирмы
(ВМ с майларовым валиком и сферическим литероносителем.
Сферический литероноситель (рис. 4.19) представляет собой
пластмассовую сферическую головку диаметром 35 ... 38 мм и
массой около 10 г. На поверхности головки расположены четыре
кольцевых ряда с символами, в каждом из которых имеется 24
литеры. Все символы в соответствии с принадлежностью к опреде-
ленному регистру разбиты на три участка (сектора): «Рус», «Л ат л
и «Циф». Таким образом, в каждом секторе содержится по 32 сим-
вола. Печатание осуществляется ударом головки через красящую
ленту по неподвижному бумагоопорному валику. Головка для
выбора нужного ряда должна двигаться с определенным наклоном,
а для выбора регистрового сектора или нужного столбца — по-
ворачиваться. Проследим по рис. 4.19, в как осуществляются эти
движения. В полости литероносителя / расположено основание 2,
которое крепится к корпусу 6 и может поворачиваться вокруг
горизонтальной оси, проходящей через центр сферы, и параллель-
97
/ 2
I Лат Ци/р Рус
3 2 1 0 Г 2‘ 3' 3 2 1 0 г Г 3' 3 2 1 0 р 2' 3' V
1 I опоо и тоо р ottbt С ото к 11110 V 01111 V Лаг пт 8 01100 7 тоо 0 01101 liioi ото ( 11110 01111 V Лат 11111 И 01100 У тоо П 01101 niof и ото К 11110 н< 01111 V Лат ши
2 оюоо А 11000 L 01001 W 11001 R 01010 J 11010 G 01011 А Ци? 11011 01000 11000 ) 01001 2 11001 <• 01010 ю пою Ш 01011 Чиф 11011 01000 А 11000 Л 01001 в 11001 Р 01010 Й пою Г 01011 поп
3 0 нот 8 10100 И 00101 Y 10101 N 00110 F 10110 /У 00111 X 10111 0 00100 t 10100 Ul 00101 6 10101 00110 Э юно оот 10111 0 00100 С 10100 X 00101 Ы 10101 н 00110 <р ют /У 00111 b 10111
Е 10000 Т 00001 2 10001 < 00010 о 10010 0 0001! В 10111 Рус 00000 3 10000 5 00001 + 10001 < 00010 •ь юою 9 00011 ? юоп р$ 00006 Е 10000 Т 00001 3 10001 < 00010 Д юою 0 оооп Б 10011
Циф
Расположение регистровых секторов
на сфере при виде сверху
О- бестоковая посылка
1-токовая посылка
Примечание: на рис. знаки даны в зеркальном
отражении по отношению к
реальной головке
6)
Рис. 4.19 Сферический литероноситель:
а - общий вид, б -- расположение такой, в - привод
98
ной оси бумагоопорного вала. На основании установлена втулка
<?, на которой фиксируется литероноситель /, жестко связанный
со втулкой по углу поворота с помощью штифта 4. Втулка и,
следовательно, литероноситель могут поворачиваться на основании
вокруг оси, перпендикулярной плоскостям, на которых кольцеооб-
разно располагаются ряды знаков. Таким образом, поворот осно-
вания (т. е. наклон головки) приводит к выбору требуемого ряда
знаков, а поворот литероносителя вместе со втулкой на основа-
нии — требуемого знака в ряду. Поворот основания осуществля-
ется с помощью рычажно-шарнирной передачи, состоящей из ры-
чага 5 и тяги 7, которая шарнирно связана с основанием. Поворот
сферы производится валиком <?, связанным со втулкой и литеро-
носителем двойным универсальным шарниром Гука.
После удара, в результате которого образуется отпечаток сим-
вола, головка возвращается в исходное положение и переходит
в следующую печатную позицию. Каретка с печатающей сфериче-
ской головкой стартстопно перемещается вдоль неподвижного бу-
магоопорного валика. Набор печатаемых знаков меняется путем
замены головки.
Для того чтобы сократить длину перемещений, предваритель-
но, при приходе регистровой кодовой комбинации, разворачивают
головку соответствующим сектором к месту печатания. На
рис. 4.19, б штриховкой указаны символы («Q», «1», «Я»), которые
устанавливаются автоматически напротив места печати в зависи-
мости от используемого регистра («Лат», «Циф», «Рус»). Далее
поиск необходимой литеры ведется от указанных символов путем
наклона и поворота головки в пределах сектора. Для разворота
головки применяют специальный регистровый механизм.
На рис. 4.20 показана схема установки головки в нужный ре-
гистр. Поворот и установка литерной головки 5 на нужный сектор
производится с помощью гибкого троса 7, огибающего ролик 5,
Рус
Циф
Рис 4 20 Схема установки головки в
нужный регистр
Лат
Вход от сумматора
поборота
99
Рис. 4.21. Кинематическая схема регистрового механизма
установленный на выходном рычаге 9 регистрового механизма.
Трос перекинут через ролик 2, связанный с выходным рычагом
/ сумматора поворота сферы (ниже будет рассмотрен), и закреп-
лен одним концом за шкив <3, установленный на вертикальной
оси 4 сферической головки. Второй конец троса закреплен за кор-
пус каретки 6. При натяжении троса сферическая головка повора-
чивается, закручивая спиральную пружину 10. При ослаблении на-
тяжения троса головка под действием этой пружины возвращается
в исходное положение.
Кинематическая схема регистрового механизма представлена
на рис. 4.21. При приеме с линии связи регистровых кодовых ком-
бинаций в электронной приемной части телеграфного аппарата
срабатывает соответствующий дешифратор. С выхода электрон-
ного дешифратора сигнал усиливается и подается в обмотки двух
электромагнитов; при приеме комбинации «Рус» срабатывают элект-
ромагниты № 2 и № 4 (позиции 8 и /), комбинации «Циф»—
электромагниты № 2 и № 3 (позиции 8 и 2), комбинации «Лат» —
№ 1 (позиция 9) и № 3 (позиция 2). Электромагниты с помощью
своих удлиненных якорей 10 определяют поворот двух стартстоп-
100
Регистр № срабатыва- ющих злектро- магнитов Положение рычагов на кулачках
выходного промежуточного
Рус 2-Ь ^min ^min
Циф 2-3 %in ^max
/lam 1-3 max ^max
Рис. 4.22. Принцип работы суммирующего регистрового механизма
ных муфт 12, расположенных симметрично на валу 11. Эксцентрики
6 и 7, закрепленные на ведомых частях муфт 12, устанавливаются
в определенное положение, взаимодействуя с центральными участ-
ками рычагов 13 и 14, связанных шарнирно друг с другом. Рычаги
разворачиваются в нужное положение и устанавливают ролик 4,
расположенный на выходном рычаге 13 в одно из трех положений
(на рис. 4.20 это ролик 5). Через гибкий трос 3, огибающий этот
ролик, перемещение передается на сферическую головку, которая
поворачивается на 120 или 240°. Положение рычагов (и ролика)
фиксируется с помощью двух собачек 15, западающих под дейст-
вием пружин 5 за выступ фиксирующего кулачка 16.
Рисунок 4.22 иллюстрирует принцип работы суммирующего
регистрового механизма (см. также рис. 4.20 и 4.21). При приеме
комбинации «Рус» эксцентрики разворачиваются таким образом,
что промежуточный рычаг 14 оказывается на минимальном ра-
диусе эксцентрика 6, а выходной рычаг 13—на минимальном ра-
101
диусе эксцентрика 7. Сумматор, поворачиваясь вокруг опоры,
переводит ролик 4 влево, спиральная пружина вертикальной оси
сферы закручивается, и сфера устанавливается сектором «Рус»
в позицию печатания.
При приеме комбинации «Циф» промежуточный рычаг 14
устанавливается на максимальном радиусе эксцентрика 6, а выход-
ной рычаг 13 — на минимальном радиусе эксцентрика 7. Ролик 4
будет находиться в среднем положении, в котором цифровой сек-
тор установлен в позицию печати.
И, наконец, при приеме комбинации «Лат» промежуточный
и выходной рычаги установлены на максимальном радиусе своих
эксцентриков. Ролик 4 перейдет в крайнее правое положение, и
сфера установится в позицию печати латинским сектором.
После того, как напротив позиции печатания установится нуж-
ный регистровый сектор, будет осуществлен вначале поиск требуе-
мого ряда (наклон головки), а затем и требуемого символа (пово-
рот головки в пределах сектора) в соответствии с набранной ко-
довой комбинацией на якорях электромагнитов приемной части
аппарата (см. рис. 4.13). Как осуществляются эти перемещения,
можно понять из рис. 4.23. Трос 3 наклона литерной головки од-
ним концом закреплен на каретке 5, а другим концом — на шкиве
4 наклона. С левой стороны он перекинут через ролик 2 рычага
наклона /, а с правой стороны — через регулируемый ролик 6, рас-
положенный на правой стойке аппарата. При воздействии сумми-
рующего механизма наклона на рычаг 1 ролик 2 может откло-
няться влево, занимая кроме исходного еще три фиксированных
положения. От положения ролика зависит угол наклона сферы,
а следовательно, и выбор нужного ряда символов. Очевидно, точ-
ность установки необходимого угла наклона зависит от точности
перемещения выходного рычага сумматора наклона, жестко свя-
занного с рычагом /.
Трос 8 поворота литерной головки одним концом закреплен на
каретке 5, а другим концом — на шкиве 9. С левой стороны он
перекинут через ролик 11 выходного рычага 10 поворота литерной
головки, а с правой стороны — через ролик 7 уже рассмотренного
выходного рычага регистрового механизма От своего среднего
положения головка может поворачиваться в обе стороны, соот-
ветственно перемещение ролика //, расположенного на рычаге
10, должно происходить влево (три фиксированных положения) или
вправо (четыре фиксированных положения). Как и при наклоне
сферы, сумматор поворота должен обеспечить точное перемеще-
ние своего выходного звена.
Рассмотрим принцип действия сумматора наклона. На рис. 4.24
представлена кинематическая схема сумматора. Механизм состоит
из коромысла, шарнирно прикрепленного в одной точке А к системе
рычагов, связанных в свою очередь с рычагом 1 (см. рис. 4.23).
Точка А делит коромысло на два плеча, находящихся в соотноше-
102
Рис. 4.23. Схема управления печата-
ющей головкой
К рычагу /
Рис. 4.24. Схема сумматора на-
клона
нии 1 : 2. К двум концам коромысла также шарнирно прикреплены
два ригеля (длинные тяги), которые соединены с якорями набор-
ных электромагнитов № 2 и 3 (нумерация электромагнитов со-
впадает с номерами телеграфных посылок в пятиэлементной кодо-
вой комбинации).
Перемещения концов коромысла, происходящие в результате
движения ригелей, показаны в виде векторов s? и S3. Ригели, в
свою очередь, приводятся в движение от специальной скобы, управ-
ляемой кулачком, расположенным на валу ПУ (на схеме не пока-
заны).
Механизм сумматора наклона устроен таким образом, что при
наличии тока в обмотке электромагнита № 2 или № 3 перемеще-
ния ригелей не происходит, следовательно, соответствующие концы
коромысла остаются на месте, и, наоборот, при отсутствии тока в
обмотке электромагнита № 2 или № 3 соответствующий ригель
перемещается на величину s=S2 = s3, сдвигая вниз на ту же вели-
чину конец коромысла.
Предположим, что токовый импульс подан в обмотку электро-
магнита № 3. В этом случае перемещается ригель № 2 на рас-
стояние s. Коромысло займет положение, обозначенное штриховой
линией. Нетрудно видеть, что точка А займет положение точки В,
пройдя расстояние $ (Л) =(2//3/)s2 = 2/3 s. На такое же расстоя-
ние переместится и рычаг 1 (см. рис. 4.23). При подаче токового
импульса только в обмотку электромагнита № 2 начнет движение
ригель № 3, который обеспечит перемещение выходного рычага
/ сумматора на расстояние 5(Л) = (1/3) s. Перемещение выходного
рычага 1 можно выразить с учетом коэффициента механической
передачи через угол наклона сферы ср,. Тогда
юз
epi ( 4 S/ = (P0’ Ф2 ( у s)==2(₽0’ Ф3 ( у s+y 5==5)==3Фо»
гле (ро — минимальный угол наклона. Сфера совершает наклон на
угол 3 <ро в случае отсутствия тока в обоих электромагнитах.
В табл. 4.1 показана взаимосвязь между значениями II и III раз-
рядов в кодовой комбинации, зафиксированной на якорях выходных
электромагнитов приемной части (см. рис. 4.13), и углом наклона
сферы ((р0=15°). Размещение символов на поверхности сферы
(см. рис. 4.19,6) соответствует табл. 4.1. Например, кодовые ком-
бинации символов, расположенных в третьем ряду, содержат во
втором разряде — «О», а в третьем — «1».
Рассмотрим, как происходит поворот головки. После установки
регистровым механизмом нужного регистрового сектора печатающей
головки напротив позиции печати (см. рис. 4.23) осуществляется
выбор одного из восьми столбцов на поверхности сферы, в котором
располагается нужный символ. Столбец выбирается при воздейст-
104
вии сумматора поворота на рычаг 10 в направлении, указанном
стрелками, в результате чего ролик 11 перемещается влево на три
фиксированных позиции или вправо на четыре позиции.
Представленная на рис. 4.25 кинематическая схема сумматора
поворота состоит из двух коромысел. Правый конец первого коро-
мысла шарнирно связан с ригелем (на схеме не показан), который
в свою очередь соединен с якорем электромагнита № 4, соответст-
вующего IV разряду принимаемой кодовой комбинации. Возможное
перемещение конца коромысла обозначено вектором 54, указываю-
щим величину и направление движения. Концы второго коромысла
шарнирно связаны с ригелями электромагнитов № 5 (левый конец)
и № 1 (правый конец). Векторы $5 и si указывают величину и на-
правления возможного движения концов второго коромысла
(рис. 4.25, а).
Таблица 41. Взаимосвязь II и III разрядов кодовой комбинации и угла наклона
печатающей головки
Значение разрядов кодовой комбинации Номер срабатываю- щего электро- магнита Конец перемещаемого коромысла Положение выходного рычага 1 (рис 4 23) Угол наклона сферы, " Номер ряд,, на сфере
II III
1 1 2 и 3 — 0 0 1 1
1 0 2 Правый 1 15 2
0 1 3 Левый 2 30 3
0 0 — Правый и левый 3 45 4
Суммирующий механизм устроен таким образом, что при наличии
тока в обмотке электромагнита № 1 или № 5 соответствующие концы
второго коромысла остаются на месте (аналогично сумматору на-
клона), в то же время при наличии тока в обмотке электромагнита
№ 4 происходит перемещение конца первого коромысла. При от-
сутствии тока происходят обратные процессы: ригели, связанные с
электромагнитами № 1 и 5, сдвигают соответствующие концы второ-
го коромысла на величину s, а ригель электромагнита № 4 вместе
с правым концом первого коромысла остается в исходной позиции.
В последнем случае в результате перемещения точки А на втором
коромысле вниз на величину s (Л) выходная тяга сумматора сдви-
нется в направлении, указанном стрелкой (рис. 4.25, б) на величину
s,„..x= у s (Л). (4.2)
При срабатывании электромагнита № 5 5(Л)=у 5 и 5Bhlx=y s,
105
что соответствует повороту сферы (ролик 11 на рис. 4.23 переместится
при помощи рычага 10 на одну позицию влево от исходного положе-
ния) на угол <ро=15°. При срабатывании электромагнита № 1
2 2
(этот случай представлен на рис. 4.25, б) s (А) = — s, $ВЫх = у s и
сфера повернется на угол 2ср0 = 30°. При отсутствии тока в обмотках
з
электромагнитов № 1 и 5 sBbix=-y s и угол поворота составляет 45°.
При срабатывании электромагнита № 4 первое коромысло зай-
мет положение, при котором его правое плечо будет находиться
вверху на расстоянии s от исходного положения (рис. 4.25, в). В этом
случае перемещение выходной тяги сумматора будет происходить
в обратную сторону и ролик 11 (см. рис. 4.23) будет перемещаться
при помощи рычага 10 вправо от исходного положения. Величина
перемещения
5Выч= — ~b~ S (4.3)
где
° + 1’ = 4'. ^“^7та^Г (4Л). (4.5)
Формулы (4.3) — (4.5) легко выводятся из рассмотрения подобных
треугольников. Подставляя значения $(Л) в (4.3) — (4.5), найдем
Таблица 4.2. Взаимосвязь значений I, IV и V разрядов кодовой комбинации и
углом поворота печатающей головки
Значение разрядов кодовой комбинации Номер срабаты- вающего электро- магнита Конец перемещаемого коромысла Положение выходного рычага Ю (рис 4 23) Угол поворота сферы, °
I IV V
1 0 1 1 и 5 — 0 0
0 0 1 5 Правый второго коромысла 1 15
1 0 0 1 Левый второго коромысла 2 30
0 0 0 — Оба конца второго коромысла 3 45
0 1 0 4 Правый конец первого и оба конца второго коромысла 1' -15
1 1 0 1 и 4 Правый первого и левый второго коромысла 2' —30
0 1 1 4 и 5 Правый первого и правый второго коромысла 3' —45
1 1 1 1, 4 и 5 Правый первого коромысла 4' -60
106
12 3 4
следующие четыре значения 5вых« -y-S, 7~S' 7~ $ И 7*^» ЧТО
соответствует углам поворота сферы —15°, —30°, —45°, —60°.
В табл. 4.2 показана взаимосвязь значений I, IV и V разрядов
кодовой комбинации с углом поворота сферы в пределах регистро-
вого сектора. В соответствии с этими данными расположены символы
на поверхности сферы.
4.6. РУЛОННЫЙ ТЕЛЕГРАФНЫЙ АППАРАТ
РТА-7Б И ЕГО МОДИФИКАЦИИ
Первый отечественный электронно-механический аппарат РТА-7Б
имеет следующие характеристики:
Код .............................
Число регистров ....................
Контактное деление .................
Скорость телеграфирования, Бод
(зн/мин)
Переключение скорости
Точность скорости телеграфирова-
ния, %
Клавиатура .........................
пятиэлементный на основе международ-
ного телеграфного кода МТК-2
(ГОСТ 15607—84)
3 («Рус», «Лат» и «Циф»)
7,5
45(360), 50(400), 75(600), 100(800)
тумблерами
±0,3
четырехразрядная, механическая, рычаж-
ная, расстояние между клавишами 19 мм,
ход клавиш 5,5...6,5 мм, усилие нажа-
тия 80... 130 г, блокировка механическая
Искажения передатчика на всех ско-
ростях телеграфирования, %, не
более .............................
Исправляющая способность, %, не
менее:
по краевым искажениям ...........
по дроблениям ...................
Рабочий ток, мА, при режиме работы:
однополюсном ......................
двухполюсном ....................
Тип электродвигателя ..............
Электропитание, В
Потребляемая мощность, В-А, не
более .............................
Условия работы ....................
±2
45
10
50± 10
20±5
унифицированный, асинхронный двигатель
У АД-62-2 со средней скоростью вращения
2850 об/мин
22О±зо (/ = 50 Гц)
180
О— 4-50° С, влажность до 98% при
температуре 4-35° С
В состав аппарата входят электромеханические приставки
(трансмиттер и перфоратор) и сервисные устройства (счетчик вре-
мени работы, автостоп). Электронная часть аппарата состоит из
пяти субблоков. Логическая часть построена на ИМС серии К201.
Печатающее устройство выполнено на основе интегрального лите-
роносителя — усеченной сферы.
107
В существующих модификациях аппарата (например, РТА-7М
и др.) логическая часть построена на ИМС с транзисторно-тран-
зисторной логикой (ТТЛ), что позволило уменьшить массо-габарит-
ные характеристики и потребляемую мощность. Модификации
РТА имеют различные устройства сопряжения с линией, однако
печатающее устройство в них одно и то же.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. По схемам рис. 4.1 и 4.2 объясните работу ИМС К201ЛБ4 и базового
элемента ТТЛ.
2. Объясните принцип работы МОП-транзистора и инвертора К-МОП.
3. По принципиальной схеме рис. 4.12 поясните работу передающей части
аппарата. Проведите сравнение с электромеханическим передатчиком.
4. По схеме рис. 4.13 поясните работу приемной части аппарата. Проведите
сравнение с электромеханическим приемником.
5. В чем состоит эффективность использования интегрирующих устройств
в приемниках телеграфных аппаратов? Приведите пример.
6. Объясните работу выходного и входного устройств.
7 Объясните, каким образом печатающая головка может быть установлена
в нужный регистр?
8. Каковы назначение и принцип работы суммирующего механизма управле-
ния наклоном печатающей головки?
9. Расскажите о назначении и принципе действия суммирующего механизма
управления поворотом печатающей головки.
10. Пользуясь табл. 4.1 и 4.2, определите место символов на сферическом
носителе, соответствующих следующим комбинациям: 11000 (Лат), 00110 (Циф),
10001 (Рус).
Глава 5. ЭЛЕКТРОННЫЕ ТЕЛЕГРАФНЫЕ
АППАРАТЫ И ТЕРМИНАЛЫ
5.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Электронно-механические телеграфные аппараты явились промежуточным этапом
развития оконечной телеграфной техники. В этих аппаратах большую часть со-
ставляют электромеханические узлы (печатающее устройство, перфоратор, транс-
миттер), работающие в тяжелых ударно-импульсных режимах, при которых про-
исходит интенсивный износ и поломки механических деталей. Кроме того, большие
перемещения механических элементов ведут к ограничению быстродействия. Уро-
вень звука достаточно высок, число сервисных функций невелико. Вследствие этих
недостатков с конца 70-х годов прогресс в области телеграфного аппаратострое-
ния происходит, с одной стороны, с учетом все более высокого уровня развития
микроэлектроники (появление БИС, а затем микропроцессорных комплектов БИС
108
универсального применения), и, с другой стороны, путем использования новых
материалов, технологических процессов, конструктивных решений, позволивших
найти новые принципы построения устройств ввода и документирования инфор-
мации Кроме улучшения выходных характеристик телеграфных аппаратов, резко
повысились их эргономические качества. Подчеркнем, что основная тенденция раз-
вития оконечной телеграфной техники в настоящее время заключается в улучше-
нии условий работы оператора.
Первые отечественные электронные телеграфные аппараты (РТА-80 и др.) от-
личались от электромеханических большей степенью электронизации, наличием
отдельных электроприводов в узлах, модульностью конструкции. Телеграфный
аппарат уже не является только устройством для передачи и приема информации,
как предыдущие модели. На нем можно заготавливать буквенно-цифровые сообще-
ния или данные. Заготовка информации (ввод, редактирование, хранение и вывод)
осуществляются в ЗУ передающей части аппарата (см. рис 2.2) В ранних мо-
делях электронных аппаратов по-прежнему основным носителем информации
являлась бумажная лента, а узлы телеграфной автоматики оставались электро-
механическими.
Следующее поколение электронных телеграфных аппаратов характеризуется
наличием одного или нескольких микропроцессоров в схемах управления и даль-
нейшим уменьшением доли электромеханических узлов. В состав аппаратов уже
включаются устройства визуального отображения информации на экране (экранные
и линейные дисплеи), энергонезависимые накопители взамен телеграфной автома-
тики, использующие магнитную ленту в кассете, магнитные диски или цилиндри-
ческие магнитные домены. Перфоленточная автоматика не является обязательной
и поставляется по отдельному заказу. Возросла скорость печатания информации,
на печатающее устройство или дисплей может быть выведена графическая
информация.
Современные электронные телеграфные аппараты выполняют не только функ-
ции связи между абонентами, но и являются средством взаимодействия человека-
оператора с ЭВМ, т. е. являются терминалами информационно-вычислительных
сетей. Поясним это подробнее.
Как известно, важным фактором ускорения научно-технического прогресса
является массовое использование вычислительной техники во всех отраслях народ-
ного хозяйства. Считается, что уровень прогресса в области вычислительной тех-
ники определяется не количеством ЭВМ и не суммарной их производительностью,
а количеством пользователей, которые будут иметь доступ к ЭВМ на своих ра-
бочих местах при помощи терминальных устройств.
Определим понятие «терминал». В своем первоначальном варианте терминалы
применялись только как удаленные внешние устройства, обеспечивающие ввод-
вывод информации в ЭВМ. Представителями таких терминалов были электронно-
механические и первые электронные аппараты. Успехи в области создания БИС
и СБИС (сверх БИС) привели к качественному скачку в развитии терминального
оборудования. Создание широкой номенклатуры дешевых, надежных и малогаба-
ритных микропроцессорных комплектов БИС, а также одноплатных и однокри-
стальных микроЭВМ позволило встроить их в телеграфные аппараты, благодаря
чему последние стали обладать мощными вычислительными и логическими возмож-
ностями, превратились в «интеллектуальные» терминалы. Например, на рабочем
109
месте, где установлен такой терминал, можно решать экономические, технологи-
ческие, хозяйственные, научные и другие задачи, а результаты решения передавать
по каналам связи. В этом смысле электронные телеграфные аппараты сближаются
с персональными ЭВМ, поскольку и те, и другие являются частными случаями
интеллектуальных терминалов (интеллектуальную обработку информации могут
вести и автоматические устройства, возможен также и речевой ввод-вывод инфор-
мации). Вследствие этого наблюдается переход от централизованной обработки
информации в ЭВМ к распределенной непосредственно в терминалах. По оценкам
специалистов 80% вновь создаваемой информации используется лишь внутри того
предприятия, где она произведена, поэтому стало целесообразным объединить все
вычислительные средства и терминалы внутри предприятия в новые системы те-
леобработки информации — локальные вычислительные сети. Эти
сети занимают промежуточное положение между внутренними шинами вычисли-
тельных систем и сетями передачи данных.
Функционирование телеграфного аппарата с микропроцессорным управлением
осуществляется с помощью аппаратных средств и программного обеспечения.
Аппаратные средства — это те элементы, которые входят в электрическую
схему аппарата. Программы — это последовательность выполнения операций
с данными по командам, записанными в виде м-разрядных чисел в ячейки памяти
(на данном этапе п =8,16).
Конструктивное оформление современных телеграфных аппаратов имеет два
варианта: традиционный и в виде рабочего места оператора.
По традиционной схеме клавиатура, печатающее устройство и центральное
управление с блоком питания компонуются как единое целое. Справа от буквенно-
цифрового поля клавиатуры находятся служебные клавиши и клавиши управления
при работе с электронной энергонезависимой памятью (модель ESR). Это основ-
ная модификация аппарата. В качестве дополнительных устройств поставляются:
устройство магнитной автоматики на ГМД (гибких магнитных дисках) или перфо-
ленточной автоматики (трансмиттерная и перфораторная приставки единым бло-
ком), а также экранный (страничный) дисплей на основе ЭЛТ. Рабочее место
телеграфиста-оператора, как и в персональной ЭВМ, содержит кресло и стол, на
котором расположены конструктивно и функционально законченные блоки: клавиа-
тура, центральная микроЭВМ, дисплей, печатающее устройство, магнитная авто-
матика. Эти блоки соединены друг с другом при помощи кабелей, средняя длина
которых составляет 1,5 м.
5.2. ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
В элементной базе электронных телеграфных аппаратов (аппа-
ратные средства) широко используются стандартные компоненты
вычислительной техники, специализированные БИС, представляю-
щие собой сложные электронные устройства, реализующие функции
узла или блока. Применение специализированных БИС в телеграф-
ных аппаратах позволяет резко сократить их массогабаритные ха-
но
рактеристики, повысить надежность узлов аппаратуры, уменьшить
трудоемкость изготовления электронных блоков и снизить их сто-
имость. Однако специализированные БИС разрабатываются только
для конкретных моделей аппаратов. Новые модели с другими мето-
дами печатания и устройствами автоматики требуют внесения
изменения в схемы БИС, что связано с чрезвычайно большими
сложностями. Кроме того, с ростом степени интеграции уменьша-
ется объем производства конкретных типов БИС в связи с сужением
сферы их применения (за исключением БИС памяти и микро-
процессоров, широко используемых во всех отраслях народного
хозяйства). Это приводит к необходимости разработки большой
номенклатуры БИС и, следовательно, значительным затратам
времени и средств на их проектирование и изготовление. Для
ускорения разработки специализированных БИС используют микро-
схемы на основе базового матричного кристалла
(БМК). Матричная схема, заложенная в кристалле, представляет
собой сетку ортогональных проводников, в местах пересечения кото-
рых с помощью перемычек установлены полупроводниковые эле-
менты с односторонней проводимостью — диоды или транзисторы.
Разработчик, имея БИС на БМК, удаляет определенные элементы
из узлов матрицы и тем самым получает функциональный блок
электронного аппарата, созданный на основе программируе-
мой логической матрицы. Большая частота переключе-
ния вентилей, отсутствие дополнительных буферов, сокращение
длины трассировки проводников обеспечивают специализированной
БИС на БМК быстродействие, в 10—100 раз превышающее быстро-
действие микропроцессоров.
На рис. 5.1 показан принцип реализации функций алгебры ло-
гики с помощью БИС на БМК. Из рисунка нетрудно понять, что
матрица Mi позволяет реализовать на любом из выходов любую
конъюнкцию (логическое умножение) ее входных переменных,
взятых со знаком или без знака инверсии. Крестиком указаны узлы
матрицы, в которых сохраняются полупроводниковые элементы.
Матрица М2 реализует на любом из выходов любую дизъюнкцию
(логическое сложение) ее входных переменных. Соединив матрицы
М| и М2, можно получить любую совокупность функций алгебры
логики, т. е. любое функциональное устройство.
Кроме использования БИС с жесткой программой работы
существует другой путь — применение универсальных программно-
перестраиваемых логических модулей — микропроцессоров
(МП) совместно с модулями ОЗУ и ПЗУ, которые разрабатываются
для ЭВМ. Главным преимуществом этого пути является то, что
можно изменять и дополнять функции аппарата без перестройки
схемы, корректируя только программу, записанную в ПЗУ. По-
скольку МП и модули памяти разрабатываются в первую очередь
для широкого применения в ЭВМ, то использование их в телеграф-
ных аппаратах увеличит серийность выпуска БИС, и, следователь-
111
Патрица
Zz= XjX2X3 Vxtx3 Vxfx2
zz-= afx: Yxzxj
рис 5 1 Принцип реализации функций алюбры лотки с помощью БИС на БМК
но, будет способствовать дальнейшему снижению их стоимости.
В микропроцессорный комплект (МПК) входят, как правило,
следующие БИС:
центральный процессор (ЦП) или арифметико-логическое
устройство (АЛУ), состоящее из регистров и логических схем,
управляемое микропрограммно и предназначенное для обработки
цифровой информации,
управляющая память, состоящая из регистров и постоянной
памяти и предназначенная для построения блока микропрограммно-
го управления;
ОЗУ (международное обозначение RAM — Random Access
Memory), предназначенное для записи, хранения и считывания
цифровой информации;
112
ПЗУ (международное обозначение ROM — Read — Only Memo
-у), предназначенное для хранения и считывания информации,
ППЗУ (международное обозначение EPROM — Erasable
Programable Read — Only Memory) — перепрограммируемое ПЗУ
для хранения команд.
Кроме того, в МПК входят элементы сопряжения с вводно-
выводными устройствами, контроллеры (устройства управления)
ь водно-выводных устройств, ряд дополнительных схем и печатные
платы.
Использование МП в телеграфных аппаратах позволило уста-
навливать схемы управления в режим самодиагностирования с
одновременным выводом данных для индикации, что значительно
улучшило ремонтопригодность аппарата.
Следует учесть, что быстродействие МП намного ниже быстро-
действия специализированной БИС. Вследствие этого блоки, ко-
торые осуществляют обработку сигналов обмена с высокоскорост-
ным каналом связи (дискретный фильтр на входе, передатчик,
’риемник, стыки), целесообразно реализовывать на специализи-
рованных БИС, а управление остальными блоками — на БИС
I/икропроцессорного семейства.
Микропроцессор совместно с ОЗУ. ПЗУ, имеющими нужную
<-м кость, и другими элементами образует специализированную
i/икроЭВМ. В некоторых случаях в схемах аппарата используют
изготовляемые промышленностью однокристальные микроЭВМ с
уже заранее установленной структурой, что может создавать не-
• оторую избыточность в оборудовании.
В отечественных телеграфных аппаратах в настоящее время
’ реимущественное применение получили восьмиразрядные микро-
процессорные комплекты БИС серии КР580 (структура я-МОП
чо типу МП 8080 фирмы Intel) и серии К1821 (структура К-МОП
с типу МП MCS 8085 фирмы Intel).
'ехническис характеристики МПК серии КР580
быстродействие, тыс операций/с . . ... 500 625
Диапазон адресации, байт ............................. 64К
'пело команд’ . 78
Тактовая частота, МГц .............................. 2
'-'.н'ктропитание 4-12 В, 4-5 В, — 5 В
Комплект серии К1821 является модификацией МПК серии
КР580, в которой применена система синхронизации и развиты
функции системного контроллера, что позволило исключить имею-
щиеся в МПК КР580 некоторые дополнительные БИС. Он програм-
мно совместим с КР580, но имеет две новые команды. Достоинством
этой серии является один источник электропитания +5 В.
из
ПРИНЦИП РАБОТЫ МИКРОЭВМ НА ОСНОВЕ МПК БИС
СЕРИИ КР580(К1821)
С внедрением средств вычислительной техники во все области
электросвязи схема управления телеграфным аппаратом оказалась
похожей на схёму микроЭВМ, содержащей МП, ПЗУ, ОЗУ и интер-
фейсные сопрягающие устройства ввода-вывода (ИУВВ). Устрой-
ства ввода-вывода и памяти являются внешними устройствами по
отношению к микроЭВМ и сопрягаются с ней стандартным образом
конструктивно, электрически и логически. На рис. 5.2 показана
организация микроЭВМ на основе МПК БИС серии КР580 (К1821).
Как видно, взаимодействие блоков происходит с помощью трех
шин: шины адреса (ША), содержащей 16 разрядов, шины данных
(ШД) и шины управления (ШУ), имеющих по 8 разрядов. Каж-
дый блок подключается к нужной шине через буфер (накопитель
параллельного типа на несколько байт). Микропроцессор МП свя-
зан двумя проводами с генератором тактовых импульсов (ГТИ),
от которого получает для своей работы необходимые последова-
тельности тактовых импульсов. Устройствами ввода информации
могут быть клавиатура, трансмиттер, накопители на магнитных
носителях, электронные ЗУ, канал связи, а устройствами вывода —
печатающее устройство, перфоратор, накопитель, устройства ото-
бражения информации, канал связи.
Работа микроЭВМ происходит следующим образом. После вклю-
чения электропитания начинает работать ГТИ, затем срабатывает
Схема начальной установки, которая устанавливает все блоки в
исходное состояние, в том числе и программный счетчик (счетчик
команд), находящийся в МП. Начинает работать МП, который фор-
мирует сигналы управления, передаваемые по ШУ, сигналы адресов,
передаваемые параллельно в виде 16-разрядных кодовых комбина-
ций по ША. По нулевому адресу сигнал управления «Выбор кри-
сталла в БИС ПЗУ» попадает в ПЗУ, которое приходит в рабочее
состояние. По конкретному адресу отыскивается ячейка памяти
ПЗУ, откуда считывается код первой команды. Одновременно МП
открывает буфер ШД ПЗУ, благодаря чему код первой коман-
ды из ПЗУ через ШД попадает в МП и записывается в регистр
команд МП. Код команды может содержать один, два или три байта.
Микропроцессор дешифрирует код команды и начинает ее вы-
полнение. Команды в зависимости от типа требуют для своего вы-
полнения от одного до пяти машинных циклов, а каждый машинный
цикл содержит от трех до пяти тактов. В процессе реализации
программы МП обращается через ШД к ОЗУ, записывая или счи-
тывая байты данных (операнды) в соответствии с адресами ячеек,
передаваемыми по ША. Режим записи или считывания устанав-
ливается сигналом управления, передаваемым по ШУ. В большинст-
ве электронных аппаратов программа считывается с ПЗУ или ППЗУ,
114
Рис. 5.2. Организация микроЭВМ на
основе МПК БИС серии КР580
(К1821)
( Начало
2Z/,, I-----------J
Начальная установка
блоков, установка про-
граммного счетчика
Нет
Да
г— 3
Загрузка команды
в регистр команд
Пуск ЭВМ
— Ч-------1---------
Формирование адреса
следующей команды
— 5 ।
Дешифрация команды,
формирование исполни-
тельных адресов
— 6 1 --------
Выборка операндов в
МП из памяти
Рис. 5.3. Упрощенный алгоритм функ-
ционирования микроЭВМ
— 7------1-------
Выполнение команды
Останов?
Да
Конец
в терминалах — с ОЗУ, куда она предварительно записывается с
внешних носителей, например гибких магнитных дисков.
Аналогично обращению к ОЗУ МП взаимодействует и с ИУВВ,
если появляется необходимость ввести и вывести данные. При помо-
щи дешифратора адреса МП формирует сигнал выбора соответ-
ствующего УВВ и открывает буфер шины данных соответствующего
УВВ. Через ШУ МП узнает о готовности УВВ обмениваться с ним
данными. Кроме того, через ШУ МП производит согласование цик-
лов чтения/записи в ОЗУ или ИУВВ.
Каждому УВВ присваивается свой уровень приоритета. Если на
ШУ поступает сигнал готовности к обмену от УВВ, имеющего более
высокий уровень приоритета, чем уровень УВВ, обслуживанием
которого занимается в данное время МП, то МП переходит в режим
115
прерывания текущей программы. Для этого запоминаются текущие
состояния регистров МП в специальной области ОЗУ, называемой
стеком (магазинная память), и МП начинает выполнять програм-
му, обслуживающую более приоритетный УВВ. После реализации
этой программы МП обращается к стеку, приводит в прежнее состоя-
ние свои регистры и продолжает выполнение прерванной программы.
В электронных телеграфных аппаратах МП начинает свою работу
с программы проверки и диагностирования своих блоков: памяти,
шин, буферов, ИУВВ. Результаты диагностирования выводятся на
устройство вывода — печатающее устройство или дисплей.
После реализации этой программы и отсутствия неисправностей
МП выполняет программу опроса состояния одного из устройств
ввода, а именно клавиатуры. В зависимости от положения слу-
жебных клавиш в поле клавиатуры МП из определенной области
ПЗУ (или ОЗУ) последовательно извлекает соответствующую про-
грамму, которую и выполняет.
Подключение УВВ ведется через порты, которые имеют свои
номера. Порты вместе с буферами и интерфейсными устройствами
составляют основное оборудование ИУВВ.
На рис. 5.3 представлен описанный алгоритм функционирования
микроЭВМ.
Рассмотрим работу микропроцессора. Однокристальный вось-
миразрядный МП КР580 ИК80А представляет собой БИС в кор-
пусе с 48 выводами, из которых используются только 40. Упрощен-
ная структурная схема представлена на рис. 5.4. Принятые обозна-
чения следующие: До—Д1 — двунаправленная шина данных;
Ао—А15 — шина адреса, обеспечивающая адресацию памяти
емкостью до 64К байт, адресацию 256 портов ввода и 256 портов
вывода информации; ПС — программный счетчик для хранения
адреса команды, подлежащей выполнению; БД, БА — буферы
данных и адреса соответственно; РК — регистр команд для хра-
нения однобайтной команды в течение цикла ее выполнения.
Если команда трехбайтная, то остальная часть команды (2 байта)
хранится в программно недоступных восьмиразрядных регистрах
W и Z, куда она попадает через мультиплексор М; УС — указатель
стека предназначен для хранения 16-разрядного адреса последней
занятой ячейки в области стековой памяти; В, С, D, Е, Н и L —
восьмиразрядные регистры общего назначения (РОН), представ-
ляющие собой сверхоперативную память МП; СВР — схема выбор-
ки регистров; СИД — схема «инкремент — декремент», изменяющая
содержимое РОН, ПС и УС на единицу; А — регистр (аккумуля-
тор) для хранения одного из операндов и результата выполненной
операции; АЛУ — арифметико-логическое устройство; F — регистр
бит условий; ДшК и СУМЦ — дешифратор команд и схема управ-
ления машинным циклом; БР— буферный регистр. Шины ША, ШД
и буферы имеют три состояния: «0», «1» и состояние высокого со-
116
Q Начало,
I -
Множимое из ячейки
памяти X поместить
д регистр В
—г I
Множитель из ячейки
памяти Y поместить
в регистр С
—3 1
Аккумулятор А
установить д нуль
Шина данных До~Д1
Шина адреса А0-А,5
Рис. 5.4. Упрощенная структурная схема микропро-
цессора КР580
Содержимое регистрад
сложить с
содержимым А
'в .................................1.
Содержимое регистра С
уменьшить
на единииу
Содержимое А
поместить в ячейку
памяти Z
( Конец
Рис. 5.5. Схема алго-
ритма умножения двух
ч исел
противления, которое позволяет упростить подключение к одной
шине нескольких устройств.
Принцип работы МП рассмотрим на примере решения простой
арифметической задачи: взять одно число, записанное в одной ячей-
ке памяти, взять другое число, записанное в другой ячейке памяти,
перемножить их и результат поместить в третью ячейку памяти.
Для того чтобы МП решал эту задачу, необходимо составить
программу его действий. На рис. 5.5 представлена схема алгоритма
умножения двух чисел. Допустим, что множимое выбирается из
ячейки ОЗУ, имеющей адрес 2А00, множитель из ячейки, адрес ко-
торой 2А01, а произведение следует записать в ячейку 2А02. На-
помним, что адреса записаны в шестнадцатиричной системе счисле-
ния. Адрес ячейки с произведением двух чисел, записанный в деся-
тичной системе, будет
2А02|6 = 2.163 4-10 (А) • 162 + 0-161 +2-16°= Ю75410.
Значит, если пользоваться обычной десятичной системой, то
множимое находится в ячейке № 10752, множитель—в ячейке
№ 10753, а произведение—в ячейке № 10754. Напомним также,
117
что числа в микроЭВМ представляются в виде комбинаций двоич-
ного кода (так называемый машинный код):
2 А 0 2
. 0010 1010 0000 0010
Отметим, что в данном случае в ячейке, имеющей адрес в виде
16-разрядной кодовой комбинации содержится один байт (8-раз-
рядная комбинация) данных или команды. Используя систему
команд МП КР580ИК80А, представим алгоритм рис. 5.5 в виде после-
довательности команд, записанных в форме мнемонического кода.
Память обозначим буквой М (Memory). В табл. 5.1 указаны номера
команд, их мнемоническое обозначение, содержание и условное
обозначение. Как видно, в работе участвуют аккумулятор А
(см. рис. 5.4), через который происходит обмен информацией между
МП и памятью, и регистры В, С, D. Программный счетчик ПС
последовательно указывает адреса ячеек программной памяти, в
которых записаны коды команд № 1 —16. Адреса этих ячеек через
БА поступают на шину адреса, а затем на адресный вход ПЗУ
(программная память).
Коды команд (1... 3 байта) считываются с соответствующих
ячеек и поступают по шине данных через БД на РК, регистры W
и Z. Затем каждая команда дешифрируется в ДшК и СУМЦ, после
чего МП приступает к выполнению конкретной команды. Например,
код команды № 1 LDA равен ЗА (коды указаны в таблице кодов ко-
манд МП КР580, которая приводится в учебниках по вычислитель-
ной технике), т. е. она состоит из трех байт: первый — ЗА, вто-
рой— 00 (вначале младший байт), третий — 2А (старший байт).
Таким образом, число ЗА записывается в РК, 00—в регистр W,
2А— в регистр Z. После дешифрирования первого байта по сигна-
лу дешифратора с помощью СВР происходит считывание с регист-
ров W и Z адреса ячейки ОЗУ, в которой записан байт множимого.
Шестнадцатиразрядный адрес искомой ячейки через БА, ША попа-
дает на адресный вход ОЗУ. По адресу находится соответствующая
ячейка, с которой считывается множимое. Оно в виде одного байта
данных поступает через ШД и БД в аккумулятор А. Выполнение
команды № 1 закончено, ПС выставляет на ША адрес следующей
ячейки программной памяти.
При приеме команды № 2 (она содержит 1 байт — 47) загру-
жается только РК. Эта команда дешифрируется, в результате чего
содержимое А через внутреннюю шину данных и мультиплексор М
попадает в регистр В. Выполнение команды № 2 закончено, ПС вы-
ставляет на ША адрес ячейки программной памяти, в которой запи-
сана команда № 3 и т. д.
Интерес представляет выполнение команд № 12 и 13. При вы-
полнении команды № 12 содержимое А через БР% попадает на первый
вход АЛУ, а содержимое регистра С через М, внутреннюю шину дан-
ных и БР\ — на второй вход АЛУ. Здесь происходит вычитание А —
118
Таблица 5.1. Последовательность команд для выполнения программы
Номер команды Мнемоническое обозначение команды Содержание команды Условное обозначение команды
1 LDA 2А00 Загрузить А содержимым ячейки, адрес которой 2А00 М-М
2 MOV В, А Передать содержимое А в регистр В А-^В
3 LDA 2А01 Загрузить А содержимым ячейки, адрес которой 2А01 М^А
4 MOV С, А Передать содержимое А в регистр С А^С
5 MVI А, 0 Установить А в нуль 0-М
6 MVI D, 0 Установить регистр D в нуль 0->£
7 MOV A, D Передать содержимое регистра D в А D-^A
8 ADD В К содержимому А добавить содержимое регистра В и резуль- А+В-+А
тат записать в А
9 DCR С Уменьшить содержимое регистра С на единицу и результат С-1->С
записать в регистр С
10 MOV D, А Передать содержимое А в регистр D A-+D
11 MVI А, 0 Установить А в нуль 0-М
12 СМР С Сравнить содержимое регистра С с содержимым А Бит Z регистра F в соот-
Установка регистра F в зависимости от разности А — С. ветствии с А—С
Содержимое А не меняется __ _ _ _ _ _ _ К (V *7 / *7 ГХ \
13 JNZ, ком. № 7 Условный переход по ненулевому значению результата срав- ।команда Jnq ( —0)
нения: переход к команде № 7 при условии Z = 0 в регистре F команда № 14 (Z=l)
14 MOV A, D Передать содержимое регистра D в регистр А D-+A
15 STA 2А02 Записать содержимое А в ячейку, адрес которой 2А02 А-^М
16 HL Т Останов
С, при этом результат вычитания влияет на бит Z 8-разрядного ре-
гистра F, подключенного к АЛУ. Если содержимое А равно содержи-
мому С (А—С=0), то бит Z в регистре F устанавливается в «1», в
противном случае Z = 0. При выполнении команды № 13 обращается
внимание только на этот бит: если Z =0, программный счетчик изме-
няет свое состояние путем записи в него адреса ячейки програм-
мной памяти, в которой записан код команды № 7; если Z = l, то
ПС при помощи СИД увеличивает свое содержимое на единицу,
что указывает на адрес ячейки программной памяти с кодом коман-
ды № 14. Таким образом, множимое в аккумуляторе будет скла-
дываться само собой столько раз, сколько единиц находится в
множителе. Окончательный листинг (запись) программы пред-
ставлен в табл. 5.2.
Таблица 5 2. Листинг программы умножения двух чисел
Номер коман ды Номер ячейки прог рам мной памяти Код коман- ды Мнемони- ческое обозначение Номер коман- ды Номер ячейки прог рам- мной памяти Код коман ды Мнемони- ческое обозначение Kommch i арий
1 2001 ЗА LDA 2А00 9 200 F 0D DCR С
02 03 00 2А 10 10 57 MOV D, A
2 04 47 MOV В, А 11 11 12 ЗЕ 00 MVI A, 0
3 05 06 ЗА 01 LDA 2А01 12 13 В9 CMP С
07 2А 13 14 С2 JNZ 200D °
4 08 4F MOV С, А 15 16 0D 20
5 09 0А ЗЕ 00 MVI А, 0 14 17 7А MOV A, D
18 32
6 ов ОС 16 00 MVI D, 0 15 19 1А 02 2А STA 2A02
7 0D 7А MOV A, D 16 1В 76 HLT
8 0Е 80 ADD В
Условный переход к команде № 7
120
В соответствующие ячейки программной памяти (например,
ПЗУ) записываются коды одно-, двух- и трехбайтных команд.
Программный счетчик всегда указывает номера не всех ячеек про-
граммной памяти, а только тех, в которых содержится первый
байт команды.
Мы рассмотрели работу МП на примере решения простой ариф-
метической задачи. При управлении МП узлами телеграфного аппа-
рата решаются задачи логического характера с обработкой преры-
ваний и работой со стековой памятью.
ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА
Функционирование микроЭВМ невозможно без устройств памя-
ти. Кроме блока центрального управления (см. рис. 2.2), куда вхо-
дит одна или несколько микроЭВМ, запоминающие устройства ЗУ
различного типа широко используются при согласовании функцио-
нальных блоков, работающих с разными скоростями (буферные
накопители), в качестве самостоятельных блоков (например, пере-
дающая память с возможностью редактирования информации)
или в качестве устройств телеграфной автоматики вместо электро-
механических устройств.
По функциональному назначению ЗУ могут быть:
сверхоперативными (СОЗУ), представляющими собой набор ре-
гистров (например, РОН в МП);
оперативными (ОЗУ), хранящими оперативную информацию
(операнды, части программы), требующуюся в процессе обработки;
постоянными (ПЗУ), предназначенными для длитёльного хра-
нения неизменяемой информации (программ, микропрограмм,
констант, информации о конфигурации мозаичных шрифтов и пр.);
перепрограммируемыми (ППЗУ), которые по выполняемым
функциям полностью соответствуют ПЗУ, но отличаются от послед-
них возможностью относительно быстрой смены хранимой информа-
ции;
внешними (ВЗУ), предназначенными для хранения больших
объемов информации с небольшой удельной стоимостью хранения
бита информации (например, ЗУ на магнитных носителях, на пер-
фораторной ленте и др.);
буферными (БЗУ), предназначенными для согласования функ-
циональных блоков.
В качестве примера рассмотрим БИС ОЗУ К537 РУ2А. Функцио-
нальная схема и графическое условное обозначение этой микро-
схемы приведены на рис. 5.6.
Статическое ЗУ с произвольной выборкой содержит в одном
кристалле следующие основные узлы: матрицу памяти (накопи-
тель), дешифратор строк, дешифратор столбцов, устройство управ-
ления, выходной каскад и усилители адреса. Матрица памяти со-
держит 4096 ячеек памяти, расположенных на пересечении 64 ад-
121
Усилитель
адреса
Дешифра-
тор
строк
Накопитель
Усилитель
адреса
12
Дешифра- тор столбцов Усилители столбцовые входа-выхо- да
>| Усилитель
входных
сигналов
Устройство £
3 управления _
Выходной
каскад
а)
Н-вывода Назначение
1 2 3 Ч 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Адресный вход Аз •• Ач " а5 " А9 •• Ai •• Аз Выход информационный Во Вход „Запись/считывание" Общий Вход „ Выбор кристалла " Вход информационный Bf Адресный вход А и •• Аю п а9 " Aq •• Ai •• Ai Питание 5 В
Л
Рис. 5.6 Микросхема К527 РУ2А (БИС ОЗУ):
а — функциональная схема, б — графическое обозначение, в — назначение выводов
ресных шин (строк) и 64 числовых шин (столбцов). Назначение
выводов ИМС следующее: Ао — Ан — адресные входы (212 = 4096),
Di — информационный вход, WE/RE— вход «Запись/считывание»,
СЕ — вход «Выбор кристалла», по которому осуществляется бло-
кировка записи и считывания для данного кристалла. Заблокиро-
ванная ИМС имеет большое выходное сопротивление. Адресация
накопителя при записи и считывании информации происходит
путем подключения к адресным входам накопителя через схему
коммутации адресов счетчика адреса записи или счетчика адреса
считывания.
122
Основными требованиями, предъявляемыми к ПЗУ, являются
неразрушаемость хранимой информации и энергозависимость, т. е.
способность сохранять информацию при отключении источника пи-
тания. При изготовлении ПЗУ производится однократное програм-
мирование его содержимого на заводе-изготовителе (программиро-
вание маской) или пользователем на специальном оборудовании,
например путем пережигания перемычек в базовом матричном
кристалле. Наибольшее распространение в телеграфных аппаратах
получили БИС серии К568 (п-МОП) и К596 (ТТЛ).
Перепрограммируемые ППЗУ позволяют электрически изменять
хранимую информацию многократно, но ограниченное число раз.
Существует два типа ППЗУ: на основе МОП-матриц и на основе
ПЗУ со стиранием информации при ультрафиолетовом облучении
кристалла.
5.3. АРХИТЕКТУРА ЭЛЕКТРОННЫХ
АППАРАТОВ И ТЕРМИНАЛОВ
Работа первых электронных телеграфных аппаратов, которые
имели жесткую логику действия, описывалась с помощью структур-
ной схемы, которая отображала совокупность блоков, узлов, эле-
ментов и связи между ними. Телеграфный аппарат или терминал,
имеющий микропроцессорное управление, определяется своей архи-
тектурой, т. е. абстрактным представлением аппарата в виде тех
возможностей, которые он предоставляет пользователю (операто-
ру). Термин «организация» определяет, как эти возможности реа-
лизуются. Таким образом, архитектура является более широким
понятием, чем структура аппарата, поскольку дополнительно вклю-
чает информацию о языке ЭВМ (системе команд) и структуре
данных (формате, режиме адресации, длине данных, наборе регист-
ров МП, доступных пользователю и др.).
Рассмотрим структурную схему первого отечественного элект-
ронного телеграфного аппарата РТА-80 (рис. 5.7). В аппарате
Рис. 5 7. Структурная схема аппарата РТА-80
123
источники информации — ЗУ на 1024 знаков, модульная клавиату-
ра (КЛВ) на основе герконовых переключателей, трансмиттер (ТРМ)
с фотосчитыванием и автоответчик (АО) (набор информации путем
устранения перемычек) — жестко связаны пятиразрядной инфор-
мационной шиной со входом передатчика (передающей частью
БИС КЮ02 ХЛ1), в котором происходит преобразование парал-
лельного кода в последовательный, а также добавление служебных
телеграфных посылок— стартовой и стоповой. Информация с выхо-
да передатчика через выходное устройство сопряжения, с линией
(УСЛвых и фильтр передачи (Фпср) поступает в линию. В аппарате
также возможны запись информации с клавиатуры в ЗУ, редакти-
рование, хранение информации и последующее считывание.
Для работы на коммутируемых телеграфных сетях в аппарате
имеется вызывное устройство, обеспечивающее его подключение к
коммутационным станциям и подстанциям сети с сигнализацией
типа В/Т, В/Д и А в соответствии с рекомендациями МККТТ, а
также обмен сигналами между аппаратом и станцией. Набор номе-
ра требуемого абонента осуществляется с помощью клавиатуры
(тастатурный набор), при этом в линию поступают сигналы в виде
телеграфного кода (сигнализация А и В/Т) по ГОСТ 15607—84
или импульсов декадного кода (сигнализация типа В/Д) по ГОСТ
10710—67. В случае необходимости вызывное устройство может
быть отключено.
Принимаемая информация в виде последовательного кода
через фильтр приема и входное устройство сопряжения с линией
поступает на приемную часть БИС 1002 ХЛ1, в которой происходит
преобразование последовательного кода в параллельный. Затем ин-
формация поступает в печатающее устройство мозаичного типа и
перфоратор, привод которого построен на основе электродвигателя
переменного тока У АД-32. Через 45 с после перфорации последней
кодовой комбинации автостоп выключает электродвигатель. На
входе перфоратора и печатающего устройства установлены накопи-
тели для приема информации во время начального раскручивания
двигателя перфоратора и во время возврата каретки к началу
новой строки в печатающем устройстве.
Характеристики аппарата РТА-80 следующие:
Код..........................
Число регистров.................
Контактное деление .............
Скорость телеграфирования, Бод .
Точность скорости телеграфирова
ния, %..........................
Клавиатура .....................
пятиэлементный на основе международного
телеграфного кода МТК-2 (ГОСТ 15607—84)
3 («Рус», «Лат» и «Циф»)
7,5
50, 100
±0,3
четырехрядная, модульная на основе герконо-
вых переключателей, ход клавиш 4 ... 5 мм,
усилие нажатия 0,64 .. 0,93 Н, блокировка
клавиатуры электрическая, емкость накопи-
теля 32 знака
124
Искажения передатчика, %, не бо-
лее ...........................
Исправляющая способность, %, не
менее:
по краевым искажениям ....
по дроблениям ...............
Рабочий ток, мА:
при наличии вызывного устрой-
ства в однополюсном режиме . .
при отсутствии вызывного уст-
ройства:
в однополюсном режиме ....
в двухполюсном режиме ....
Печатающее устройство.........
±2
45
7
20 ... 30
Электропривод .................
Электропитание ................
Потребляемая мощность, В*А, не
более..........................
Условия работы ................
40 ... 50
15 ... 25
ударного мозаичного типа с матрицей раз-
ложения 7X9, распечатка информации слева
направо
в ПУ и ТРМ — на основе шагового электро-
двигателя RDM 50/8, в ПРФ — на основе
асинхронного двигателя типа УАД-32
сеть переменного тока напряжением 220 В±|о%
и / = 50 Гц
220
5 ... 50° С, повышенная влажность до 80%
при температуре 25° С
Уровень звука при работе телеграфного аппарата с приставками
автоматизации равен 65 дБА, а без приставок — 60 дБА. Блоки и
узлы аппарата РТА-80 будут описаны ниже. Как видно, приведен-
ные характеристики незначительно отличаются от характеристик
электронно-механических аппаратов.
Как отмечалось, главным преимуществом современных аппара-
тов является большой набор функциональных возможностей, учи-
тывающих эргономические характеристики оператора (см. гл. 2).
На рис. 5.8 представлена структурная схема электронного аппарата
с микропроцессорным управлением. Обмен информацией происхо-
дит через системную шину, имеющую восемь линий адреса и дан-
ных, восемь линий адреса и десять линий для управляющих сигна-
лов. Линии адреса и данных мультиплексированные, т. е. в опре-
деленные моменты времени по ним передаются адреса, а в другие
моменты — данные (по принципу временного уплотнения). Блок
центрального управления (БЦУ) выполняет следующие функции:
прием, декодирование, буферизацию входных данных, поступающих
с линии связи, и передачу их на внешние устройства регистрации
информации; чтение данных с внешнего и внутреннего ЗУ, кодиро-
вание и передачу данных в линию; организацию процедуры уста-
новления соединения с линией связи, контроль работоспособности
узлов при приеме, хранении и передаче информации. Кроме того, он
осуществляет управление аппаратом в реальном масштабе времени.
Для этого он измеряет и задает различные временные интервалы с
помощью специального узла таймеров (УТ). Контроль за правиль-
ностью работы устройства БЦУ ведет узел контроля УК. Микро-
125
Линия связи Внешние устройства
Рис 5.8. Структурная схема электронного телеграфного аппарата
процессор, УТ, ОЗУ, ПЗУ и УК образуют ядро БЦУ. Внешние уст-
ройства — ПУ, КЛВ, УТА, УОИ и УСЛ — подключены к системной
шине с помощью своих контроллеров К (схем управления). К буфе-
ру системной шины (БСШ) можно подключать дополнительные
внешние устройства или дополнительный микропроцессор, что уве-
личивает возможности аппарата.
При проектировании электронных аппаратов и терминалов с
микропроцессорным управлением необходимо вести параллельную
разработку электрических схем (аппаратных средств) и програм-
много обеспечения, предварительно определив, какие устройства
ввода-вывода (УВВ) будут управляться обычной жесткой логикой,
а какие программно с помощью микропроцессоров. На рис. 5.9
изображены основные этапы проектирования электронных теле-
графных аппаратов. Левая часть схемы представляет этапы проек-
тирования УВВ с жесткой логикой управления, остальная часть —
с программной. Обычно в каждом аппарате разумно сочетаются эти
два вида управления. Выбор вида управления осуществляется по
критериям быстродействия обработки информации, надежности,
затрат на оборудование, трудоемкости и сложности программной
реализации.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Каковы характерные особенности современных телеграфных аппаратов и
терминалов? Два типа конструктивного оформления.
2. Дайте сравнительный анализ применения специализированных БИС и БИС
микропроцессорного семейства в современных телеграфных аппаратах.
3. Поясните принцип работы программируемой логической матрицы.
126
(Начало проектирования^
Анализ технического зада-
ния (73). Определение харак-
теристик УВВ (быстродейст-
вия, приоритета, о ременные
диаграмм, числа каналов
ввода-вывода, объемаи фор-
мата данных), объема
памяти и т д.
Нет
^^истройстбо^-^^
убудет управляться
^^^лрограммно?^
______
Разработка алгоритмов
работы устройств и ап-
парата б целом
Разработка архитектуры
устройств и системы.
Выбор аппаратных средств
Разработка программ, редак-
тирование, отладка.
Разработка электрических
схем, макетирование
Увязка программ и их
загрузка в память
макета
Проверка совместного
функционирования
макета и программ
Да
Да
^^Работа^—ирт
^макета и ВыходныВ^^ "С1"
характеристики coomz^
'^-^Ветствуют^^
^^\Да
Разработка конструк-
торской документации
на опытный образец
Изготовление
опытного образца
Загрузка программ в ППЗУ
опытного образца
Проверка совместного
функционирования
опытного образца и
программ испытания
Передача конструктор-
ской и программной
документации на завод-
изготовитель
Опыт-
Нет
ный образец соот-
ветствует
Да
(Конец проектирования^)
^^Несд^^^
^ответствид^^
выходных характер
тистик, например^
"^быстро дейсъг^
\Нет
Ошибки'"^
в программе или
электрической
схеме?
Нет
Рис. 5.9. Алгоритм
проектирования
электронных телег-
рафных аппаратов
\Т1
4. Поясните работу управляющей микроЭВМ Зачем нужен режим прерывание-
/ак подключаются вводно-выводные устройства к микроЭВМ^
5 Укажите назначение основных блоков микропроцессора и объясните е-г
работу
6. Расскажите об основных этапах разработки программ для работы микро
процессора.
7 Что такое архитектура телеграфного аппарата? Поясните его работу, паль
зуясь структурной схемой рис 5.8
Глава 6. ПЕРЕДАЮЩАЯ ЧАСТЬ ЭЛЕКТРОННЫХ
ТЕЛЕГРАФНЫХ АППАРАТОВ
6.1. ОРГАНИЗАЦИЯ ВЫВОДА ДАННЫХ В
ПЕРЕДАТЧИКЕ ТЕЛЕГРАФНОГО АППАРАТА
Как правило, из телеграфного аппарата информация выводится
последовательно, хотя в некоторых моделях существует и парал-
лельный вывод. Передатчик аппарата выполняет следующие функ-
ции: преобразование параллельного кода в последовательный, фор-
мирование стартовой и стоповой посылок, формирование при необ-
ходимости дополнительных элементов проверки на четность (нечет-
ность).
Преобразование параллельного кода в последовательный, ка-
известно из рассмотрения передатчиков электронно-механических
аппаратов, состоит из двух операций: загрузки параллельных дап
ных (кодовой комбинации) в регистр и многократного сдви-
га вправо последовательных данных в регистре, пока все дан-
ные не будут выведены. Затем регистр вновь загружается и т. л
С выхода передатчика информация попадает на выходное уст
эойство, осуществляющее сопряжение электронной схемы аппарата
с линией связи. В гл. 4 были рассмотрены выходные устройства
которые нашли применение и в электронных телеграфных аппара
тах.
Передатчик отечественного электронного телеграфного аппарата
РТА-80 совместно с приемником представляет собой большую ин-
тегральную микросхему типа КЮ02 ХЛ1. Эта БИС является потен-
циальной системой на основе транзисторов с К-МОП структурой s
содержит 2080 компонентов. Передатчик и приемник работают неза
висимо друг от друга от разных тактовых последовательностей
импульсов.
Передатчик БИС осуществляет: работу 5-, 6-, 7- и 8-элементным
лодами; передачу одной, полуторной или двойной стоповой посыл-
ки; формирование дополнительного проверочного элемента на чет-
ность или нечетность. Эти возможности реализуются при помощи
i 28
внешнего программирования. Программа записывается путем пода-
чи напряжения высокого уровня на вход РЗР («Разрешение записи
в регистр») БИС и хранится в регистре команд.
Передатчик (рис. 6.1) содержит: три регистра — буферный
(БР), передающий (ПР) и регистр команд (РК)\ пять схем — вы-
бора длины кодовой комбинации, ввода информации в передающий
регистр, формирования проверочного элемента, выхода и управле-
ния.
Входы передатчика имеют следующее назначение:
R (reset — сброс) — начальная установка;
С — тактовый вход, на который подается последовательность
тактовых импульсов с частотой 64 V;
ПИ— вход для подачи пускового импульса;
D\-D%— информационные входы;
ЧЭ\, ЧЭ2— входы, определяющие число элементов кодовой ком-
бинации (5, 6, 7 или 8);
ЧСЭ— вход, определяющий число стоповых элементов (1,0;
1,5; 2,0);
ЗПЧ — вход «Запрет проверки на четность», определяющий не-
обходимость введения проверки на четность (нечетность);
Ч/Н—вход, определяющий тип проверки (четность или нечет-
ность).
Выходы передатчика имеют следующее назначение: БРС— вы-
ход, определяющий состояние буферного регистра — свободен или
занят; ПРС—выход, определяющий состояние передающего ре-
гистра (свободен или занят); Вых — информационный выход.
Работа передатчика происходит следующим образом
(рис. 6.2). Кодовые комбинации параллельного кода от какого-либо
Рис 6 1 Структурная схема передатчика РТЛ-80
129
Рис 6.2. Временная диаграмма работы передатчика РТА-80
источника информации (трансмиттера, клавиатуры, автоответчика
или ЗУ) поступают на входы Di — D% (в зависимости от исполь-
зуемого кода) буферного регистра. Запись каждой кодовой комби-
нации в БР осуществляется только при изменении напряжения от
высокого уровня к низкому на входе ПИ, при этом на выходе БРС
появляется низкий уровень занятости БР. Далее записанная ком-
бинация в момент времени, определяемый тактовой последователь-
ностью С, переписывается через схему ввода в передающий регистр,
при этом на выходе ПРС появляется низкий уровень, а на выходе
БРС — высокий, что свидетельствует о готовности записи новой
комбинации в БР. При перезаписи в ПР согласно программе, запи-
санной в регистре команд, и при помощи схемы выбора длины ком-
бинации формируется стартовая и стоповая посылки. Образован-
ная таким образом кодовая комбинация последовательно, разряд за
разрядом согласно тактовой частоте, соответствующей скорости
телеграфирования, поступает на схему формирования проверочного
элемента. Если запрограммировано (например, для 7-элементного
кода), то в этой схеме ведется анализ проходящей комбинации и
формируется дополнительный проверочный элемент в кодовой ком-
бинации. Далее кодовая комбинация через схему выхода поступает
на выход БИС и затем на вход выходного устройства УСЛ. После
считывания первого стопового элемента комбинации на выходе
ПРС появляется высокий уровень, сигнализирующий об освобожде-
нии ПР. При поступлении новой комбинации процесс повторяется.
Передатчик, таким образом, содержит две ступени накопления —
БР и ПР.
Описываемая БИС относится к классу БИС универсальных асин-
хронных приемопередатчиков. Аналогичная схема передатчика со-
держится также и в БИС интерфейсного адаптера асинхронной
передачи, входящей во многие микропроцессорные комплекты БИС.
130
6.2. КЛАВИАТУРА ЭЛЕКТРОННОГО
ГРАФНОГО АППАРАТА
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ КЛАВИШНЫХ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЕЙ
Особенностями клавиатуры являются: модульность конструкции, унификация
по полю и алгоритму работы с клавиатурой пишущих машинок, отсутствие меха-
нических блокировок нажатия клавиш, малое усилие нажатия на клавиши, возмож-
ность работы со скоростью, превышающей скорость передачи информации.
Рассмотрим принцип действия клавишных переключателей (датчиков нажа-
тия) двух типов—контактного и бесконтактного.
На рис. 6.3 представлен клавишный переключатель аппарата Т-1000 фирмы
Siemens (ФРГ), выполненный на основе открытого механического контакта. Кла-
вишный переключатель состоит из контактной пластины /, контактной пружины 2,
штока 3, возвратной пружины 4, демпфирующего резинового кольца 5, помещенных
в корпус 6, и клавиши 7. На детали А показан контакт 8. В исходном состоянии
контакт 8 разомкнут вследствие того, что место соединения направляющих b и с
упирается в шток 3 и контактная пружина 2 отведена от контактной пластины /.
При нажатии на клавишу 7 шток 3 своим кулачком а оказывает давление на на-
правляющую b и пружина 2 еще больше отводится ог пластины /. При этом
сопротивление нажатию клавиши возрастает. После прохождения кулачком а места
соединения направляющих b и с сопротивление нажатию резко падает, оператор
получает сигнал о нажатии, создается тактильная обратная связь «клавиатура —
оператор». При дальнейшем продвижении штока вниз происходит замыкание кон-
такта 8 под действием контактной пружины 2. Удар штока 3 о корпус 6 смягчается
демпфирующим кольцом 5, изготовленным из специальной резины. После снятия
пальца с клавиши шток под действием пружины 4 возвращается в исходное верхнее
положение, а контакт размыкается.
В некоторых модификациях аппарата РТА-80 и других отечественных аппара-
тах вместо открытого контакта использован герметизированный контакт (геркон),
управляемый постоянным магнитом, перемещаемым вместе со штоком. На рис. 6.4
представлен такой переключатель. Клавиша / насажена на шток 2, который может
перемещаться в вертикальном направлении в корпусе 3. В нижней части штока
укреплен постоянный магнит 4, прижимаемый снизу цилиндрической пружиной 5,
нижний конец которой навит на штырь 6 Пружина выполняется из немагнитного
материала, а штырь — из ферромагнитного материала. В корпусе расположен гер-
кон 7 с последовательно включенным диодом (на рисунке не показан). В средней
части штока перпендикулярно его оси сделано сквозное окно 8, в котором располо-
жен ферромагнитный стержень 9, притянутый к постоянному магниту 4. В корпусе
3 переключателя под двумя концами стержня 9 имеются упоры, ограничивающие
перемещение стержня вниз. При нажатии на клавишу / шток 2 вместе с магнитом 4
перемещается вниз, сжимая пружину 5, одновременно перемещается вниз и стер-
жень 9 до тех пор, пока его концы не войдут в соприкосновение с упорами. В этот
момент происходит отрыв магнита от стержня. Магнит, продолжая двигаться вниз,
притягивается к штырю 6. Во время прохождения магнита возле магнитной системы
геркона, последний срабатывает и замыкает контакт. Возврат штока в исходное со-
стояние происходит за счет пружины 5.
131
Рис. 6.3. Устройство клавишного переключателя
аппарата Т-1000 фирмы Siemens (ФРГ)
1
Рис 6.4. Устройство и работа клавишного пе-
реключателя телеграфного аппарата РТА-80
Рис. 6.6. Устройство клавишно-
го переключателя телеграфного
аппарата ТЕ-400 фирмы Olivetti
(Италия)
В терминальных устройствах и телеграфных аппаратах широкое распростране-
ние получили низкопрофильные эргономичные клавиатуры на основе резиновых
мембранных переключательных элементов. Вариант такого переключателя пред-
ставлен на рис. 6.5. В переключателе клавиша / насажена на шток 2, который мо-
жет перемещаться в вертикальном направлении. В верхнем положении шток 2
удерживается резиновой мембраной 4. Выступы а штока 2 проходят в отверстие корпу-
са 3. На резиновой мембране 4 снизу и в центре закреплен контакт 5 из токопроводя-
щей резины. На нижней кромке мембраны имеются канавки б для циркуляции воздуха.
При нажатии клавиши / шток 2, перемещаясь вниз, давит на мембрану 4, которая при
достижении критического усилия 0,7... 1,0 Н скачкообразно переходит в нижнее крайнее
положение. В нижнем положении мембраны контакт 5 из токопроводящей резины
осуществляет замыкание проводников на печатной плате. Этот переключатель кон-
структивно прост, технологичен в изготовлении, обеспечивает тактильную связь
< клавиатура — оператор».
На рис. 6.6 представлен бесконтактный клавишный переключатель аппарата
ГЕ-400 фирмы Olivetti (Италия), который состоит из пластины (магнитной резины)
/, ннифта 2, подвижной пластины 3 конденсатора, неподвижной пластины 4 конден-
сагора, клавишного рычага 5 и возвратной пружины 6. При нажатии на клавишу с
клавишным рычагом 5 происходит сжатие пружины 6 и перемещение штока с удар-
ным цпифтом 2 вниз. При отрыве пластины 1 от металлического корпуса клавиатуры
оператор получает сигнал срабатывания клавиши (ощущение «пуска»). Штифт 2
при своем движении воздействует на подвижную пластину 3 конденсатора, которая,
прогибаясь, занимает положение, показанное пунктиром. Емкость конденсатора,
образованного пластиной 3, резко увеличивается (с 5 до 70 пФ), и в схему управле-
ния поступает сигнал о нажатии на клавишу. В исходное состояние клавишный
рычаг 5 возвращается под действием пружины 6.
133
Общим для всех видов клавишных переключателей является наличие обратной
связи, возникающей от переключателя к оператору. В процессе нажатия вначале
происходит увеличение сопротивления, затем скачок усилия нажатия (соскальзыва-
ние кулачка с направляющих, отрыв ферромагнитного стержня от магнита или
пластины из магнитной резины, скачкообразное прогибание мембраны), в резуль-
тате чего оператор получает сообщение о том, что клавиша «сработала». Это позво-
ляет оператору начать подготовку к следующему нажатию, не закончив предыду-
щее, т. е. цикл, затрачиваемый на одно нажатие, сделать более коротким. Следова-
тельно, введение кинестетической обратной связи ведет к повышению производи-
тельности труда оператора.
УПРАВЛЕНИЕ КЛАВИАТУРОЙ
Схема управления клавиатурой в электронных аппаратах работает по принципу
временного сканирования состояния узлов кодирующей матрицы. Рассмотрим схему
и временные диаграммы работы (рис. 6.7 и 6.8). Восьмиразрядный двоичный счет-
чик в течение 5 мс генерирует 256 кодовых комбинаций, которые поступают на вход
накопителя. Однако запись этих комбинаций в накопитель не происходит. Клавиш-
ные переключатели с диодами развязки включены в узловые точки кодирующей
матрицы, горизонтальные шины X которой являются выходами дешифратора, а
вертикальные Y — информационными входами мультиплексора. Четыре старших
разряда кодовых комбинаций, вырабатываемых счетчиком, поступают на вход де-
шифратора, а четыре младших разряда — на адресные входы мультиплексора. Не-
трудно видеть, что выходы дешифратора переключаются в 16 раз медленнее, чем
информационные входы мультиплексора, т. е. пока сигнал высокого уровня с выхода
дешифратора подан на горизонтальную шину, мультиплексор осуществляет «прощу-
пывание» всех узлов этой шины.
К передатчику
Рис. 6.7. Структурная схема управления клавиатурой
134
Номер узла -
матрицы или
ячейки
ОЗУ
Выход
мультиплек-
сора
Состояние
ячейки ОЗУ
(I цикл)
Импульсы
считывания
(Л цикл)
Импульс
фиксации
(П цикл)
13
14
15
16
17
18
19
П
Ш
2Г
£
/$3
$
К
я
t
t
t
t
t
t
t
t
t
t
t
t
Рис. 6.8. Временная диаграмма работы схемы управления клавиатурой
Если какой-либо клавишный переключатель, относящийся к этой шине, будет
нажат (замкнут), то мультиплексор в определенный момент времени произведет
проключение выхода дешифратора через диод, замкнутый контакт и шину Y на свой
выход На вход ОЗУ поступит сигнал высокого уровня, который запишется в ячейку,
соответствующую нажатой клавише.
Для борьбы с дребезгом механических контактов информация о нажатии кла-
виши записывается только при первом замыкании соответствующего контакта, а
считывание этой информации из ОЗУ происходит только во втором цикле работы
двоичного счетчика при подтверждении сигнала нажатия. На выходе ОЗУ при счи-
тывании вырабатывается импульс фиксации. Далее ОЗУ уже не реагирует на
135
поступающую с выхода мультиплексора информацию о состоянии этого клавишного
переключателя. Только в случае отпускания и повторного нажатия этой клавиши на
выходе ОЗУ появится новый импульс фиксации.
Поскольку считывание с ОЗУ происходит синхронно и синфазно с работой
двоичного счетчика, то каждой клавише соответствует определенная ячейка ОЗУ и
определенная кодовая комбинация, генерируемая счетчиком. Импульс фиксации
производит запись этой комбинации в накопитель. Например, если будет замкнут
контакт в узловой точке А матрицы с координатами Х = 0; Х=15 (см. рис. 6 7), то
в 15-м (считая и нулевой) разряде 256-разрядного числа, записываемого в ОЗУ,
появится логическая «1», а во всех других разрядах будет логический «О» При
считывании из ОЗУ 256-разрядного числа во втором цикле возникнет импульс фик-
сации (см. рис. 6.8), который обеспечит запись в накопитель двоичного числа
11110000, соответствующего числу 15 в двоичной форме или букве Ж в телеграфном
коде № 2.
Описанная схема легла в основу БИС клавиатурного шифратора типа К1002
ПР1, используемой в отечественных телеграфных аппаратах. Предназначенная для
преобразования позиционного кода нажатой клавиши в код № 2, она имеет матрицу
10X9, в узлах которой может располагаться до 80 информационных клавиш, осталь-
ные 10 вспомогательных узлов предназначены для задания требуемого режима ра-
боты («Новая строка», «Непрерывный пуск», «Код 5/7», «Функции» и др.). Кроме
того, БИС может работать как в режиме «свободной» клавиатуры (допускается
одновременное нажатие клавиш, международное обозначение «п — key — rollover»),
так и в режиме с блокировкой (при нажатии более двух клавиш включается электрон-
ная блокировка всех клавиш).
Клавиатура свободного типа, применяемая в электронных аппаратах, предпо-
лагает обязательное наличие в своем составе накопителя. Введение накопителя
обеспечивает выполнение эргономических требований к клавиатуре, поскольку до-
пускается любая скорость работы оператора, т. е. возможно нажатие нескольких
клавиш сразу через ничтожно малые промежутки времени без потери передаваемой
информации. Это способствует повышению производительности труда оператора, а
также увеличению пропускной способности канала связи. Из накопителя информа-
ция считывается в буферный регистр передатчика по сигналу БРС.
Обычно на практике в накопителе клавиатуры достаточно четырех — шести
ступеней накопления, но при работе возможны блокировки. Чтобы избежать перепол-
нения накопителя, т. е. сделать клавиатуру полностью свободной, число ступеней
должно быть, как показывают расчеты, более 22. В таких аппаратах накопитель
обычно представляет собой микросхему с большим уровнем интеграции. Такой
микросхемой является БИС типа КЮ02 ИР1, представляющая собой асинхронный
накопитель обратного магазинного типа емкостью 32X8 бит, имеющая структуру
К-МОП и содержащая 2410 компонентов. Функционально БИС (рис. 6.9) состоит
из 32 одноступенчатых регистров емкостью 8 бит каждый и схемы автопереключате-
ля, обеспечивающего автоматическую перезапись информации от входного регистра
к выходному по мере освобождения выходного регистра. Запись, продвижение и
считывание информации в БИС происходят параллельным кодом.
Микросхема имеет следующие входы и выходы: Dq—D7 — информационные
входы; ЗП — вход «Запись»; R — вход «Начальная установка»; СЧ — вход «Считы-
136
Рис 6.9. Структурная схема БИС накопителя обратного магазинного типа
вание»; БЛ — вход «Блокировка»; Qo — Q7 — информационные выходы; ВГ — выход
«Вход готов»; Вых. Г — выход «Выход готов».
Кодовую комбинацию в накопитель можно записать только при наличии сигнала
высокого уровня на выходе ВГ. Считывание информации с накопителя возможно
при наличии сигнала высокого уровня на выходе Вых Г.
Клавиатура отечественных телеграфных аппаратов пятиэлементного кода
(рис. 6.10) согласно ГОСТ 14873—84 является трехрегистровой («Рус», «Лат» и
«Циф») и двухязычной, т. е. содержит русские буквы и цифры или латинские буквы
и цифры. Число букв русского алфавита превышает количество кодовых комбинаций,
поэтому буквы Э, Ч, Ш, Щ, Ю размещаются на цифровом регистре. На отдельных
буквенных клавишах имеются тройные обозначения символов. Перед передачей сим-
волов должны быть нажаты соответствующие этим символам регистровые клавиши.
Специальные символы (например, «,» — запятая, «.» — точка, «’» — апостроф и др.)
расположены по всему полю буквенных клавиш, в отличие от клавиатуры пишущей
машинки, где они объединены только с цифровыми клавишами. При работе теле-
|рафных аппаратов в латинском регистре расположение символов на клавишах (на-
пример, верхний буквенный ряд: I, С, U, К, Е, N, G) не совпадает с расположением
символов на клавиатурах зарубежных аппаратов (Q, W, Е, R, Т, Y).
Клавиатура отечественных телеграфных аппаратов семиэлементного кода
(рис 6.11) согласно ГОСТ 14289—69 является двухрегистровой и двухязычной.
К одному регистру относятся служебные функции, латинский алфавит и цифры, ко
второму — служебные функции, русский алфавит и цифры. В наборах имеются
строчные и прописные буквы. Переход от одного регистра к другому осуществляется
нажатием двух клавиш: «Функ» и «Лат» или «Рус».
6.3. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ АВТООТВЕТЧИКА
Обмен автоответами используется для установления связи меж-
ду абонентами при работе по коммутируемым каналам. Запуск ав-
тоответчика происходит при приеме специальной кодовой комбина-
ции, например комбинации № 4 «Кто там?» на цифровом регистре
пятиэлементного кода. Поскольку цикл приема кодовой комбинации
137
Рис. 6.10. Трехрегистровая клавиатура пятиэлементного кода
Рис 6.11. Иоле клавиатуры семиэлементного кода
Рис. 6.12. Структурная схема автоответчика пятиэлеменгного электронного теле-
графного аппарата
короче цикла ее передачи и во избежание встречной работы пере-
датчиков телеграфных аппаратов, включенных по двухпроводной
схеме, согласно рекомендациям МККТТ предусматривается задерж-
ка более чем на 150 мс запуска передатчика с момента приема ко-
довой комбинации «Кто там?». Кроме запуска автоответчика от
комбинации, приходящей с линии, телеграфными правилами пре-
дусмотрен запуск собственного автоответчика при нажатии спе-
циальной клавиши «Я здесь» на клавиатуре аппарата.
Типовая схема управления автоответчиком состоит из распре-
делителя и коммутатора. В аппаратах пятиэлементного кода текст
автоответа содержит 20 кодовых комбинаций, следовательно, рас-
пределитель имеет 20 выходов. При помощи коммутатора происхо-
дит набор нужного текста. Структура текста автоответа формали-
зована, т. е. кроме обозначения абонента содержится определен-
ное количество служебных комбинаций.
Структурная схема автоответчика пятиэлементного электронного
телеграфного аппарата представлена на рис. 6.12. На данной схеме
распределитель представляет собой регистр сдвига на 20 выходов, а
коммутатор — набор из 100 диодов и 100 перемычек П\—/7 too
(20X5). При наборе текста удаляют определенные перемычки в
соответствии с кодовой таблицей № 2.
Работа происходит следующим образом. При нажатии клавиши
«Я здесь» или дешифровании кодовой комбинации № 4 на цифро-
вом регистре «Кто там?» триггер Т\ через схему ИЛИ (У1) уста-
навливается в рабочее положение. При этом осуществляется запись
«1» в регистр и подается разрешающий потенциал на схему И (Уз).
Через 150 мс после появления сигнала на выходе схемы У| с
139
выхода линии задержки (J13) подается сигнал на схему И (Уз), в
результате чего триггер Т? устанавливается в положение, когда на
его прямом выходе (ПИ — пусковой импульс) возникает «1». Одно-
временно через схему И (У2) разрешается подача в регистр такто-
вых импульсов ТИ, следующих с частотой, определяемой скоростью
телеграфирования. Положительный потенциал последовательно на-
чинает возникать на каждой из 20 горизонтальных шин коммутато-
ра. В зависимости от наличия перемычек /7 логическая «1» по пяти
разрядным шинам через выходные ключи (ВК) будет подаваться на
вход передатчика Однако запись в буферный регистр передатчика
кодовых комбинаций будет осуществляться только при наличии по-
ложительного потенциала на выходе ПИ автоответчика. После
считывания с коммутатора 20-й комбинации с выхода регистра
подается сигнал на нулевой вход триггера Ть который устанав-
ливается в исходное состояние. Логический «0» с выхода Т\ пе-
реключает триггер 72 также в исходное состояние, на выходе ПИ
появляется нулевой потенциал, а схема У2 запирается и на регистр
прекращают поступать тактовые импульсы. Схема управления авто-
ответчиком возвращается в исходное состояние.
Отметим, что на современном этапе ведутся поиски оптимальных
технических решений конструкции коммутатора электронных аппа-
ратов, позволяющих, с одной стороны, обеспечить оперативную за-
мену текста автоответа, а с другой стороны, сохранить текст авто-
ответа при выключении электропитания аппарата. Одним из перс-
пективных решений является использование клавиатуры в качестве
наборного устройства и электрически перепрограммируемого ПЗУ
для хранения текста автоответа.
6.4 ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ
СЧИТЫВАЮЩИХ УСТРОЙСТВ
При телеграфной связи передача информации вручную с клави-
атуры происходит только во время служебных переговоров. В ос-
тальных случаях передача предварительно заготовленного текста
осуществляется с помощью автоматических устройств — приставок
к аппарату. В этих приставках носителем информации является
перфораторная бумажная лента, на которую информация наносится
путем пробивки отверстий в соответствии с кодовыми таблицами
№ 2 и 5. Как правило, считывание информации осуществляется фо-
тоэлектронным методом. Кроме бумажной ленты используются маг-
нитные носители — диски, ленты, карты. В этом случае применяют
совмещенное устройство записи-считывания. Для продвижения но-
сителя информации в приставках имеется отдельный электропривод
на основе шагового или аналогового двигателя.
В современных аппаратах трансмиттер (ТРМ) представляет со-
бой конструктивно законченный блок, состоящий из механизма про-
мо
движения перфоленты, фотосчитывающего устройства и схемы уп-
равления. Электропривод электромеханических и электронно-меха-
нических телеграфных аппаратов обычно конструируется на основе
силовых электромагнитов. В электронных аппаратах электропривод
ТРМ строится на основе использования шаговых двигателей, а
электропривод высокоскоростных ТРМ конструируется на основе
сочетания электромагнитов разрешающих продвижение ленты,
и аналогового двигателя, осуществляющего это продвижение
Электромагнитный привод прост, дешев и надежен. Недостат-
ками его являются большое потребление мощности и низкое быст-
родействие (до 15 зн/с). Привод на основе шагового двигателя
энергоемок, но бесшумен, прост и позволяет получить дополнитель-
ные функциональные возможности (например, реверсирование лен-
ты). Перспективно применение в электроприводе ТРМ также и
пьезодвигателей. Использование аналоговых двигателей позволяет
получить большие скорости и относительно малое потребление
мощности. Привод такого типа сложнее привода на основе элек-
тромагнитов и шаговых двигателей и получил распространение в
автономных высокоскоростных считывающих устройствах ввода ин-
формации вычислительных систем.
Рассмотрим кинематическую схему ТРМ, используемого в оте-
чественных электронных телеграфных аппаратах (рис. 6.13). Транс-
миттер состоит из шагового двигателя /, двухступенчатого редук-
тора на шестернях 2—4 и лентопротяжной звездочки 5. Кроме
того, на рисунке изображены источники излучения 6, приемники
излучения 7, оптопара 5, 9 для контроля положения крышки ТРМ
и оптопара 10, 11 для контроля наличия перфоленты. Клавиш-
ный переключатель 12 служит для управления работой. Источники
10 9 8 6
Рис 6.13 Кинематическая схема трансмиттера
141
излучения находятся внутри лентоприжимнои крышки, а приемники
излучения расположены в лентонаправляющей крышке.
Схема включения обмоток шагового двигателя — четырехтакт-
ная, парная, симметричная. При подаче на обмотки двигателя
импульсов управления в течение цикла работы ось двигателя 1
поворачивается на четыре шага, а звездочка 5—на один шаг.
В аппарате РТА-80 цикл работы шагового двигателя (т. е. время,
необходимое для продвижения перфоленты на один шаг) состав-
ляет 50 мс, в других, более скоростных отечественных аппаратах,
он равен 20 мс. После окончания цикла работы независимо от
того, работает ТРМ в позначном или непрерывном режиме, проис-
ходит обесточивание обмоток двигателя для уменьшения потреб-
ляемой мощности.
Работа считывающего устройства в большинстве аппаратов ос-
нована на принципе фотоэлектронного считывания. Источниками
излучения служат инжекционные светодиоды, у которых свечение
р — п—перехода обусловлено интенсивной рекомбинацией носите-
лей тока при смещении перехода в прямом направлении. Широкое
применение получили арсенид-галлиевые светодиоды. Фотоприемни-
ки преобразовывают лучистую энергию источников света в элек-
трический сигнал в зависимости от наличия отверстий на перфо-
ленте, находящейся между излучателями и приемниками. Условием
надежной работы фотосчитывающего устройства является соответ-
ствие спектральной характеристики излучателя спектральной чув-
ствительности приемника. В аппарате РТА-80 в качестве приемни-
ков применяются светодиоды, работающие в фотоприемном режиме.
В зависимости от типа электропривода различаются и схемы
управления. При использовании электромагнитов и шаговых двига-
телей электронная схема задает программу и временные циклы
работы считывателя, при аналоговом двигателе управление проис-
ходит по сигналам специальных датчиков, находящихся на валу
двигателя.
Современные ТРМ снабжаются двумя контрольными устройст-
вами: устройством контроля положения лентоприжимной крышки
(датчик «Крышка») и устройством контроля наличия перфоленты
(датчик «Лента»). Если обозначить через «1» сигналы о закрытом
положении крышки (Х=1) и наличии перфоленты (У = 1), то
сигнал запуска ТРМ является конъюнкцией сигналов X и У. Такая
логика разрешает работу ТРМ при закрытой крышке путем под-
совывания ленты под крышку. При этом происходит автоматиче-
ский запуск ТРМ.
Структурная схема управления ТРМ аппарата РТА-80 пред-
ставлена на рис. 6.14. Работа происходит следующим образом.
Сигнал нажатия нефиксирующейся клавиши Вкл поступает на
пороговое устройство. Если длительность нажатия менее 640 мс,
то ТРМ работает в позначном режиме, если более 640 мс, то в
непрерывном. Пороговое устройство, куда поступают тактовые им-
142
Перфолента
Рис. 6.14. Структурная схема управления трансмиттером аппарата РТА-80
пульсы ТИ со схемы аппарата, определяет режим работы. Это
устройство имеет выход /, с которого запускается триггер Т\, и вы-
ход 2, на котором появляется сигнал «1», если длительность нажа-
тия менее 640 мс, и «0», если длительность более 640 мс. Триггер
Т\ дает разрешающий сигнал на схему совпадения И\, на которую
поступают разрешающие сигналы от датчиков Крышка и Лента.
Выходной сигнал со схемы И\ запускает схему управления шаго-
вым двигателем Сх. У ШД, которая, вырабатывая сигналы для
обмоток двигателя в течение 10 мс, производит центрирование
отверстий перфоленты относительно оси кодовых оптопар. После
этого (при неподвижной ленте) происходит считывание информа-
ции. Светодиоды излучают постоянно. Инфакрасное излучение в за-
висимости от отверстий на перфоленте попадает на фотоприемни-
ки, в цепи которых возникает фототок, устанавливающий кодовые
триггеры Гг — Гб в соответствии с информацией, записанной на
перфоленте. Схема сигналов обмена формирует сигнал наличия
информации НИ (ПИ), после чего информация может быть записа-
на в накопитель передатчика телеграфного аппарата. Одновремен-
но сигнал НИ поступает на схему совпадения И^ и в случае по-
значного режима работы происходит сброс триггера Т\ через эту
схему. Далее Сх. У ШД согласно программе своей работы фор-
мирует четыре импульса управления двигателем, в результате чего
происходит протяжка ленты на новую позицию в течение 50 мс.
В случае непрерывного режима работы ТРМ триггер Т\ не
сбрасывается, на схему Сх. У ШД от И\ по-прежнему поступает
разрешающий потенциал, и эта схема начинает вновь свой цикл
работы по сигналу ИС (информация считана или БРС), посту-
143
Рис 6.15 Схемы включения фотоприемных диодов в трансмиттере
лающему от передатчика аппарата. По окончании перфоленты
оптоэлектронный датчик Лента посылает сигнал «О» на схему И\,
в результате чего происходит сброс по прямому входу триггера
Т\ и запрещение дальнейшей работы Сх. У ШД. Программная
реализация этой схемы требует объема памяти ППЗУ в 250 байт.
Фотоусилитель в фотоголовке ТРМ должен обеспечивать на-
дежное считывание информации при соотношении сигнал-помеха
не менее 3 (т. е. отношении тока фотоприемника при наличии
отверстия в перфоленте к току фотоприемника при отсутствии от-
верстия). В результате большого разброса чувствительности излу-
чающих диодов, работающих в фотоприемном режиме, разброса
мощности излучения, различных значений коэффициента светопро-
пускания перфоленты в фототрансмиттерах всех телеграфных ап-
паратов присутствует индивидуальная регулировка тока фотоуси-
лителя каждой оптопары с помощью постоянного или переменного
резистора (51 ...910 кОм). На рис. 6.15 представлены схемы вклю-
чения фотоприемных диодов. Схема рис. 6.15, а требует тщатель-
ного подбора фотоприемных диодов по темновому току и коэффи-
циенту изменения фототока. Более сложная схема рис. 6.15,6 су-
жает диапазон подстроечных резисторов, обозначенных звездочкой,
и обеспечивает более надежную работу в широком диапазоне кли-
матико-механических воздействий. Кроме схемных решений, для
стабилизации мощности излучения (уменьшения разброса) прово-
дят технологический процесс «искусственного старения» излучаю-
щих диодов в экстремальных климатических условиях перед уста-
новкой в схемы.
Технические характеристики трансмиттерной приставки теле-
графного аппарата РТА-80 следующие. Трансмиттер предназначен
для считывания информации с перфоленты и выдачи информации
в параллельном коде в передатчик аппарата. Считывание осущест-
вляется фотоэлектронным способом с перфоленты шириной 17,4±
±0,5 мм. Форма, размеры и расположение отверстий на ленте
144
выполнены согласно ГОСТ 10860 — 68 с шагом перфорации
2,54 мм. Считывание информации осуществляется со скоростью
13,3 зн./с. При кратковременном (до 640 мс) нажатии на клавишу
приставки происходит считывание по одной кодовой комбинации,
при более длительном нажатии производится автоматическое не-
прерывное считывание информации. Возможен автоматический
запуск ТРМ при подсовывании ленты под закрытую лентоприжим-
ную крышку (перед заправкой первой перфоленты время нажатия
на клавишу должно превышать 640 мс). При повторном нажатии
на клавишу ТРМ выключается. По окончании ленты работа ТРМ
автоматически прекращается, при этом считывается последняя не
поврежденная обрывом кодовая комбинация. Отметим, что во вре-
мя работы ТРМ в аппарате блокируются клавиатура, автоответ-
чик, ЗУ и устройство для обеспечения непрерывной передачи одной
комбинации.
В импульсном режиме питания светодиоды излучают большую
мощность, чем при постоянном питании. Кроме того, в импульсном
режиме значительно облегчаются тепловые условия работы излуча-
телей и медленнее протекают процессы деградации активных об-
ластей излучения. В последних моделях аппарата РТА-80 уже вве-
ден импульсный режим работы излучателей в трансмиттерной при-
ставке.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Объясните назначение выводов передающей части БИС К1002 ХЛ1 с по-
мощью структурной схемы передатчика.
2. Дайте сравнительный анализ клавишных переключателей. Поясните на
примере, как осуществляется тактильная обратная связь «клавиша-оператор».
3. Объясните принцип работы схемы управления клавиатурой. Как происходит
устранение влияния дребезга механических контактов? Каковы характеристики
БИС КЮ02 ПР1?
4. Каково назначение накопителя в клавиатуре? Поясните работу БИС К1002
ИР1
5. Проведите обзор полей клавиатур аппаратов пяти- и семиэлементного кода.
6 Каковы назначение и принцип действия электронного автоответчика? Пояс-
ните, почему необходима задержка запуска автоответчика?
7 Поясните принцип работы трансмиттера по схеме рис. 6.15.
Глава 7. ПРИЕМНАЯ ЧАСТЬ ЭЛЕКТРОННЫХ
ТЕЛЕГРАФНЫХ АППАРАТОВ
7.1. МЕТОДЫ РЕГИСТРАЦИИ ЕДИНИЧНЫХ
ЭЛЕМЕНТОВ
Телеграфный аппарат передает информацию в виде последователь-
ности единичных элементов, составляющих стартстопные комбина-
ции. С выхода выходного устройства (см. § 4.4) единичные элемен-
ты в виде сигналов постоянного тока поступают на устройство
преобразования сигнала, превращающее их в модулированный сиг-
нал переменного тока. Сигналы переменного тока передаются на
противоположную станцию, где происходит обратное преобразова-
ние, после чего сигналы постоянного тока попадают на входное
устройство (см. § 4.4) другого телеграфного аппарата.
Неправильно принятый приемником телеграфного аппарата
единичный элемент называется ошибкой. Появление ошибок за-
висит от степени действия краевых искажений и дроблений, а также
от характеристик приемной части электронного телеграфного ап-
парата: входного устройства, устройства регистрации, устройства
стартстопной коррекции. Возникновение ошибок является случай-
ным событием. Вероятность ошибок, возникающих из-за
помех в канале связи или отказов элементов, узлов, деталей те-
леграфного аппарата, является основным критерием для оценки
работы телеграфного аппарата в целом.
При наличии в принимаемых единичных элементах краевых
искажений и дроблений невозможно точно отделить один вид ис-
кажений от другого, поэтому была введена обобщенная вторич-
ная характеристика — масса искажения единичного
элемента. Под массой искажения понимаются неправильно за-
регистрированные входным устройством телеграфного аппарата
участки единичного элемента. На рис. 7.1 представлен принцип
Рис. 7.1. Выделение массы сигнала и массы искажения
146
Рис. 7 2 Характеристики потока /VI (/) массы искажения.
а - плотность распределения искажений по длительности iihhhhhoio
элемента, б плотность распределения искажений но величине
выделения массы искажения и массы сигнала.
Как следует из рисунка, масса искажения есть
результат суммирования по модулю 2 неиска-
женного единичного элемента с искаженным
элементом, полученным на выходе входного
устройства.
По аналогии с термином «масса», взятым
из физики, масса сигнала является мерой
его «инертности», поскольку скорость пере-
дачи сигнала обратно пропорциональна его
длительности. Масса принятого сигнала равна
сумме по модулю 2 массы переданного сиг-
нала и массы искажения.
При оценке по массе совершенно безраз-
лично, возникли ли импульсы искажения от
смещений краев кодового элемента или от дроблений, поэтому точ-
ность определения вероятности ошибки по этой характеристике яв-
ляется более высокой, чем по краевым искажениям и дроблениям.
Для оценки работы устройств регистрации и фазирования име-
ют значение следующие характеристики потока импульсов массы
искажений Л4(/): функция со(/), плотности вероятности
распределения импульсов искажения в пределах единичного эле-
мента и функция (о(т), О^т^то, плотности вероятности распре-
деления длительности импульсов искажения. Здесь /0 — момент
времени, соответствующий концу единичного элемента, а т0 — про-
должительность этого элемента. Функция (о(/) на рис. 7.2, а опре-
деляет вероятность поражения искажением какого-либо участка
посылки, т. е. определяет зависимость вероятности ошибки при
приеме методом стробирования от временной координаты момента
стробирования, а функция (о(т) на рис. 7.2, б — вероятность появ-
ления импульсов искажения, имеющих продолжительность не более
т. По распределению (о(/) можно определить вероятность ошибоч-
ной регистрации кодового элемента методом стробирования
Рош(/с)=(о(/ = /с)Д/, (7.1)
где /с— момент стробирования; Д/— интервал измерения, или най-
ти оптимальное положение стробирующего импульса по абсциссе
минимума кривой. Распределение со(т) позволяет найти вероят-
ность ошибки при регистрации кодового элемента интегральным
методом
Pout и= $ (o(m)dm, (7.2)
О,5то
147
определить оптимальное положение зоны интегрирования и ее про-
должительности для данного канала связи.
Методы приема сигнала, поступающего с выхода входного
устройства двоичного типа, в телеграфии называются метода ми
регистрации. Устройство регистрации кодовых элементов в
пределах границ, определяемых стартстопным блоком фазирования,
производит анализ поступающего сигнала по алгоритму, зависяще-
му от метода регистрации. Чаще всего в телеграфных аппаратах
используются два классических метода регистрации: стробирования
и интегральный. Используются также сочетания этих двух мето-
дов (комбинированные методы.) К методам стробирования отно-
сятся методы «укороченного контакта», проб или однократного
отсчета. Известны также различные варианты интегрального метода:
с весовой функцией различного вида, многоинтервальный. Под-
черкнем, что рассматривается прием сигналов постоянного тока,
которые имеют два амплитудных значения и искажения по дли-
тельности.
Метод стробирования (см. гл. 3) основан на предпо-
ложении, что наиболее достоверной частью элементарной теле-
графной посылки, по которой можно судить о ее полярности, яв-
ляется ее средняя часть. В зависимости от полярности узкой части,
расположенной симметрично относительно середины посылки, выно-
сят решение о полярности всей посылки. Как следует из § 4.3,
этот метод реализуется просто на основе логической схемы И,
на один вход которой подается принимаемая телеграфная посылка,
а на второй вход—короткий положительный анализирующий
импульс с устройства фазирования, соответствующий середине по-
сылки. При совпадении полярностей средней части телеграфной
посылки с коротким импульсом схема И срабатывает, т. е. регист-
рирует посылку положительной полярности. Из самого принципа
метода стробирования вытекает, что этот метод эффективен при
приеме телеграфных посылок с искаженными краями.
Интегральный метод регистрации основан на оценке
каждой телеграфной посылки по среднему значению. При этом ме-
тоде накапливаются энергии сигнала и помехи в течение времени,
равного продолжительности единичного интервала. Затем происхо-
дит сравнение накопленных энергий. Решение выдается по прин-
ципу «большинства». Очевидно, что если посылка окажется на-
столько раздробленной, что величина энергии помехи будет превос-
ходить энергию сигнала, то устройство регистрации даст ошибку.
Этот метод реализуется на основе накопителя (конденсатора или
счетчика импульсов), в котором накапливается энергия сигнала ка-
кой-либо одной полярности, например, как в схеме на рис. 4.14.
В момент времени, соответствующий концу единичного интервала,
происходит сравнение накопленной энергии с порогом. В класси-
ческом интегральном методе этот порог равен энергии неискажен-
ного сигнала, накопленной в течение времени, равного половине
148
продолжительности единичного интервала. В многоинтерваль-
ном методе величина порога меняется в зависимости от усло-
вий приема. Основным назначением интегрального метода регистра-
ции является борьба с дроблениями.
Представим себе некоторое гипотетическое устройство регист-
рации, которое принимает телеграфную посылку следующим об-
разом: производится интегрирование в зоне, равной длительности
посылки /о (как при интегральном методе), и в зоне, симметрич-
ной относительно середины посылки и равной to/п (п> 1). Сравнив
результат интегрирования средней части неискаженной посылки
с результатом интегрирования остальной ее части, получим
= (7.3)
откуда
х]=п — 1, (7.4)
где т] — весовой коэффициент при интегрировании средней части
посылки (т]>* 0); п — параметр метода регистрации.
При п = 2 средняя часть посылки при анализе не выделяется,
поэтому приходим к интегральному методу регистрации. При /г = 3
1 У п
средняя часть посылки, равная у/0, участвует в анализе 2 раза:
при интегрировании всей посылки и при интегрировании только
средней части. Например, принимается телеграфная посылка, по-
раженная двусторонним краевым искажением, по 30% с каждой
стороны (рис. 7.3). При интегральном методе и п = 2 происходит
ошибка (60% длительности против 40% в пользу бестоковой по-
сылки). При /г=3 к результату интегрирования всей посылки до-
бавляется результат интегрирования только средней ее части
(33,3% — токовое значение). В итоге результаты анализа следую-
щие: 40 + 33,3 = 73,3% против 60% в пользу токовой посылки.
Следовательно, ошибки не произойдет. При п->оо средняя часть
посылки сужается, превращаясь в точку, а «вес» ее значительно
возрастает по сравнению с краями (т]->оо), поэтому результат
интегрирования краев посылки уже не будет играть никакой роли;
определяющим при выявлении значения посылки станет значение
полярности в средней точке, т. е. приходим к методу Стробирова-
ния.
30%
Рис 7.3 Прием посылки комбини-
рованным методом регистрации
(н=3)
to
±-------Я
----------ь
----------L
I
I
30%
i
I
149
Таким образом, при изменении параметра регистрации п из-
меняется характер метода регистрации. При п = 2 (минимальное
значение) используют интегральный метод, при п=оо (максималь-
ное значение) — метод стробирования. При других значениях и,
расположенных между минимальным и максимальным значениями,
приходим к комбинированным методам регистрации, пред-
назначенным для исправления как краевых искажений, так*и дроб-
лений.
Теоретическая исправляющая способность по краевым искаже-
ниям для комбинированных методов
цткр = [(»-1)/я|100%, (7.5)
по дроблениям
Итдр=(1/л)100%. (7.6)
Отметим, что
Ит кр + иг др = 100%. (7.7)
На рис. 7.4 показана зависимость суммарных допустимых крае-
вых искажений /кр//0 = (/| +^2)//о от величины искажения (дробле-
ния) /дР в средней зоне посылки /0/и для различных значений па-
раметра п.
Пример. Пусть максимальная длительность импульсов дроблений, наблю-
даемая в данном канале связи, составляет 13% /о, а максимальная суммарная
величина краевых искажений 39% Из графика видно, что оптимальным является
устройство регистрации, реализующее комбинированный метод при и=3. В этом
случае исправляются все искажения.
Отметим, что описанные комбинированные методы имеют преи-
мущество по сравнению с методом, использующим отсекание краев
телеграфной посылки. В самом деле, пусть края посылки не иска-
Рис. 7.4. К нахождению парамет- Рис. 7.5. Весовые функции при комбини-
ра п рованных методах регистрации
150
жены, дробление попадает в среднюю зону tv/n. Тогда максималь-
но допустимая величина дробления для метода с отсеканием краев
составляет /0/2п, а для комбинированного— to/ п. Недостатком ме-
тода с отсеканием краев является отказ от анализа краев посылки.
На рис. 7.5 представлены весовые функции при комбинированных
методах регистрации (функции имеют прямоугольную форму).
Однако существуют методы, весовые функции которых более
точно учитывают распределение искажений по длительности посыл-
ки. Например, оптимальным (в смысле вероятности ошибки) для
конкретного канала является метод регистрации, имеющий весовую
функцию, обратную функции плотности распределения со(/) (см.
рис. 7.2, а). Но эти методы сложны в реализации.
Вероятность ошибочной регистрации элементарной телеграфной
посылки характеризует качество работы приемника телеграфного
аппарата. Правильный выбор метода регистрации позволяет све-
сти к минимуму эту вероятность. Для выбора метода регистрации
необходимо иметь сведения об искажениях, действующих в канале.
В самом благоприятном случае проектируют устройства регистра-
ции, способные исправлять максимально возможные искажения в
канале, как это было показано на примере. Исправление макси-
мально возможных искажений удорожает аппаратуру и не всегда
приемлемо, поэтому устанавливают некоторые пороговые значения
краевых искажений и дроблений, подлежащих исправлению. Выбор
порога осуществляют, исходя из заданной вероятности ошибки.
7.2. ПРИЕМНИКИ
Приемники электронных телеграфных аппаратов реализуются
на специализированных БИС (например КЮ02 ХЛ1) или на БИС
МПК путем записи в ППЗУ соответствующих программ.
На рис. 7.6. дана структурная схема приемника, который со-
стоит из линейного фильтра, необходимого для ограничения спектра
проходящего с линии сигнала, входного устройства, предназначен-
ного для согласования, а также большой интегральной микро-
схемы КЮ02 ХЛ1, передающая часть которой была описана в
гл. 6. В БИС осуществляется обработка принимаемого сигнала.
Временная диаграмма работы приемника электронного аппарата
приведена на рис. 7.7. Сигналы постоянного тока, пройдя линей-
ный фильтр, поступают на входное оптоэлектронное устройство,
которое преобразует сигналы в потенциальные сигналы микро-
схем— логический «1» или «О». Затем они подаются на вход ин-
тегрирующего устройства (см. § 4.3), предназначенного для защиты
приемника от импульсов . дроблений, приводящих к ошибочному
приему кодовых элементов или ложному запуску аппарата. При
работе аппарата по местным коротким соединительным цепям ин-
тегрирующее устройство может быть выключено ключом Кл.
Стартстопный триггер Т запускается от стопстартного перехода
151
Рис. 7.6. Структурная схема приемника электронного телеграфного аппарата
и устанавливается в положение, разрешающее прохождение так-
товых импульсов, поступающих на вход БИС «Тактовая частота
приемника», через схему И на входы стартстопного делителя и
делителя цикла. С выхода стартстопного делителя короткие импуль-
сы стробирования с частотой, равной скорости телеграфирования
V, поступают на схему приема в моменты времени, соответствую-
щие серединам принимаемых кодовых элементов.
Интегрирующее устройство преобразует дробления посылок в
краевые искажения, а метод стробирования обеспечивает наиболь-
шую эффективность приема в этих условиях.
После схемы регистрации информационные сигналы последова-
тельно поступают в приемный регистр. На выходе делителя цикла
в конце цикла приема появляется импульс сброса, который уста-
навливает стартстопный триггер Т в первоначальное состояние, а
также производит списывание информации в параллельном коде
с приемного регистра в буферный. На выходах БИС Qi — Q8 уста-
навливаются разряды кодовой комбинации, сопровождаемые сиг-
налом наличия информации НИ. При приеме нового стартового
элемента процесс приема повторяется.
Обычно на вход БИС «Тактовая частота приемника» подается
последовательность тактовых импульсов, следующих с частотой
64К Эта частота выбрана для обеспечения необходимого значения
исправляющей способности ц = 50—(1 /64)100% =48,4%.
Коэффициент деления стартстопного делителя равен 64. Ко-
эффициент деления цикла выбирается исходя из контактного деле-
152
120В-----
Выход линейного
фильтра
Выход
интегрального
устройства
Прием комбинации 11000 (буква А )
Стартстопныи
триггер
___I----- ~LJ----
t
Стартстопныи
делитель
¥
I I I I I I I — г
t
_______________________I-----------1______________________________________
t
7
И
Разряды
приемного • ррр
регистра
Н
t
___Il
t
............I--1___
I
Выход
делителя
цикла
t
Разряды
буферного
регистра
Q3
Ог
Qi
t
_____________________„0
~ t
..—f~.....
~ t
J.....
Рис. 7.7. Временная диаграмма работы приемника электронного телеграфного ап-
парата
ния К приемника (см. § 2.3). Например, для кода МТК-2 (К = 7,5)
цикл приема равен 6,5 /0, а коэффициент деления делителя цикла —
64-6,5 = 416. Для кода МТК-5 (/< = 11) цикл приема равен 9,5 /о
и коэффициент деления 64 - 9,5 = 608.
Изменение коэффициента деления делителя цикла производится
путем подачи постоянных сигналов на определенные входы БИС,
т. е. путем внешнего программирования работы микросхемы.
На рис. 7.8 представлена упрощенная схема алгоритма работы
приемника телеграфного аппарата, где р — количество разрядов
двоичного числа, отображающего уровень принимаемого сигнала;
P'k — двоичное число, соответствующее Z-му уровню принимаемого
153
Рис. 7.8. Схема алгоритма работы при-
емника электронного телеграфного аппа-
рата
154
Рис. 7.9. Временная диаграмма приема электрического сигнала
сигнала, принятому в момент времени /*; Ро — двоичное число,
соответствующее пороговому уровню сигнала.
Из временной диаграммы приема (рис. 7.9) видно, что прини-
маемый с линии аналоговый сигнал S(t) преобразуется в после-
довательность двоичных р-разрядных (р=4) чисел Рк, которые
поступают на пороговое устройство. В случае, когда P'k<Pv, проис-
ходит проверка принимаемого сигнала на наличие стартовой по-
сылки (событие 4 в алгоритме) следующим образом. Если на про-
тяжении некоторого отрезка времени /(/^/0/2) соблюдается не-
равенство Plk<P^y то начало этого отрезка принимается на начало
стартовой посылки и производится запуск таймера — устройства,
формирующего временные интервалы нужной продолжительности.
Далее таймер определяет моменты времени /|Н /ш и т. д., ко-
торые соответствуют серединам принимаемых посылок. Числа Р\
Р11ц и т. д. сравниваются с пороговым числом Ро, а результат срав-
нения в виде логических сигналов «1» и «О» записывается в бу-
ферный накопитель. При определении стоповой посылки в сигнале
происходит останов таймера.
7.3. ПЕЧАТАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МЕТОДАХ ПЕЧАТАНИЯ
В СОВРЕМЕННЫХ ТЕЛЕГРАФНЫХ АППАРАТАХ
В современных телеграфных аппаратах используются печатаю-
щие устройства (ПУ) последовательного типа. Это означает, что
155
печатание символов происходит последовательно один за другим,
вдоль строки. При передаче информации с клавиатуры оператор
в паузах работы должен видеть последний отпечатанный символ, что
обеспечивает ПУ последовательного типа. В отличие от электро-
механических и электронно-механических телеграфных аппаратов
с печатающими устройствами только ударного типа, в электронных
аппаратах используются многообразные методы печатания, сре-
ди которых основное место занимают мозаичные методы удар-
ного и безударного типов. Печатающие устройства электронных
аппаратов более надежны, работают с более высокими скоростя-
ми, могут выполнять дополнительные функции, например печатать
графики и рисунки. Классификация методов последовательного
буквопечатания в современных телеграфных аппаратах приведена
на рис. 7.10.
По способу нанесения отпечатка на носитель методы подразде-
ляются на ударные и безударные. Ударные методы в общем слу-
чае более скоростные, чем безударные. Однако безударные методы
обладают большей надежностью и при работе производят мень-
ший шум.
Линия контура отпечатка может быть непрерывной и при хо-
рошем качестве бумаги иметь одинаковую ширину. Такой отпечаток
создается ПУ, реализующим один из нескольких знакопечатающих
методов. При мозаичном методе печатания контур отпечатанного
символа состоит из нескольких отдельных участков (в основном,
точек), которые или разделены промежутками, или перекрывают
друг друга. Все безударные методы печатания являются мозаич-
ными (знакосинтезирующими, матричными). При печатании отпе-
чаток символа образовывается или при контакте литероносителя
с носителем информации, или при отсутствии такого контакта.
Бесконтактные методы печатания не дают копий.
В массовых рулонных телеграфных аппаратах используется бу-
мажная телеграфная лента, на которую при образовании отпечатка
наносится красящее вещество. При ударных методах печатания
перенос красящего вещества происходит во время контакта кра-
сящей ленты с бумагой, а при чернильных методах жидкое крася-
щее вещество, выделяемое чернильной головкой, попадает на бу-
магу.
В специализированных телеграфных аппаратах используется
нанесение красящего вещества (порошка) на бумагу, покрытую ди-
электрическим слоем (электрографический метод), или через про-
межуточный носитель (диэлектрический или магнитный барабан,
магнитную ленту) на обычную бумагу (ксерографический и магни-
тографический методы). Термодиффузионный метод печатания за-
ключается в переносе красящего вещества на обычную бумагу со
специальной ленты при нагреве ее отдельных участков. В некото-
рых типах аппаратов применяется способ образования отпечатка
путем изменения структуры спецбумаги. Так, при электротермичес-
156
Рис. 7.10. Классификация методов буквонечатания
ких способах во время нагрева термочувствительного слоя, покры-
вающего бумажную основу, возникает окрашивающая реакция.
При электроискровом способе происходит разрушение изолирую-
щего слоя спецбумаги под действием электрического разряда,
в результате чего становится виден нижний, окрашенный слой.
При электролитическом методе под влиянием тока, проходящего
через бумагу, пропитанную электролитом, появляется окрашен-
ный участок. Все эти методы при последовательном печатании
имеют меньшую скорость, чем ударные, из-за времени, необходи-
мого для обработки изображения символа.
Печатающие устройства различных типов имеют различные
типы исполнительных органов, размещаемых на подвижной карет-
ке. В электромеханических и электронно-механических телеграф-
ных аппаратах исполнительными органами могут быть набор ти-
повых рычагов, типовые сфера, цилиндр, колесо, колодка. Все
остальные виды исполнительных органов, указанные на рис. 7.10,
используются в электронных телеграфных аппаратах.
В электронных телеграфных аппаратах получили определенное
распространение только два знакопечатающих метода: метод на
основе ПУ карусельного типа (аппарат L0-2000 фирмы Lorens
Electric, ФРГ) и метод на основе типового диска (лепесткового
литероносителя, «ромашки», «маргаритки»), примененный в аппа-
рате Т-1000 фирмы Silmens, ФРГ. Скорость работы ПУ возросла
до 55 симв/с (типовый диск). Эти методы позволили увеличить
степень электронизации ПУ за счет введения только временной
дешифрации момента срабатывания печатающего электромагнита.
Принцип работы ПУ карусельного типа состоит во временной
селекции нужного типового рычага из набора рычагов, располо-
женного на вращающемся основании. В необходимый момент нуж-
ный рычаг входит в соответствующие направляющие, которые по-
ворачивают его для осуществления печатания через красящую лен-
ту на бумагу. Недостатки карусельного ПУ: необходимость вра-
щения большой массы типовых рычагов, что увеличивает износ
деталей и вызывает шум, большое количество механических дета-
лей, большие габариты.
Принцип знакопечатающего метода на основе гибкого типового
диска показан на рис. 7.11. Пластмассовый типовый диск 1 со-
стоит из 96 и более отдельных секторов-лепестков, расположенных
по окружности в виде веера. На конце каждого сектора находится
типик 2 с изображением символа. Выбор требуемого знака проис-
ходит за счет поворота литероносителя 1 на требуемый угол вокруг
оси, перпендикулярной к оси бумагоопорного вала 3. Печатание
происходит за счет того, что лепесток, содержащий выбранный
знак, прогибаясь при ударе печатающего молоточка 4, прижимает
красящую ленту к бумаге. Электромагнит 5 клапанного типа при
помощи своего якорного рычага 6 управляет работой молоточка.
С помощью ограничителя 7 можно регулировать силу удара в за-
158
4
висимости от числа требуемых копий документа. Использование
типового диска в ПУ телеграфных аппаратов обеспечивает срав-
нительно высокое качество отпечатка и легкую замену литероно-
сителя.
Чтобы отпечатать знак с помощью знакопечатающего ПУ,
необходимо произвести дешифрирование, которое осуществляется
либо перемещением интегрального литероносителя (сферы, цилин-
дра, колодки) по двум координатам, либо срабатыванием печатаю-
щего молоточка в определенный момент времени (гибкий диск).
В обоих случаях требуется время для перемещения литероносителя
в зону печати и всего комплекта печатаемых символов к позиции
печатания. В силу инерционности работы механизмов периоды
перемещения ^е могут стать меньше некоторой предельной вели-
чины и даже возрастают с увеличением количества символов. Все
это снижает быстродействие ПУ. К другим недостаткам знакопе-
чатающих методов следует отнести относительную сложность меха-
низмов дешифрирования, печатания, а также вызываемый ими шум.
Мозаичный способ печатания позволил электронизировать де-
шифратор и, как следствие, повысить скорость передачи. Сущ-
ность этого способа состоит в разложении контура печатаемого
символа на растр-элементы (точки), которые и наносятся затем на
бумагу. Точки могут образовываться как при соударении печатаю-
щих стержней (иголок), управляемых электромагнитами, с бума-
гой через красящую ленту (ударный метод), так и одним из без-
ударных методов. В первом случае скорость печатания ограни-
159
чивается быстродействием управляющих электромагнитов, рабо-
тающих в заданном тепловом режиме, а во втором — продолжи-
тельностью процессов доставки красящего вещества и обработки
изображения. В обоих случаях время холостого хода на доставку
символов в зону печати и на перемещение всего комплекта симво-
лов с целью выборки одного из них пренебрежимо мало. Все это
позволило в мозаичных ПУ почти на порядок увеличить скорость
печатания по сравнению с ПУ, имеющими дешифратор механичес-
кого типа.
Важным достоинством мозаичных ПУ является еще и то, что
увеличение количества символов алфавита не требует увеличения
габаритов печатающей головки, вследствие чего скорость печа-
тания остается неизменной. Другим преимуществом мозаичных ме-
тодов является возможность воспроизведения графической инфор-
мации и факсимильных сообщений.
Применение мозаичных ПУ позволяет создать быстродействую-
щий электронный телеграфный аппарат, имеющий небольшие габа-
риты и массу, бесшумный в работе, обладающий высокой надеж-
ностью и потребляющий незначительную мощность. Правда, эти
преимущества достигаются за счет некоторого снижения требова-
ний к качеству печати.
Рис. 7 12. Мозаичная ударная однорядная печатающая головка
160
В электронном телеграфном аппарате с мозаичным ударным
способом печатания исполнительным органом является мозаичная
однорядная головка (рис. 7.12). Изображенная на рисунке головка
аппарата ТЕ-400 (фирмы Olivetti, Италия) состоит из семи ци-
линдрических электромагнитов, внутри которых находятся подвиж-
ные якори. К якорям присоединены печатающие иглы из воль-
фрамового сплава, торцы которых на выходе головки образуют
один столбец матрицы 1 Х7. При протекании тока по обмоткам
электромагнита якорь выдвигается вперед, печатающая игла произ-
водит удар через красящую ленту по бумаге и отпечатывает точку.
Если пропустить ток одновременно через все электромагниты, то
образуется вертикальная линия, состоящая из семи точек. После
окончания импульса печати якорь с печатающей иглой втягивается
в корпус электромагнита под действием возвращающей пружины и
каретка аппарата с мозаичной головкой перемещается на один шаг
в новую позицию печатания. Далее процесс повторяется.
На рис. 7.13 показан процесс отпечатывания символа А. В пер-
вой позиции печатания работают третья, четвертая, пятая, шестая
и седьмая иглы (счет игл сверху вниз), затем головка устанав-
ливается во вторую позицию и тогда ударяет по бумаге только
вторая игла, в третьей позиции — первая и пятая и т. д.; за де-
вять тактов произойдет отпечатывание всего символа. Таким обра-
зом, любой символ образуется в поле разложения 7X9. Команды
на срабатывание той или иной иглы подаются из схемы управле-
ния, где в ПЗУ (генераторе символов) хранятся все конфигурации
символов в виде двоичных 63 (7 Х9)-разрядных чисел.
Находят применение также двухрядные (2X7) ударные мозаич-
ные печатающие головки (МИГ), в которых иглы второго столбца
находятся относительно игл первого столбца в промежутках. Это
сделано для того, чтобы уменьшить дискретность контура символа
при печатании.
Печатаеный
синвол
Позиции
печати
Пнпульсы
печати
' 1-игла пг
работает о
0-игла не {
работает J
1
Патрица
печатаю-
щей
головки
о
1
о
о
о
о
о
Такты в процессе печатания
Рис. 7 13. Последовательность отпечатывания символа А мозаичной головкой
161
МОЗАИЧНЫЕ (ЗНАКОСИНТЕЗИРУЮЩИЕ)
ПЕЧАТАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА
В массовых телеграфных аппаратах получили широкое распро-
странение ударные мозаичные ПУ из-за применения в качестве
носителя обычной бумаги и быстродействия. Дискретность контура
устраняется повышением степени разложения символа (увеличе-
нием матрицы разложения) за счет многократного прохода одной
и той же строки, а также использования перекрытия точек в двух-
рядной головке.
Согласно ГОСТ 25220—82 любой символ кода МТК № 2 изо-
бражается в виде совокупности растр-элементов (точек), помещен-
ных в узлах прямоугольной решетки-матрицы (рис. 7.14). Эта
решетка имеет пять основных вертикальных линий и четыре допол-
нительных (штриховые линии) вертикальных линий. Кроме того,
решетка содержит семь горизонтальных линий. Матрица 7Х(5 +
+4) использована в аппарате РТА-80. Так как электромагниты
МПГ ограничены по быстродействию, мозаичный шрифт по-
строен таким образом, что в нем на одной горизонтальной линии
не имеется двух точек, следующих непосредственно друг за другом
на основной и дополнительной вертикальной линиях. В аппаратах
семиэлементного кода используют преимущественно матрицу
Рис 7.14. Матрица 7Х(5-{-4) разло-
жения символа
Рис. 7.15. Типы электромагнитов МПГ-
а - втяжной, б - П-образный, / - якорь, 2 шла,
3 - обмогка, 4 — возвратная пружина. 5 — сердеч
ник, 6 -- направляющая матрица, 7 — красящая
лента, 8 -- бума! а, 9 - валик печати
162
12 X (5 4-4). Применяются матрицы высоких порядков с увеличен-
ным числом электромагнитов в МПГ, т. е. усложненной головкой.
В МПГ применяют два типа электромагнитов, управляющих
печатающими иглами: втяжные и П-образные (клапанные)
(рис. 7.15). В печатающей головке электромагниты могут быть рас-
положены тремя способами: веерообразно в одной или двух па-
раллельных плоскостях, по окружности и друг за другом вдоль
оси. Например, головка аппарата фирмы Olivetti сконструирована
по первому способу (см. рис. 7.12). Примером МПГ с располо-
жением электромагнитов по окружности является МПГ фирмы
Игла Катушка электромагнита
6)
Рис 7 16 Мозаичная головка аппарата с расположением электромагнитов по
окружности’
<i конструкция, б — расположенно электрома» нигов
163
Hydra Corp (рис. 7.16). Особенностью этой головки является то,
что печатающая игла не связана жестко с якорем электромагнита.
При срабатывании якорь сообщает всю энергию игле, которая ле-
тит вперед и производит отпечаток. Реализация такого баллисти-
ческого принципа в головке позволяет достичь автоматического
регулирования силы удара в зависимости от числа печатаемых
копий, что увеличивает надежность головки, так как наиболее
слабым местом в МПГ является место крепления иглы с якорем.
Изготовленные из вольфрама или специальных сортов стали
иглы МПГ проходят через отверстия матрицы, в которых для
уменьшения трения установлены рубиновые подшипники. Внутри
головки имеются фильцевые перегородки, очищающие иглы от от-
ходов печатания — волокон красящей ленты, частиц бумаги и крас-
ки. После 5-Ю8 циклов работы кончики игл шлифуют.
Недостатком описанных двух вариантов компоновки МПГ яв-
ляется необходимость в изгибе печатающих игл. Угол изгиба рас-
тет с увеличением числа электромагнитов (при семи электромагни-
тах угол составляет около 40°, при девяти — 50°). Изгиб игл уве-
личивает потребляемую головкой мощность, вызывая повышенное
трение, и определяет малую жесткость удара изогнутой иглы по
бумаге.
Этих недостатков лишены МПГ с осевым расположением элек-
тромагнитов втяжного типа и полыми цилиндрическими якорями,
через которые пропускаются иглы от всех электромагнитов, нахо-
дящихся сзади. Примером МПГ с такой компоновкой является
печатающая головка аппарата РТА-80 (рис. 7.17). Твердосплавная
направляющая матрица МПГ выполнена из сплава ВК-6, а иголки
из быстрорежущих сортов стали типа Р-18 или Р6М5. Возвратные
пружины сделаны из бериллиевой бронзы БрБ2. На выходе МПГ
все иглы собраны направляющей матрицей в одну вертикальную
линию. Углы подхода иголок к матрице не превышают одного гра-
дуса, что достигается параллельным расположением иголок внутри
якорей и минимальным расстоянием игл от осевой линии головки.
Перед матрицей иголки дополнительно фиксируются фторопласто-
вой направляющей (на рисунке не показано) для исключения
трения игл друг о друга, а также для защиты от проникновения
красящего вещества внутрь головки. Характеристики МПГ аппара-
та РТА-80 следующие:
Число электромагнитов, шт .................................. 7; 8 или 9
Напряжение электропитания, В ............................... 27± 10%
Ток срабатывания электромагнита, А ......................... 0,6 ... 0,8
Длительность импульса тока в обмотке, мс ................... 1,6
Скорость работы, зн/с ...................................... 30
Диаметр поперечного сечения рабочей части иглы, мм ......... 0,38
Рабочий ход печатающей иглы, ммс............................ 0,5 ... 0,8
Габариты, мм ............................................... 94X35X39
Масса, г ................................................... 145
164
Рис. 7.17. Мозаичная головка аппарата РТА-80
В общем случае к МПГ предъявляют следующие требования:
минимальное время срабатывания и возвращения в исходное сос-
тояние печатающих элементов, что определяет ее быстродействие;
минимальный разброс параметров, влияющих на время срабатывания
и возвращения в исходное положение печатающих элементов, что
определяет качество работы МПГ; конструктивное выполнение
и точность изготовления, при которых обеспечивается удар точно в
установленное место, что определяет качество отпечатка; макси-
мальное преобразование подводимой энергии в энергию удара,
что определяет КПД и экономичность головки.
УПРАВЛЕНИЕ ПЕЧАТАЮЩИМИ УСТРОЙСТВАМИ
Как правило, в ПУ электронных телеграфных аппаратов для
продвижения и возврата каретки с печатающей головкой, а также
для перевода строки служат шаговые двигатели (ШД). Обычно
для продвижения каретки в процессе печатания используется пря-
мое вращение ШД, а для возврата к началу строки — обратное.
Для перемещения рулона бумаги применяется отдельный ШД.
Использование ШД позволяет в значительной степени сократить
количество деталей ПУ (исключаются редукторы, соединительные
165
муфты), повысить надежность аппаратуры и снизить вызываемый
ею шум.
На рис. 7.18 представлена типовая структурная схема управ-
ления ПУ с мозаичным способом печатания. Работа схемы иллюст-
рируется графиками рис. 7.19. Схема состоит из: накопителя И
(БИС КЮ02 ИР1), имеющего 32 ступени накопления; генератора
символов ГС с дешифраторами ДШ X и ДШ Y (БИС К1603
РЕ001), куда записаны 63-разрядные числа, соответствующие кон-
фигурациям печатаемых символов в поле матрицы 7X9; дешифра-
тора служебных комбинаций возврата каретки и перевода строки;
распределителя шагового двигателя (ШДГ) для перемещения бу-
маги и распределителя (ШД?) для продвижения каретки.
Управление печатанием происходит следующим образом. С вы-
хода приемника (БИС КЮ02 ХЛ1) кодовые комбинации в сопро-
вождении сигнала НИ записываются в накопитель Н типа FIFO
(БИС КЮ02 ИР1). С первой ступени накопителя комбинация
печатаемого символа поступает на дещифраторы ДШ X и ДШ Y
(БИС К1603 РЕ001), одновременно из ДШ служебных комбинаций
поступает на ДШ X двухразрядное число, содержащее признак
регистра. По сигналам X и Y в ГС (ПЗУ) выбирается соответ-
ствующее 63-разрядное число, которое считывается за девять так-
тов по семь разрядов с помощью сигналов г. Цикл печатания на-
чинается с появления сигнала НИ занятости 1-й ступени накопите-
ля. Этот сигнал, пройдя схему Иь, устанавливает триггер в со-
стояние, разрешающее прохождение тактовых импульсов ТИ на
распределитель 1 ШДч. Распределитель начинает вырабатывать
импульсы, которые поступают в обмотки двигателя. Каретка с
печатающей головкой начинает шаг за шагом перемещаться слева
направо (прямое движение). Во время движения датчик печати
(ДП), насаженный на ось двигателя, вырабатывает сигналы г.
Выходные сигналы от генератора символов формируются, усили-
ваются и поступают в обмотки электромагнитов МПГ. За девять
шагов ШДъ происходит отпечатывание символа, ШДч останавли-
вается и с распределителя подается сигнал Конец цикла печатания
(Информация считана — ИС), который устанавливает триггер Гз
в исходное состояние и стирает информацию с первой ступени
накопителя. Информация со второй ступени переписывается в пер-
вую, и цикл печатания повторяется.
После дешифрирования сигнала ВК (возврат каретки) или
поступления сигнала об окончании строки (69-й символ) триггер
Г2 устанавливается в положение, разрешающее поступление так-
товых импульсов в распределитель 2 ШДь Двигатель ШДъ начи-
нает вращаться в обратную сторону, возвращая каретку с МПГ
к началу строки. При возврате двигатель работает в режиме само-
коммутации, когда переключение обмоток происходит по сигналам
датчика Д ШД. В этом режиме происходит убыстренный возврат
каретки к началу строки. При поступлении сигнала от контакта
166
От приенника
Рис. 7.18. Структурная схема управления печатающим устройством
a)
Рис. 7.19. Временная диаграмма работы схемы управления мозаичным ПУ
«Начало строки» триггер Tz возвращается в исходное состояние
и ШДъ останавливается. При возврате каретки с конца строки для
избежания удара ее о левую стенку ПУ срабатывает еще один
датчик—датчик «7-й знак» (на схеме не показан), по сигналу
которого начинается торможение двигателя.
При дешифрировании кодовой комбинации ПС (перевод строки)
или нажатии на кнопку Выпуск бумаги триггер Т\ устанавливается
в положение, разрешающее поступление тактовых импульсов в
ШД\. Печатающий валик начинает вращение и выдвигает бумагу.
В зависимости от установленного интервала между строками ШД\
делает определенное количество шагов, а затем с его распреде-
лителя подается сигнал сброса на триггер Т\. Во время работы
триггеров Т\ и Т? (выполнение операций ВК и ПС) схема И4 бло-
кируется и печатание не производится.
В некоторых типах телеграфных аппаратов емкость накопителя
168
Н выбирается равной числу знаков в строке, и если к началу воз-
врата каретки этот накопитель заполнен, то происходит распечатка
строки при обратном движении каретки.
Большая интегральная схема ГС К1603 РЕ001 представляет
собой ПЗУ и предназначена для преобразования кода МТК-2 в
код конфигурации мозаичных символов в полях 7X5 и 7X9. Эта
БИС имеет одиннадцать адресных входов Ло — Лю, восемь выхо-
дов Do — D7, два входа СЕ\ и СЕъ выборки кристаллов, вход OD
считывания информации, входы для подключения напряжения пи-
тания + 5 В и общий. При работе на адресные входы А4 — Л8 по-
дается пятиэлементный параллельный код МТК-2, на входы Л9 и
Лю поступает признак регистра (00 — «Рус», «01» — «Лат», 10—
«Циф», 11—дополнительные символы). Адресные входы Ло — Л3
подключаются к выходам разрядов двоичного четырехразрядного
счетчика, причем в зависимости от типа разложения при началь-
ной установке этот счетчик устанавливается в состояние 0101 (7Х
Х5) или ОНО (7X9). На вход CEi и счетчик от ДП подаются
(также в зависимости от типа разложений) пять или девять им-
пульсов. При переключении состояний четырехразрядного счетчика,
который в первом случае работает на вычитание, а во втором —
на сложение, на выходах микросхем Do — Do появляется информа-
ция, соответствующая столбцам матрицы разложения нужного
символа. Выход D? используется для проверки правильности работы
микросхемы: добавляется единичный разряд, если столбец содержит
нечетное число единичных разрядов (проверка на четность).
Согласно рис. 7.18 построена схема управления ПУ телеграфно-
го аппарата РТА-80.
ПЕЧАТАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ТЕЛЕ-
ГРАФНЫХ АППАРАТОВ
Рассмотрим кинематическую схему (рис. 7.20) мозаичных ПУ, применяемых
в отечественных телеграфных аппаратах, включая и РТА-80. Печатающее устрой-
ство состоит из узла печатания, механизма продвижения каретки, механизма про-
движения бумаги, механизма продвижения красящей ленты и датчиков.
Узел печатания собран на каретке / с МПГ. Каретка на подшипниках пере-
двигается по направляющим 2 К каретке снизу прикреплена шторка (на рисунке
не показана), которая при движении перекрывает луч оптоэлектронных датчиков
«Начало строки» и «7-й знак». Правая и левая части механизма продвижения
красящей ленты крепятся на кронштейнах основания. Вал 3 печати установлен на
пластмассовых колодках
Механизм продвижения каретки приводится в движение от шагового дви-
гателя 4 через зубчатое колесо 5 вала двигателя и блок колесо-шкив 6, блок колесо-
шкив 7, вращающийся на неподвижной оси, через плоскозубчатый ремень 8, наде-
тый справа на шкив 7, а слева — на шкив 9. Каретка, связанная с ремнем скобой
10, перемещается параллельно оси вала 3. Печатающая головка устанавливается
169
\Ю
на розетку разъема, жестко закрепленного на каретке, и прижимается к розетке
пружиной. Перемещение производится вместе с кабелем // (круглым или пло-
ским), один конец которого закреплен в каретке, а другой образует петлю и при-
креплен зажимом 12 к основанию ПУ. Диск 13 с прорезями (9 прорезей — внеш-
няя, первая дорожка, 16 отверстий—внутренняя, вторая дорожка), насаженный
на вал ШД, вместе со светодиодами и фотодиодами составляет систему 14 из дат-
чиков Д ШД и ДП.
Механизм продвижения бумаги обеспечивает продвижение телеграфной ленты
на одинарный или полуторный интервал (4,23 или 6,35 мм), заправку бумаги,
перемещение телеграфной ленты вручную. Механизм работает от ШД 15 через
зубчатое колесо 16, зубчатое блок-колесо 17, зубчатое колесо 18, закрепленное на
валу 3. На другом конце вала печати находится колесо 19, связанное с шестерней
20 оси подкрутки 21. На этой оси установлен резиновый ролик 22, находящийся в
контакте с валом печати. Телеграфная лента, зажатая между роликом и валом
печати, продвигается при вращении вала печати от двигателя 15 или вручную
от зубчатого колеса 18.
Механизм красящей ленты обеспечивает продвижение красящей ленты 23 и
смену направления (реверс) се движения. Продвижение красящей ленты осущест-
вляется во время возврата каретки при помощи пружинной муфты. Во время пе-
чатания красящая лента неподвижна. При возврате каретки шестерня 6 с ведущей
муфтой 24 на правой стороне ПУ с помощью пружины 25 вращает ведомую
муфту с шестерней, находящуюся в зацеплении с зубчатым колесом, установлен-
ным на шатуне 26, который может занимать два положения — свободное и в за-
цеплении с большим колесом блока шестерен. Малая шестерня блока связана с
торцевым колесом 27, жестко закрепленным на оси катушки красящей ленты.
На левой стороне ПУ вращение передается от ведущей муфты шкива 28 при
помощи пружины 29 к ведомой муфте с шестерней, находящейся в зацеплении с
зубчатым колесом, установленным на шатуне 30. Этот шатун, как и правый, может
занимать два положения. Малая шестерня блока шестерен связана с торцевым ко-
лесом 31, жестко закрепленным на оси катушки 32 красящей ленты. Требуемое
натяжение красящей ленты устанавливается с помощью фрикционных тормозов 33
(слева и справа) Смена направления движения красящей ленты производится от
узла, завязанного на ленте, который в зависимости от местонахождения воздейст-
вует на рычаги 34 или 35, разрешающие повернуться рычагам 36 (правый рычаг
не показан). В результате этого на одной из сторон ПУ зубчатое колесо шатуна
войдет в зацепление с большим колесом блока шестерен, а на другой стороне с
помощью тяги 37 выйдет из зацепления. После того, как произойдет смена направ-
ления движения красящей ленты и узел ленты освободит один из рычагов 34 или
35, который под действием пружин 38 и 39 займет исходное положение.
ДИСКРЕТНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕЧАТАЮЩИХ
УСТРОЙСТВ
В блоках современных телеграфных аппаратов, для передви-
жения бумажных лент находит применение дискретный электро-
привод на основе шаговых двигателей. Известно, что шаговым
двигателем называется электромеханическое устройство, поз-
171
1(р и
ООпогпка
пуске, торможении, реверсе,
Рис. 7.21. Устройство трехфазного шаго-
вого двигателя
воляющее преобразовывать им-
пульсы управления в фиксирован-
ные линейные или угловые пере-
мещения выходного вала. В теле-
графии используются ШД с элек-
тромагнитной связью ротора и
статора, поскольку они имеют луч-
шие динамические характерис-
тики. Шаговые двигатели сохра-
няют синхронизм (равенство
числа шагов двигателя числу
управляющих импульсов) как
при движении ротора, так и при
а также допускают длительную
фиксированную остановку ротора, когда по обмоткам статора
протекает постоянный ток. Впрочем, в схемах телеграфных ап-
паратов с целью экономии потребляемой мощности предусмотрено
обесточивание обмоток при перерывах в работе. Применяемые
ШД питаются от источников постоянного тока (в отечественных
аппаратах от источников напряжением 27 В), при этом распре-
делитель импульсов ШД выполняет ту же роль, что и щетки
коллектора в машинах постоянного тока. В электроприводе теле-
графных аппаратов наибольшее распространение получили че-
тырех- и трехфазные ШД, имеющие соответственно четыре и три
обмотки управления.
Статор с реактивным ротором имеет выступающие полюса, во-
круг которых укладываются обмотки, соединяемые в фазы (рис. 7.21).
Ротор представляет собой многополюсную зубчатую конструкцию.
Обмотки двух противоположных полюсов статора соединяются
последовательно и при протекании по ним тока образуют полюса
противоположной полярности. При этом ротор занимает фиксиро-
ванное положение (статическое равновесие), соответствующее на-
ибольшей магнитной проводимости пути замыкания магнитного
потока статора для данной возбужденной фазы. При подаче им-
пульса управления в следующую фазу ротор занимает новое фикси-
рованное положение, совершая при этом шаг s==360°/
где dp — число зубцов ротора, q — число обмоток управления
на статоре, пространственно сдвинутых относительно друг друга.
Если отклонить ротор, находящийся в фиксированном положении,
на некоторый угол, то магнитная проводимость уменьшится и воз-
никнет синхронизирующий момент, который будет стремиться воз-
вратить ротор в прежнее положение.
В отечественных телеграфных аппаратах используются в основ-
ном ШД, имеющие четыре обмотки. Коммутация обмоток — пар-
172
ная, симметричная, четырехтактная. Если ток в обмотке ШД про-
текает только в одном направлении, то схема включения назы-
вается униполярной, если в двух направлениях, то схема на-
зывается биполярной. На рис. 7.22 представлены схемы вклю-
чения обмоток ШД и временные диаграммы их работы. При про-
чих равных условиях биполярное включение обеспечивает боль-
ший рабочий момент па валу и момент трогания при большем
числе шагов в секунду, чем включение по униполярной схеме.
Биполярная схема допускает попарное параллельное или последо-
вательное включение обмоток.
Основной задачей ШД в телеграфных аппаратах является обе-
спечение необходимой точности установки исполнительных орга-
нов за минимальное время.
При относительно небольших скоростях работы ШД (например,
для механизмов продвижения бумаги и продвижения каретки в
прямом направлении) используется синхронный режим работы, при
котором переключение обмоток двигателя происходит при поступ-
лении очередного импульса управления из схемы. В этом режиме
переходный процесс, соответствующий переключению, заканчивает-
ся до прихода следующего импульса. При увеличении частоты
следования управляющих импульсов до предельной частоты им-
пульсов, обеспечивающей вхождение привода в синхронизм, дви-
гатель втягивается в синхронизм с места без потерь при данной
нагрузке на валу.
УТЛ
ут3Л
б)
Рис. 7.22 Схемы включения обмоток ШД*
а — биполярная, б — униполярные
Шаги ШД b
173
При программном разгоне ШД частоту следования управляю-
щих импульсов изменяют постепенно по некоторому закону. В ре-
зультате достигается частота работы ШД, превышающая частоту
(опр вращения двигателя. Однако схемы управления для разгона
ШД по программе сложны в реализации, а также очень чувстви-
тельны к воздействию мешающих факторов (например, затиранию
ремня, загустению смазки в подшипниках и др.). При этом проис-
ходят сбои в работе, снижающие эффективность работы механиз-
мов ПУ.
Для повышения надежности работы, получения предельных ди-
намических и энергетических характеристик в приводе механизма
возврата каретки (от времени Тй к зависит емкость накопителя),
а также в приводе механизма дешифрирования комбинаций в ПУ
на основе лепесткового литерного диска используют режим само-
коммутации ШД. В этом режиме схему электропривода строят
замкнутой: устройство управления — распределитель (коммутатор)
ШД — обмотки ШД — вал двигателя — датчик ШД — схема за-
держки — устройство управления. В отечественных аппаратах дат-
чик представляет собой систему из диска с отверстиями, свето-
диода и фотодиода (см. рис. 7.20). Импульсы, вырабатываемые
датчиком в момент окончания отработки очередного шага, задер-
живаются перед подачей на распределитель ШД. Момент переклю-
чения обмоток ШД с помощью схемы задержки выбирается таким,
чтобы ротор находился между двумя положениями статического
равновесия, т. е. тогда, когда он обладает наибольшей скоростью.
В результате переключения создается ускоряющее электромагнит-
ное поле, дополнительно увеличивающее скорость вращения рото-
ра ШД.
7.4. ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ
ПЕРФОРИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ
Несмотря на то, что в телеграфной технике появились перспективные носи-
тели информации, наряду с ними по-прежнему широко применяется бумажная
перфораторная лента из-за удобства ее хранения, устойчивости к климатическим
воздействиям, возможности визуального чтения информации и низкой стоимости.
Основным способом нанесения информации на носитель является механическая
пробивка отверстий в ленте. Таким образом, перфоратор до сих пор остается одним
из узлов аппарата, трудно поддающимся электронизации. Прогресс в области
проектирования перфораторов состоит в использовании отдельного электропривода,
применении более совершенных магнитных материалов и износостойких сплавов,
оптимизации конструктивных решений и кинематических схем. Все это привело к
тому, что скорость перфорации современных перфоприставок к аппарату достигла
30 зн/с.
Технические характеристики перфоприставки аппарата РТА-80 следующие:
Скорость перфорации, зн/с .................:....................... 13,3
Код .............................................................. МТК-2
174
Ширина перфораторной ленты, мм ................................ 17,4 zb 0,05
Толщина перфораторной ленты, мм ............................... 0,1 zb0,08
Диаметр круга перфоленты, мм .................................. 200zb6
Шаг перфорации, мм ............................................ 2,54zb0,05
Ток пускового электромагнита, А ............................... 0,2
Ток кодового электромагнита, А ................................ 0,06
Напряжение питания электромагнитов, В ......................... 24,3...32,4
Используемый в приводе тип электродвигателя ................... синхронный,
У АД-32
Напряжение питания электродвигателя, В ........................ 187...242
Потребляемая мощность, В «А ................................... 26
Рассмотрим кинематическую схему перфоратора РТА-80 (рис. 7.23). При
включении электродвигателя 1 его вращение через зубчатый ремень и систему
шкивов передается валу 2. Пробивкой транспортных отверстий управляет якорь 3
пускового электромагнита 4. Набор принимаемой информации осуществляется
на якорях 5 электромагнитов 6 (показан один электромагнит из пяти)-. Якоря
в исходном положении подведены к сердечникам электромагнитов при помощи
тяг 7 и 8, взаимодействующих с винт-осью 9. Концы тяг связаны с рычагами
10 и 11. Силовым элементом, обеспечивающим пробивку отверстий в перфоратор-
ной ленте, является перфорирующий рычаг 12, получающий движение через втулку
13 от эксцентрика вала 2. Благодаря движению рычага 12 ось 14 рычагов 10
и 11 перемещается вверх — вниз. Если электромагниты 4 и 6 обесточены, то рычаги
10 и 11, разворачиваясь вокруг своей оси под действием пружин 15, устанавли-
Рис. 7 23. Кинематическая схема перфоратора РТА-80
175
ваются под пуансоны 16. При дальнейшем движении перфорычага 12 перемеща-
ется вверх система рычагов 10 и //, в результате чего пробиваются отверстия
в перфораторной ленте, прижатой к матрице 17, при помощи пуансонов 16.
Если электромагниты 4 и 6 находятся под током, то якоря 3 и 5 удерживаются
в притянутом состоянии, разворота рычагов 10 и // не происходит и при движении
вверх они проходят мимо пуансонов 16. Таким образом, отсутствию импульса в
обмотке электромагнита соответствует отверстие на перфоленте. Схема управ-
ления перфоратором аппарата РТА-80 работает инверсными сигналами.
При дальнейшем вращении вала 2 перфорычаг из верхнего положения опуска-
ется вниз. Скоба 18, расположенная на оси 14, выводит пуансоны 16 из мат-
рицы 17. Транспортные отверстия пробиваются в ленте в каждом цикле с поступ-
лением информации.
Пошаговое продвижение перфоленты осуществляется храповым механизмом,
состоящим из собачки 19, двухплечевого рычага 20 и храповика 21. При обесточен-
ном электромагните 4 храповый механизм, приводимый в движение от кулачка
22, поворачивает ось с роликом 23 на зуб. Перфолента, прижатая роликом 24,
продвигается на один шаг, равный 2,54 мм. Рычаг 25, собачка 26, рычаг 27, колон-
ка 28 необходимы для пошагового перемещения ленты в обратную сторону (реверс
ленты).
Упрощенная структурная схема управления перфоратором аппарата РТА-80
представлена на рис. 7.24. Приходящая из приемника информация в виде
пятиразрядных кодовых комбинаций в сопровождении сигнала НИ поступает на
вход накопителя Н типа FIFO. По сигналу НИ, появившемуся на выходе Н, на-
чинает протекать ток в обмотке пускового электромагнита и триггер Т устанавли-
вается в рабочее положение, благодаря чему подается разрешающий потенциал
на схему совпадения и запускается схема включения двигателя УАД-32 Схема
включения двигателя подает электропитание на двигатель, который начинает раскру-
чиваться. В схеме также запускается счетчик. Кроме того, с выхода схемы пода-
ется сигнал, по которому в обмотках всех кодовых электромагнитов начинает
протекать ток, чтобы не было ложной пробивки отверстий во время раскрутки
Рис. 7.24. Упрощенная структурная схема управления перфоратором РТА-80
176
двигателя. Через 1,78 с, что соответствует времени достижения двигателем номи-
нальной скорости вращения, схема снимает блокировку с электромагнитов перфо-
ратора. Разряды первой кодовой комбинации с выхода накопителя поступают на
вход усилителей УсПРФ. Происходит набор кодовой комбинации в инверсном коде
на кодовых электромагнитах перфоратора. Выходной сигнал со схемы включения
двигателя, пройдя через схему И, запускает счетчик циклов, который формирует
циклы работы пускового электромагнита (32 мс), протяжки перфоленты (41 мс)
и цикл считывания информации с выходной ступени накопителя (65 мс). Таким
образом, последовательность операций в перфораторе следующая: после набора
кодовой комбинации на якорях кодовых электромагнитов и обесточивания об-
мотки пускового электромагнита пробиваются кодовые и транспортные отверстия
в бумажной ленте, затем лента протягивается на один шаг и в накопитель И
посылается сигнал ИС, по которому происходит запись в выходную ступень новой
кодовой комбинации, подлежащей фиксации. На этом цикл работы перфоратора
заканчивается.
При наличии информации в // цикл работы повторяется, только уже без
учета времени, необходимого для разгона двигателя. При отсутствии информации
в И триггер Т не устанавливается в рабочее состояние (до этого он устанавлива-
ется в исходное состояние сигналом ИС). Счетчик циклов не запускается, а дви-
гатель продолжает вращаться в течение 45 с (имеется специальный счетчик).
В более поздних моделях перфоратора РТА-80 вместо счетчика циклов исполь-
зуется оптоэлектронный датчик, связанный с положением вала двигателя. Разре-
шение перфорации, протяжки, а также момент считывания информации с выход-
ной ступени накопителя определяются по сигналам с этого датчика.
Особенностью перфоратора, используемого в отечественных аппаратах, явля-
ется принудительный подвод якорей к сердечникам электромагнитов. Это позволяет
уменьшить ток, потребляемый каждой обмоткой, поскольку ток удержания меньше
тока срабатывания. Кроме того, из-за отсутствия резких перепадов сопротивле-
ния в магнитной цепи электромагнитов уменьшается также уровень радиопомех.
Отметим, что существует множество других кинематических схем, в частности
перфораторы, приводимые в движение шаговыми двигателями, а также перфора-
торы, пуансоны которых управляются поворотными электромагнитами.
7.5. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ УСТРОЙСТВ
ТЕЛЕГРАФНОЙ АВТОМАТИКИ,
ИСПОЛЬЗУЮЩИХ БЕЗБУМАЖНУЮ
ТЕХНОЛОГИЮ
Существующая система технологических процессов по обра-
ботке телеграмм более приспособлена для использования перфо-
ленты, чем для других видов носителей. Это объясняется отчасти
известными преимуществами применения бумажной ленты. К ним
следует отнести: возможность визуального чтения информации,
большую информационную емкость, возможность хранения без
источников электропитания, высокую помехозащищенность от
электромагнитных воздействий, легкость крепления к бланку, воз-
177
можность отрыва ленты с отдельной телеграммой для передачи
ее на другое место телеграфиста.
Поскольку пробивка отверстий в бумажной ленте производится
механическим способом, перфоленточная автоматика состоит из
точных и сложных механических узлов, снижающих ее надежность.
Другими недостатками перфоленточной автоматики являются:
низкая скорость обработки информации, большие массогабаритные
характеристики (особенно у перфоприставки) и значительные
эксплуатационные расходы на техобслуживание. Кроме того, бу-
мажной ленте как носителю информации присущи следующие
недостатки: одноразовое использование, низкая механическая проч-
ность, неудобный поиск нужной телеграммы. При редактировании
на ленте получаются «следы», которые при передаче непроизводи-
тельно занимают канал связи. После окончания заготовки инфор-
мации и обнаружения ошибки устранение ее невозможно. Таким
образом, процесс редактирования на ленте мало эффективен и
трудоемок, возможны ошибки при подсчете шагов реверса ленты.
Применение устройств телеграфной автоматики, использующих
небумажные носители информации, устраняет указанные недостат-
ки. Широкое распространение нашли устройства, основанные на
принципе записи информации на движущийся магнитный носитель.
Эти устройства, являющиеся устройствами электромеханического
типа, отличаются низкой стоимостью хранения единицы информа-
ции и невысоким по сравнению с оперативной памятью телеграф-
ного аппарата быстродействием. Преимущественное распростра-
нение получили устройства, использующие магнитные ленты и
диски.
Устройства записи-считывания на магнитной ленте имеют высо-
кие надежность (Го=ЮОО ч), скорость обработки информации
(до 500 зн./с) и удобны для осуществления редактирования.
По конструктивному исполнению магнитные диски разделяют
на жесткие и гибкие (диски, флоппи-диски). Стандартный диаметр
гибкого магнитного диска 130 мм (5 1/4 дюйма), емкость 80К ...
...260К байт; емкость жесткого диска до 20 Мбайт.
В перспективных моделях телеграфных аппаратов и термина-
лов имеются устройства записи-считывания, использующие ци-
линдрические магнитные домены (ЦМД). Принци-
пиальное отличие от устройств магнитной автоматики состоит в
том, что в ЗУ на ЦМД носитель неподвижен, а движутся «биты ин-
формации», представляющие собой области самопроизвольного на-
магничивания с изменяющимися под действием внешнего магнит-
ного поля границами. Эти области называются доменами. Преи-
мущества ЗУ на ЦМД следующие: хранение информации при выклю-
ченном питании в течение неограниченного времени, бесшумность,
надежность, отсутствие движущихся частей, компактность, малая
мощность рассеяния, большая емкость.
178
Рис. 7.25 Преобразование доменов при действии внешнего магнитного поля:
а — внешнее ноле отсутствует, б — слабое внешнее поле, в - сильное внешнее поле
Рассмотрим принцип действия таких ЗУ. Носителями данных
в ЗУ (рис. 7.25) являются очень тонкие пластины из кристаллов
одноосных магнитных материалов (ортоферриты, феррит-гранаты,
магнитоплюмбиты и др.) с осью легкого намагничивания, перпен-
дикулярной поверхности пластины. При отсутствии внешнего маг-
нитного поля в такой пластине существуют полосовые домены
змеевидной формы. Каждый домен представляет собой группу
атомов размером 1...10 мкм, электроны которых имеют парал-
лельные магнитные моменты. Следовательно, домен имеет магнит-
ный момент, равный сумме моментов. Когда материал в своей мас-
се не намагничен, домены, а значит, и их моменты ориентированы
произвольно в трех направлениях, поэтому суммарный момент
всей пластины равен нулю. В очень тонкой пленке домены ориен-
тируются в двух направлениях (верх— низ, см. рис. 7.25, а).
Если приложить слабое внешнее магнитное поле (поле смеще-
ния) перпендикулярно тонкой пластине, то домены, ориентиро-
ванные против вектора напряженности поля, становятся значи-
тельно уже, их площадь уменьшается (рис. 7.25,6). При даль-
нейшем увеличении напряженности внешнего поля длина доме-
нов уменьшается и становится сравнимой с толщиной домена или
очень тонкой пластины. Домен превращается в цилиндрик, ориен-
тированный по вектору напряженности поля. Если на ЦМД по-
смотреть сверху, то увидим круг—магнитный «пузырек» диамет-
ром до 3 мкм (см. рис. 7.25, в).
Если далее увеличивать напряженность внешнего магнитного
поля, «пузырьки» сжимаются, а затем исчезают. Пластинка на-
магничена полностью. Если убрать поле смещения, то появившиеся
домены вновь принимают змеевидную форму.
На пластину с ЦМД сверху наносят специальный узор (аппли-
кацию) из магнитной пермаллоевой пленки. Если в определенный
момент времени намагнитить элементы этой аппликации, то «пу-
зырьки» притянутся к ним, т. е. произойдет их перемещение. В опи-
сываемом ЗУ наличие «пузырька» соответствует логической «1»,
179
Пермаллоедые Вращающееся
аппликации магнитное поле
^упр
Рис. 7.26. Перемещение ЦМД с по-
мощью вращающегося магнитного поля
Детектор
ЦМД
__________________□
х( Петля 272
х С Петпя 271 -
I : I
Входная __________*_________ Выходная
дорожка х( Петля 3 7j)-> дорожка
X ( Петля 2 5) -*•
ХС Петля 1
□
Генератор ЦМД
Рис. 7.27. Архитектура ЗУ на ЦМД
отсутствие — логическому «О». Продвижение ЦМД, или «пузырь-
ка», происходит от одного элемента аппликации, обычно имеющего
Т-образную или в виде шеврона форму к другому с помощью
вращающегося управляющего магнитного поля. На рис. 7.26
показано, как под влиянием вращающегося поля на концах эле-
ментов пермаллоевых аппликаций образуются магнитные полюса,
к которым притягивается «пузырек». Таким образом, ЦМД (логи-
ческая «1») последовательно перемещается по доменному регистру,
образованному из элементов аппликации. Если выключить вра-
щающееся магнитное поле, а включить постоянное поле смещения
от постоянного магнита, то «пузырьки» не исчезнут и информация
в ЗУ сохранится.
Считывание из регистра производится обычно с помощью маг-
нито-резистивных пермаллоевых микродатчиков в детекторе ЦМД.
Под действием магнитного поля продвигающегося ЦМД изме-
няется сопротивление пермаллоевой магнитно-резистивной пленки
датчика, которая, в свою очередь, изменяет величину протекаю-
щего через датчик тока. На выходе датчика появляется сигнал
в несколько милливольт.
Архитектура ЗУ на ЦМД показана на рис. 7.27. Запоминаю-
щее устройство состоит из 272 петель (регистров) хранения емко-
стью 4096 бит каждая, в которых циркулируют «пузырьки». Цир-
куляция происходит под действием вращающегося магнитного
поля, создаваемого управляющими катушками (дополнительно
к постоянному полю смещения от постоянного магнита). В генера-
торе ЦМД под влиянием импульса тока в проводнике, имеющем
специальную форму, образуется «пузырек», который под действием
вращающегося магнитного поля перемещается по входной до-
рожке к соответствующим петлям (регистрам).
180
Пройдя через доменный регистр, «пузырек» на его выходе под
влиянием специального устройства — репликатора расщепля-
ется на два, из которых один вновь отправляется в регистр, а вто-
рой поступает на выходную дорожку, по которой попадает в детек-
тор (датчик считывания). После считывания «пузырек» разруша-
ется. Благодаря образованию дублирующего «пузырька» при
считывании информация в ЗУ не стирается.
В ЗУ используется внутренний код для коррекции аппаратных
ошибок. К блоку из 256 бит добавляется 14 проверочных бит и 2
резервных. «Пузырьки» циркулируют с частотой 50 кГц. Среднее
время выборки одного бита около 41 мс.
Конструктивно ЗУ на ЦМД состоит из двух модулей: магнит-
ного и электронного. В магнитный модуль входит БИС
памяти (один или несколько регистров памяти с генератором «пу-
зырьков», детектором и аннигилятором — разрушителем «пузырь-
ков»), которая вместе с постоянным магнитом, создающим поле
смещения, находится внутри соленоида, генерирующего враща-
ющееся магнитное поле. Магнитный модуль помещается в пермал-
лоевый экран, защищающий ЗУ от действия внешних магнитных
полей, и герметизируется компаундом (пластмассой) с высокой
теплопроводностью.
В электронный модуль входят БИС управления, БИС
генератора тактовых импульсов, элементы для образования «пу-
зырьков» и их расщепления, устройства управления вращающимся
полем, задающее транзисторное устройство.
Емкость ЗУ на ЦМД может достигать несколько мегабайт.
В ЗУ на ЦМД емкостью 1 Мбит используют источники электро-
питания 5 В±5% (максимальный ток потребления 2,4 А) и
12 В±5% (максимальный ток 0,8 А). Температурный диапазон
работы от 0 до 55° С, хранения данных от —45 до + 90°С. Тип
отечественной ИМС ЗУ на ЦМД—К1602 РЦЗ. Проводятся науч-
но-исследовательские и опытно-конструкторские работы по совер-
шенствованию характеристик этого перспективного типа ЗУ.
Во многих случаях в телеграфных аппаратах используются
устройства записи-считывания на основе электронной памяти —
электрически перепрограммируемого ЗУ типа «электронная кассе-
та» или ОЗУ с резервным источником питания (батареи из мар-
ганцево-цинковых элементов типа А373С и А343С или из литиевых
источников тока). Емкость ЗУ не менее 128К байт, время сохране-
ния информации не менее 50 ч при отключении основного источ-
ника электропитания.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Укажите основные методы регистрации (приема) телеграфных посылок
в современных телеграфных аппаратах и поясните принцип действия какого-либо
из них.
181
2. Расскажите об устройстве и принципе действия приемной части БИС
1002ХЛ1.
3. Поясните алгоритм и временную диаграмму работы приемника телеграф-
ного аппарата.
4. Классифицируйте методы печатания в современных аппаратах, дайте
сравнение знакопечатающих и мозаичных методов и перечислите их достоинства
и недостатки.
5 Объясните устройство и поясните работу мозаичной печатающей головки.
Каковы технические характеристики отечественной МПГ?
6. Расскажите по схеме рис. 7.18 работу устройства управления ПУ.
7. Что такое режим самокоммутации шагового двигателя ШД, используемого
в электроприводе ПУ телеграфного аппарата? Поясните работу схем включения
обмоток ШД.
8. Расскажите о работе перфоратора, используя кинематическую и структур-
ную схемы. Каковы технические характеристики перфоратора?
9. Поясните принцип работы ЗУ на цилиндрических магнитных доменах.
Каковы их технические характеристики?
Глава 8. ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ
ТЕЛЕГРАФНЫХ АППАРАТОВ
8.1. ЦЕПИ СОПРЯЖЕНИЯ ТЕЛЕГРАФНЫХ
АППАРАТОВ С КАНАЛАМИ СВЯЗИ
Телеграфный аппарат имеет определенное количество электрических цепей, вы-
веденных на его внешние разъемы. Эти цепи предназначены для сопряжения
аппарата с другими приборами или устройствами при включении его в сеть связи.
Согласно ГОСТ 25830—83 такие цепи называются внешними.
К внешним цепям относятся цепи: линейные информационные; управления
на расстоянии блоками аппарата и внешними устройствами; выносной сигнализа-
ции; для подключения внешних приборов контроля и диагностики при выполнении
профилактических и ремонтно-восстановительных работ; электропитания аппарата,
а также защитное заземление.
В соответствии с ГОСТ 22937—78 существуют еще местные информационные
цепи, служащие для сопряжения телеграфной аппаратуры или аппаратуры пере-
дачи данных внутри здания и не имеющие непосредственного соединения с внеш-
ними линиями связи. При соединении высокоскоростных терминальных установок
друг с другом и ЭВМ местные цепи образуют локальные информационные сети
(см. гл. 5).
В современных аппаратах обеспечивается автоматическая защита линейных
выходных цепей от токов перегрузки, при этом порог срабатывания защиты дол-
жен находиться в пределах 80... 100 мА. В большинстве случаев аппараты вклю-
182
чаются ио схеме с контролем своей передачи, следовательно, обеспечивается
защита и входных цепей аппарата. При работе одного аппарата с другим и разде-
лении входных и выходных цепей происходит взаимная защита входных цепей.
Цепи управления разделяются на цепи: функционального управления, по
которым внешние устройства дистанционно управляют работой блоков телеграф-
ного аппарата; дистанционного управления передачей (ДУ), по которой внешние
устройства управляют передачей с телеграфного аппарата; устройств выделения
команд, по которым телеграфный аппарат управляет работой внешних устройств.
8.2. РЕЖИМЫ РАБОТЫ И СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ
ТЕЛЕГРАФНЫХ АППАРАТОВ
На рис. 8.1 представлена схема режимов работы телеграфных аппаратов.
В местном режиме («На себя») работа происходит последовательным
кодом с использованием передатчика, приемника и устройства сопряжения с ли-
нией, а также линейной батареи. Кроме того, в большинстве аппаратов реали-
зован местный режим без использования указанных блоков, при этом остальные
блоки обмениваются информацией непосредственно параллельным кодом на уровне
логических сигналов (см. рис. 1.2). Линейная батарея не требуется.
При включении аппаратов в линейный режим для работы по выделен-
ным и коммутируемым каналам выход аппарата может быть двух- или четырехпро-
водным. В двухпроводном варианте обмен сообщениями происходит поочередно
Рис. 8.1. Режимы работы телеграфных аппаратов
183
при помощи однополюсных телеграфных посылок. В некоторых аппаратах преду-
смотрены автоматический переход из местного режима в линейный при поступле-
нии информации с линии и сигнализация об этом переходе.
Рассмотрим схемы включения телеграфных аппаратов. Любой телеграфный
аппарат сопрягается с линией связи с помощью входного (Вх. У) и выходного
(Вых. У) устройств, образующих устройство сопряжения с линией (УСЛ) Чаще
всего в составе телеграфного аппарата отсутствует источник постоянного тока,
поэтому для создания тока в линии связи должна быть линейная батарея (ЛБ).
На рис. 8.2 представлены необходимые компоненты для включения телеграфного
аппарата в линию связи как в однополюсном, так и двуполюсном режиме. Двух-
полюсное выходное устройство представляет собой два последовательно соединен-
ных переменных сопротивления /?( и /?2 с выводом точки их соединения (средней
точки). Величины сопротивлений в зависимости от полярности передаваемых по-
сылок изменяются от малых (сотни ом) до очень больших (мегаом) значений.
Управляет величинами сопротивлений передатчик (Пер) аппарата, при этом
если /?1 имеет большое значение, то /?2 — малое, и наоборот. Однополюсное
Вых. У представляет собой сопротивление /?| или /?2. Входное устройство Вх. У
является двухполюсником, который воспринимает ток с линии и в зависимости от
его значения управляет приемником (Пр) аппарата. Сопротивление входного
устройства постоянно и равно /?з (см. § 4.4).
Для создания двухполюсного режима работы требуются две линейных бата-
реи ЛБ\ и ЛЬ2 на одинаковое напряжение или одна батарея с выводом средней
точки. При однополюсном режиме нужна одна линейная батарея. Таким образом,
телеграфный аппарат для включения в линию имеет максимально пять контактов
в линейном разъеме (три контакта принадлежат выходному, а два контакта вход-
ному устройству). Иногда в технической литературе контакт 3 ( + ) и контакт 5 (—)
Вых. У называют рабочим контактом (РК) и контактом покоя (КП) соответственно
Рассмотрим основные схемы телеграфирования (см также § 1.2).
Односторонняя схема телеграфной связи обеспечивает передачу теле-
графных сообщений только в одном направлении. При этом один аппарат (на
рис. 8.3 и 8.4 на станции Л) является передающим, а второй (на станции Б)
принимающим, т. е. информация передается только в одну сторону. На рисунках
3)
Рис 8.2. Необходимые компо-
ненты для включения телеграф-
ного аппарата в линию связи:
а — устройс гво сопряжения с линией,
б — линейные батареи
184
УСЛ ТА
ст. А
Линия
i)
|’’О I
0—L—-Г I
1
усл ТА
ст. Б
Рис. 8.3 Односторонняя (симплексная) передача телеграфных сообщений без
контроля работы в режиме:
а — однополюсном, б — двухполюсном
изображены соответственно схемы односторонней телеграфной связи (симплексная
схема) в одно- и двухполюсном режимах без контроля и с контролем работы
своего передатчика.
Рассмотрим, например, работу схемы рис. 8.4,6. При передаче посылок поло-
жительной полярности сопротивление /?( небольшое, а /?2 очень большое. Ток
протекает по следующей цепи: -\-ЛБ\, /?(, /?3, Вх.У телеграфного аппарата (ТА)
на ст. А, линия, /?з, Вх. У ст. Б, линия, — ЛБ\. При передаче посылок отрица-
тельной полярности ток течет по цепи: 4-ЛБ2, линия, /?з аппарата ст. Б, линия,
/?з аппарата ст. A, R2 Вых У, —ЛБч
Таким образом, при передаче положительных и отрицательных посылок от
выходного устройства будет меняться направление тока как в собственном входном
устройстве, так и во входном устройстве аппарата на противоположной станции.
Следовательно, будет осуществляться распечатка передаваемой информации в ПУ
как передающего (печатный контроль), так и приемного аппарата.
Двухсторонняя поочередная (полудуплексная) схема теле-
графной связи обеспечивает передачу телеграфных сообщений поочередно в каждом
из двух направлений (рис. 8.5).
Печатающее устройство каждого телеграфного аппарата регистрирует как
входящую, так и исходящую буквенно-цифровую информацию. Отметим, что эта
схема может быть реализована при работе аппаратов только в однополюсном
режиме.
185
Рис. 8.4. Односторонняя (симплексная) передача телеграфных сообщений с контро-
лем работы в режиме:
а — однополюсном, б — двухполюсном
Двухсторонняя одновременная (дуплексная) схема теле-
графной связи обеспечивает передачу телеграфных сообщений одновременно в обоих
направлениях (рис. 8.6). Такая связь может осуществляться аппаратами в одно-
и двухполюсном режимах по двух-, трех- и четырехпроводной схемам. Если на
каждой станции установлено только по одному аппарату, то работа происходит
без контроля своей передачи. При работе по двухпроводной схеме (рис. 8.6, а)
каждый аппарат включается в специальное устройство — дуплексный прибор ДП,
назначение которого в том, чтобы Вх. У аппарата воспринимало только работу
противоположного аппарата и не воспринимало работу собственного Вых. У.
Широкое применение находят четырехпроводные схемы передачи телеграфных
сообщений с использованием двух телеграфных аппаратов на каждой станции
(рис. 8.6, г). Один аппарат—передающий с контролем своей передачи, второй —
приемный.
186
Рис. 8.5. Двухсторонняя поочередная (полудуплексная) передача телеграфных
сообщений
Все схемы включения образуются с помощью специальных аппаратных щит-
ков, которые конструктивно представляют собой или автономные устройства
(например, щиток АЩ-Р), или встроенные в аппарат электронные блоки. Кроме
рассмотренных схем, обеспечивающих линейные режимы работы телеграфных
аппаратов, существуют схемы местного телеграфирования, в которых передатчик
или какой-либо другой источник сообщения работает на свой приемник или другой
получатель без выхода в линию (см. гл. 2).
При работе аппаратов по коммутируемым каналам используются встроенные
или автономные вызывные приборы. Среди последних на сети прямых соединений
широкое распространение получили приборы УВП-2, ВПЭ, ВПЭУ, на сети абонент-
ского телеграфирования прибор Т-57 (ГДР). Для связи с центром коммутации
сообщений применяют контрольно-вызывной прибор КВП-3, работающий в режи-
мах дуплекс и полудуплекс, а также оконечную установку коммутации телеграф-
ных сообщений ОУКС-Т. Отметим, что в перспективных аппаратах алгоритмы
взаимодействия с узлами коммутации реализуются программным путем (например,
в аппарате ОУДС-ЗОО).
8.3. РЕГЛАМЕНТНОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ
ТЕЛЕГРАФНЫХ АППАРАТОВ
Телеграфный аппарат должен выполнять свои функции в течение определен-
ного времени, определяемого сроком службы, исчисляемого 10—20 годами. Счи-
тается, что после истечения срока службы аппарат может перейти в предельное
состояние, т. е. такое состояние, когда уже невозможна его дальнейшая эксплуа-
тация.
187
Рис. 8.6. Днухстороняя одновременная (дуплексная) передача телеграфных сообще-
ний по схеме:
а—двухпроводной без контроля своей передачи, б- четырехнроводной без контроля своей передачи
с использованием одного аппарата на каждой станции, в -- трехпроводпой без контроля своей пере-
дачи, г — четырсчпроводной с контролем своей передачи
Система регламентного обслуживания, являющаяся составной
частью всей системы технической эксплуатации телеграфных аппаратов, обеспе-
чивает поддержание работоспособности аппарата. Регламентное обслуживание
заключается в плановом выполнении по специальным технологическим картам
(ТК) комплекса профилактических работ, который оговаривается инструкциями
по техническому обслуживанию соответствующих аппаратов. Регламентное обслу-
живание проводит технический персонал, прошедший обучение по эксплуатации
188
телеграфных аппаратов и соблюдающий меры безопасности при работе с аппара-
турой. При техническом обслуживании телеграфных аппаратов запрещается:
включать аппарат в сеть при отключенном заземлении; работать на аппарате с
открытым кожухом; производить настройку и регулировку неисправным инстру-
ментом, производить чистку и смазку механизмов, соединение, разъединение
межблочных и межсубблочных разъемов; устранять неисправности без отключения
аппарата от питающей сети; касаться голыми руками контактов печатных плат,
189
электродвигателя, электромагнитов при включенном питании; пользоваться неза-
земленным паяльником, включенным в сеть напряжением выше 36 В.
При регламентных работах необходимо выполнять следующие правила: клеммы
«Земля» аппарата и измерительных приборов должны иметь надежный электри-
ческий контакт с шиной защитного заземления; щупы измерительных и контроль-
ных приборов должны иметь надежную изоляцию; при работе с субблоками аппа-
рата должны соблюдаться меры защиты микросхем от статического электричества;
для транспортировки телеграфных аппаратов следует использовать специальные
тележки.
Ежедневный регламент для электромеханических аппаратов (регла-
мент № 1) заключается в проверке состояния, чистке и смазке аппарата и проверке
его работоспособности.
Недельный регламент (регламент № 2) включает в себя работы,
проводимые в ежедневном регламенте, а также работы, связанные с детальной
проверкой состояния аппарата. Для электронных аппаратов в этом режиме про-
водится промывка и смазка мозаичной печатающей головки.
Месячный регламент (регламент № 3) включает работы регламентов
№ 1 и № 2, а также проверку эксплуатационно-технической документации и сле-
дующих параметров электромеханических аппаратов: искажения передатчика,
числа оборотов электродвигателя, шага и поля перфорации, качества шрифта
и печати, износа щеток и контактов регулятора и электродвигателя, исправляющей
способности, продвижения бумажных лент.
Для электронных аппаратов проводятся регламенты № 2 и 4. Кварталь-
ный регламент (регламент № 4) заключается в проверке внешнего вида,
работоспособности ПРФ, ТРМ, ПУ и неполной разборке аппарата.
Полугодовой регламент (регламент № 5) проводится только для элек-
тромеханических и электронно-механических аппаратов и заключается в проведении
регламентов № 1, 2 и 3, а также проверке ЗИП.
Годовой регламент (регламент № 6) для механических аппаратов
совпадает с регламентом № 5, а для электронных аппаратов включает работы
регламента № 4 и проверку шага и поля перфорации, качества шрифта и печати,
продвижения бумажных лент.
При обнаружении во время регламентных работ неисправности или отказа
телеграфного аппарата переходят к другому виду технического обслуживания —
ремонту, который бывает текущим, средним и капитальным. Аппараты, установлен-
ные на действующих связях, подвергают текущему ремонту, средний и капиталь-
ный ремонты проводят в плановом порядке. Для электронных аппаратов текущий
ремонт осуществляется путем замены отказавшего субблока или узла; плановые
виды ремонта электронных аппаратов не предусмотрены.
8.4. СЛУЖБЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ
ОКОНЕЧНОГО ТЕЛЕГРАФНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Служба технической эксплуатации телеграфного оборудования
состоит из двух подразделений: цеха городских связей (ЦГС) (на выделенных
190
телеграфах) или участках (УГС) (на объединенных предприятиях связи) и цеха
(ЦР) или участка (УР) ремонта.
Техническое обслуживание телеграфных связей проводит технический персо-
нал ЦГС, как правило, состоящий из групп электромехаников и электромонтеров:
по обслуживанию оборудования, установленного на телеграфе, по проведению
полного технического обслуживания; развития; диспетчерской, административно-
управленческой.
Технический персонал цеха ремонта выполняет неплановый ремонт при сложных
отказах и плановый средний ремонт, а при наличии в составе цеха механической
мастерской — и капитальный ремонт. Бригадиры ЦР осуществляют также руковод-
ство монтерами и электромеханиками районов обслуживания, на которые разбита
зона обслуживания, относящаяся к данному телеграфу. В каждом районе имеются
базовые пункты с запасом материалов, запчастей, блоков резервного оборудо-
вания и инструментов.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Укажите номенклатуру внешних цепей телеграфных аппаратов и их назна-
чение. Назовите значения параметров линейных цепей.
2. Нарисуйте и поясните работу существующих схем телеграфирования.
3. Какие бывают регламенты при обслуживании телеграфных аппаратов
различных типов?
4. Расскажите о структуре служб технической эксплуатации оконечного теле-
графного оборудования.
Глава 9. КАЧЕСТВО РАБОТЫ ТЕЛЕГРАФНЫХ
АППАРАТОВ
9.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Качество телеграфной связи оценивается коэффициентом
ошибок, который равен отношению математического ожидания
числа ошибочно принятых стартстопных комбинаций (или их элемен-
тов) к общему числу комбинаций (или элементов), переданных за
сеанс измерения. Существуют специальные приборы для измерения
коэффициента ошибок. Недостатком применения этих приборов
является большое время измерения, так как в настроенном и отре-
гулированном телеграфном аппарате ошибки происходят сравнитель-
но редко, например на 100 тыс. переданных элементов может быть
только одна ошибка. Поэтому такие приборы нашли применение
при длительных испытаниях аппаратов на надежность и при науч-
ных исследованиях.
191
Известно, что число ошибок в принятом сообщении зависит
от качества работы самого телеграфного аппарата и уровня помех
в канале связи, приводящих к краевым искажениям и дроблениям
телеграфных посылок.
Качество работы самого телеграфного аппарата как средства
передачи и приема сообщений оценивается величиной крае-
вых искажений выходного устройства передатчи-
ка, исправляющей способностью приемника, точ-
ностью установки и поддержания скорости теле-
графирования. Стыковочными характеристиками аппарата
являются величины сопротивлений входного и выходного устройств.
Во время приемо-сдаточных испытаний на заводе, регламентных
работ при эксплуатации и после ремонта к аппарату подключают
специальные приборы для измерения указанных выходных харак-
теристик.
Качество работы телеграфного аппарата как электрооборудова-
ния оценивается потребляемой мощностью, уровнем индустриальных
радиопомех, электрической прочностью и сопротивлением изоляции.
Для определения этих характеристик используются измеритель-
ные приборы общего применения — ваттметры, вольтметры, мил-
лиамперметры, тера- и мегометры, пробойные установки, измери-
тели напряженности поля.
После изготовления электронных субблоков телеграфных аппа-
ратов качество функционирования субблоков оценивается специ-
альными диагностическими установками на базе средств вычис-
лительной техники. На входные разъемы субблока подается
специальная тест-программа, с помощью которой переключается
каждый элемент электронной схемы. Выходные сигналы (сигнатуры)
поступают в память ЭВМ, где идет их сравнение с эталонными
сигналами. Результаты сравнения регистрируются на экране дис-
плея. Примером такой установки является диагностическая уста-
новка ДЭС-80.
При эксплуатации электронных телеграфных аппаратов исполь-
зуют средства внешней (т. е. подключаемые к специальным разъ-
емам аппарата) и внутренней диагностики. Для аппарата РТА-80
существует прибор диагностики ПД-80. Все аппараты с микропро-
цессорным управлением имеют аппаратные и программные средства
для внутренней диагностики. При подаче электропитания на такой
аппарат происходит его самотестирование в соответствии с про-
граммами, записанными в ППЗУ, в результате на ПУ отпечаты-
вается информация об его исправности.
9.2. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ТЕЛЕГРАФНЫХ
АППАРАТОВ
Измерение краевых искажений производится с помощью изме-
рителей краевых искажений, удовлетворяющих требованиям ГОСТ
18627—83 «Приборы для измерения краевых искажений старт-
стопных и синхронных сигналов. Типы и основные параметры».
Измерители краевых искажений являются приборами с визуаль-
ным контролем, т. е. искажения телеграфных посылок превра-
щаются в оптический эффект, обеспечивающий зрительный от-
счет их величины по соответствующей шкале.
Краевые искажения измеряют при работе аппарата в режимах
ручной работы с клавиатуры и автоматической работы с ТРМ,
ЗУ и АО. Существуют несколько испытательных текстов, объемом
не менее 400 знаков, которые составлены исходя из условия
использования всех возможных кодовых комбинаций с частыми
переключениями регистров, а также из условия легкой запоминае-
мости. Измерения проводят при номинальных значениях рабочего
тока и напряжения, указанных в ТУ на аппарат.
Стартстопный измеритель краевых искажений ИК-1У предна-
значен для измерения краевых искажений стартстопных сигналов
в оконечной телеграфной аппаратуре, каналах связи и цепях ком-
мутационных станций сетей АТ, ПС и ПД. Он обеспечивает одно-
временное измерение искажений начала и конца каждого единич-
ного интервала стартстопной комбинации на двух раздельных
шкалах, что значительно повышает производительность труда при
настройке контактной системы электромеханических передатчиков
телеграфных аппаратов. Принцип действия прибора состоит в изме-
рении временных интервалов между идеальными положениями гра-
ниц эталонного стартстопного сигнала и границами измеряемого
сигнала. Индикация величин искажений производится при помощи
индикаторных ламп (по 25 ламп на шкалу измерения).
Измеритель краевых искажений ИКИ-СТ предназначен для про-
верки и регулировки оконечной электромеханической телеграфной
аппаратуры и каналов связи. Принцип работы измерителя такой
же, как измерителя ИК-1У.
Электронный измеритель телеграфных искажений ЭТИ-69 пред-
назначен для измерения краевых искажений в стартстопной и
синхронной оконечной телеграфной аппаратуре, а также в канале.
Синхронно-стартстопный измеритель ИК-ЗУ-1 измеряет краевые
искажения при стартстопной и синхронной работе.
Приборы ИК-1У, ИКИ-СТ и ЭТИ-69 имеют соответственно сле-
дующие погрешности измерения: ±0,4; ±0,7 и ±1,0% длительно-
сти единичного элемента (телеграфной посылки).
193
Для электромеханических аппаратов, у которых скорость пере-
дачи определяется стабильностью вращения электродвигателя ап-
парата, точность установки и поддержание скорости телеграфи-
рования измеряют с помощью описанных выше приборов.
Для измерения исправляющей способности используют датчи-
ки испытательных телеграфных текстов. Сигналы от датчика вна-
чале подаются на исказитель, а затем на вход приемника телеграф-
ного аппарата. В исказителе телеграфные посылки подвергаются
действию краевых искажений или дроблений заданной переключа-
телями величины. Величину искажений постепенно увеличивают до
тех пор, пока ПУ или ПРФ аппарата не начнут регистрировать
информацию с ошибками. Исправляющая способность определится
максимальной величиной искажений, при которой еще происходит
правильная регистрация символов. В качестве датчика испыта-
тельного текста может служить электронный датчик типа ЭДИТ-1,
имеющий следующие характеристики:
Скорость, Бод ..............................
Код ........................................
Испытательные сигналы ......................
Искажения, вносимые в испытательные сигналы ...
Входное напряжение, В ......................
Электропитание от батарей постоянного тока, В
Масса, кг ..................................
50; 75; 100
МТК-2
стандартный текст № 4 (ГОСТ
23555—79) с искажениями и без
искажений
О...49% через 1%
±60
—24; —60; 4-60
20
9.3. ПОНЯТИЕ О СИСТЕМЕ КОНТРОЛЯ
И ДИАГНОСТИКИ ТЕЛЕГРАФНЫХ
АППАРАТОВ
С увеличением степени электронизации телеграфных аппаратов
и сложности схем управления должны совершенствоваться и сред-
ства тестового контроля и диагностики. Если в электромеханиче-
ских аппаратах допусковый контроль выходных параметров осуще-
ствлялся с помощью специального измерительного оборудования
(измерителя краевых искажений, исправляющей способности,
скорости вращения двигателей и др.), а отказы механических
узлов находились визуально, то для электронных телеграфных
аппаратов необходимо специальное диагностическое и тестовое обо-’
рудование при выполнении профилактических и ремонтно-восста-
новительных работ.
В настоящее время можно выделить две основные группы мето-
дов технической диагностики аппаратов:
допусковые методы диагностирования с помощью эксплуатаци-
онных приборов диагностики, обеспечивающих возможность лока-
лизации отказа или неисправности с точностью до съемного эле-
194
мента — субблока, мозаичной головки, фотосчитывающей головки
и т. д.;
методы переходного счета и сигнатурного анализа при диаг-
ностировании электронных схем управления с помощью анализа-
торов с точностью до комплектующего элемента. Эти методы ис-
пользуются в основном в мастерских.
При использовании методов и средств технической диагностики
первой группы возникает задача выбора контролируемых парамет-
ров узлов и блоков телеграфного аппарата. При выборе парамет-
ров руководствуются следующими двумя соображениями. Во-пер-
вых, в документах на поставку телеграфных аппаратов (например,
в технических условиях) содержится перечень контролируемых
«сдаточных» параметров, которые необходимо проверять при уста-
новлении факта и анализа отказов (скорость телеграфирования,
искажения передатчика, исправляющая способность, потребляемая
мощность и др.). Во-вторых, следует определить наиболее инфор-
мативную совокупность параметров, т. е. необходимо выделить
параметры с максимальным диагностическим разрешением, позво-
ляющие выявить скрытые дефекты методом неразрушающего кон-
троля. На субблоках электронных телеграфных аппаратов имеются
специальные контрольные разъемы, на контакты которых выводят-
ся наиболее информативные точки схем управления.
По такому принципу построен прибор диагностики аппарата
РТА-80. Диагностика неисправностей аппарата РТА-80 заключает-
ся в анализе реакций блоков (узлов) на вводимые тестовые после-
довательности и в сопоставлении этих реакций с заданными. При
проведении операций диагностики с помощью этого прибора в пер-
вую очередь осуществляют проверку правильности функциониро-
вания блоков ввода информации: клавиатуры и трансмиттера.
В случае исправности этих блоков их используют в качестве фор-
мирователей тестовых последовательностей для остальных блоков
аппарата.
Рассмотрим особенности методов технической диагностики вто-
рой группы. С ростом степени интеграции микросхем и высокой
плотностью монтажа сильно обострилась проблема эксплуатации
и ремонта электронных субблоков, на которых размещены схемы
управления. Дело в том, что БИС, используемые в аппаратах,
представляют собой сложные радиоэлектронные устройства, имею-
щие много внутренних состояний, обусловленных наличием триг-
геров, задержек и др. Длина информативной последовательности
на выходных БИС может достигать 103 бит и более. При таких дли-
нах последовательностей на осциллографе очень трудно увидеть
их небольшие изменения, тогда как изменение хотя бы одного бита
данных может привести к нарушению работоспособности аппара-
та в целом. Таким образом, необходим автоматизированный кон-
троль БИС не только в статике, но и в динамике. Кроме того,
микропроцессоры, применяемые в аппаратах, имеют шинную струк-
195
туру, а эти шины двунаправленные, т. е. входные и выходные дан-
ные могут быть на одних и тех же контактах шин. В этом случае
трудно локализовать место неисправности.
Наиболее простым методом диагностирования цифровых суб-
блоков аппарата является метод переходного счета. При
этом методе с помощью специального счетчика с нулевым началь-
ным состоянием ведется подсчет количества переключений инте-
гральной микросхемы за определенное время.
Сущность сигнатурного анализа заключается в следую-
щем. Каждому выводу правильно функционирующего элемента ста-
вится в соответствие определенный код — сигнатура, например
четырехзначная 16-разрядная кодовая комбинация. В этом случае
10111010011111110011
Входная
последовательность
196
код состоит из десяти цифр и шести букв: 0, 1,2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,
А, С, F, Н, Р, U. Сигнатура проставляется рядом с обозначением
вывода микросхемы или другого элемента на структурной схеме.
Во время поиска неисправности в схеме оператор при помощи
сигнатурного анализатора (СА) формирует сигнатуры каждого вы-
вода элемента схемы и сравнивает полученные сигнатуры с эта-
лонными, обозначенными на схеме. При несоответствии сигнатур
оператор, даже и не знающий работу схемы, руководствуясь только
схемой поиска, приводимой в техдокументации, и прослеживая путь
сигнала от выхода ко входу электрической схемы, находит не-
исправный элемент.
Рассмотрим принцип формирования сигнатуры (рис. 9.1). Фор-
мирование сигнатур осуществляется регистром с логической об-
ратной связью (ЛОС), на входе которого находится сумматор по
модулю 2. Допустим, что за время подсоединения щупа СА к ка-
кой-либо контрольной точке в ней возникает 20-разрядная последо-
вательность единиц и нулей. Эта входная последовательность сум-
мируется по модулю 2 с содержимым ячеек 7, 9, 12 и 16 регистра
с ЛОС. После 20 тактов работы схемы в регистре будет находиться
16-разрядная кодовая комбинация, которую, разделив на четыре
четырехразрядных комбинации, подают на четыре кодопреобразо-
вателя двоичного кода в десятичный. На индикаторах СА высве-
чивается сигнатура данной точки: C5U2 (комбинации 1011 соот-
ветствует десятичное число И, которому, в свою очередь, соответ-
ствует буква С и т. д.).
Таким образом, СА осуществляет «сжатие» исходной информа-
ции, что позволяет эффективно находить неисправности в элек-
тронном оборудовании телеграфных аппаратов.
Сигнатурные анализаторы могут быть встроены в телеграфный
аппарат или выполнены в виде автономных приборов, основными
узлами которых являются щуп-пробник и индикаторное табло.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Что такое коэффициент ошибок? Перечислите «сдаточные» выходные пара-
метры телеграфного аппарата.
2. Каким образом измеряют краевые искажения передатчика? Назовите типы
измерителей краевых искажений.
3. Каким образом измеряют исправляющую способность приемники, какие
приборы необходимы для этого?
4. Укажите методы технической диагностики телеграфных аппаратов.
5. Объясните сущность метода переходного счета и сигнатурного анализа.
6. Замените во входной последовательности рис. 9.1 два младших разряда,
содержащих единицы, на нули и определите сигнатуру этой новой последова-
тельности.
197
Глава 10. ПРИНЦИПЫ ПЕРЕДАЧИ
НЕПОДВИЖНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ
10.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Комплекс технических средств, служащих для передачи неподвиж-
ных документированных изображений, называется факсимиль-
ной связью. Изображение, подлежащее передаче, называют
оригиналом, а изображение, полученное в результате переда-
чи— копией. И оригинал и копия фиксируются на бумаге или
фотопленке, т. е. являются документами. Как уже говорилось, сред-
ствами факсимильной связи передается не содержание, а изобра-
жение документального сообщения (в отличие от телеграфной свя-
зи или передачи данных). Отсюда следуют две важные особенности
факсимильной связи. Во-первых, возможна передача любых до-
кументальных сообщений, представленных в виде печатного или
рукописного текста на любом языке, чертежей, рисунков, художест-
венных фотографий и др. Регламентируются лишь качество нане-
сения изображения, размеры и качество бумаги оригинала. Во-вто-
рых, факсимильная связь имеет очень высокую помехоустойчивость:
любые помехи и искажения, возникающие в реальных каналах
связи, не могут обесценить сообщение или внести в него ошибки,
как, например, в телеграфной связи. Следует подчеркнуть, что вы-
сокая помехоустойчивость достигается за счет низкого использования
пропускной способности каналов факсимильной связи.
В состав оборудования факсимильной связи входят: оконечные
передатчики и приемники, называемые также факсимильными аппа-
ратами; каналы факсимильной связи; контрольно-измерительное и
вспомогательное оборудование. Что касается коммутационных
устройств, то в факсимильной связи они практически не приме-
няются. В отдельных случаях соединение осуществляется комму-
тационными станциями телефонной сети.
В настоящее время факсимильные аппараты строятся как спе-
циализированные устройства применительно к характеру изобра-
жений, которые будут передаваться. Это позволяет упростить и
снизить стоимость специализированных аппаратов по сравнению
с универсальными. Существует следующая классификация факси-
мильных изображений и соответственно факсимильных аппаратов.
По цветности они подразделяются на черно-белые и цветные.
В ряде аппаратов предусмотрена передача цветных оригиналов
с черно-белым воспроизведением копии на приеме. По характеру
изображения аппараты разделяют на штриховые и полутоновые.
Штриховые изображения состоят из черных и белых участков, в
полутоновых изображениях присутствуют промежуточные града-
198
ции — светлое, серое, темное и т. д. Иногда промежуточные града-
ции образуются и передаются как штриховые, например в изобра-
жениях газетных полос. Подробно об этом будет сказано ниже.
Примером полутоновых изображений являются фотографические
снимки людей, природы, участков земной поверхности.
Для дальнейшего изложения необходимо ввести некоторые по-
нятия, используемые в оптике. Оптической плотностью
участка изображения называется степень почернения этого участ-
ка. Количественно оптическая плотность выражается в логарифми-
ческих безразмерных единицах:
D = \g (1/р), (10.1)
где р— коэффициент отражения. Определенные по формуле (10.1)
значения оптической плотности для реально передаваемых факси-
мильных изображений могут изменяться от 0,03...0,04 для белых
полей до 1,6...3,0 для черных полей. Количество градаций по-
лутонов т определяется как число отдельно различимых на изо-
бражении значений оптической плотности D от самых светлых до
самых темных участков. На полутоновых изображениях число та-
ких градаций может достигать пятнадцати. Для штриховых изо-
бражений по определению всегда дтг = 2, т. е. черное и белое.
Контрастность изображения характеризуется отношением
максимальной и минимальной оптических плотностей в пределах
данного изображения. Разрешающая способность п отра-
жает наличие в изображении мелких деталей, тонких линий, а так-
же резкость переходов от белых участков к черным и наоборот.
Количественно разрешающая способность определяется максималь-
ным числом тонких параллельных линий или штрихов, приходя-
щихся на 1 мм длины изображения, которые не сливаются при
их рассматривании. Различают разрешающую способность по го-
ризонтали иГОр для вертикально нанесенных штрихов и по вертикали
Мверт для горизонтально нанесенных штрихов. Значения пгор
и Иверт могут не совпадать.
Структурная схема факсимильной связи приведена на рис. 10.1.
В состав схемы входят передающий факсимильный аппарат ФЛпер,
Направление передачи
Рис. 10.1. Структурная схема факсимильной связи
199
Направление разложения
Рис. 10.2. Электрические сигналы, ото-
бражающие оригинал:
а -фрагмент оригинала, б видеосигна i при
позитивной передаче, в — линейный частотно-
модулированный сигнал при позитивной передаче,
г - видеосигнал при негативной передаче, д -
линейный частотно-модулированный сигнал при
пег ативной передаче
канал факсимильной связи ФС
и приемный факсимильный ап-
парат ФЛпр. Передающий ап-
парат состоит из анализиру-
ющего устройства АУ, устрой-
ства преобразования сигналов
УПСпер и устройства синхрони-
зации и фазирования УСФпер.
В приемном аппарате имеются
УПСПр, синтезирующее устрой-
ство СУ и устройство синхрони-
зации и фазирования УСФщ>.
Если факсимильный аппарат
является приемопередающим,
то устройства У ПС и УСФ объ-
единены.
В процессе передачи изображения ФЛ пер выполняет операции
анализа изображения и преобразования сигналов. При анализе
изображения вся площадь оригинала разбивается на отдельные
элементарные площадки. Одновременно происходит оптико-элек-
трическое преобразование: усредненная величина оптической плот-
ности каждой площадки преобразуется в электрический сигнал
пропорционального напряжения. Последовательность элементарных
сигналов, отображающих оригинал, называется видеосигна-
лом.
По ряду причин полученный в результате анализа видеосигнал
нельзя непосредственно передать по каналу связи. Поэтому в
УПСпер производится преобразование видеосигнала в линейный
факсимильный сигнал, т. е. амплитудная или частотная модуля-
ция определенной несущей. В результате преобразований полу-
чают линейный сигнал ил, показанный на рис. 10.2, в для случая
анализа штрихового изображения и частотной модуляции видеосиг-
налом.
Прием изображения в ФАпр начинается с обратного преобра-
зования линейного сигнала в исходный видеосигнал. Последний
получают обычно путем демодуляции линейного сигнала. Затем
следует операция синтеза копии. Составляющие видеосигнала
путем электрооптического преобразования превращаются в опти-
ческие плотности элементарных площадок, из которых складывает-
ся полное изображение. В ряде случаев требуется получение нега-
200
тивной копии, например при записи на фотопленку и последующей
фотографической печати изображения. Переход в режим негатив-
ной передачи производят путем установки обратной зависимости
между оптической плотностью и напряжением видеосигнала в ана-
лизирующем устройстве передающего аппарата. Вид сигналов для
негативной передачи показан на рис. 10.2, г, д.
Обязательными условиями безыскаженной передачи изображе-
ний являются синхронная и синфазная работа анализирующего
устройства передающего и синтезирующего устройства приемного
аппарата. Начальные синхронность и синфазность и последующее
их поддержание во время передачи изображения обеспечиваются
работой устройств синхронизации и фазирования (см. рис. 10.1).
Кроме показанных на структурной схеме, в состав факсимильных
аппаратов входит ряд вспомогательных устройств — электропита-
ния, служебной связи, контроля и управления и др.
Следует отметить, что в процессе анализа, передачи и синтеза
качество принятой копии по ряду параметров всегда будет хуже
передаваемого оригинала по следующим причинам:
1) потеря мелких деталей изображения и размытость контуров
более крупных деталей из-за конечных размеров элементарных пло-
щадок при анализе и синтезе. Количественно потеря четкости вы-
ражается снижением величины разрешающей способности для при-
нятого изображения;
2) отличие оптической плотности и контрастности отдельных
участков копии от оригинала из-за неодинаковой пропорциональ-
ности в процессе оптико-электрического и электрооптического пре-
образований изображения. Аналогичное явление наблюдается, если
канал связи не отвечает заданным нормам;
3) перекос, волнистость прямых линий, потеря отдельных уча-
стков изображения и другое из-за погрешности в работе устройств
синхронизации и фазирования;
4) появление лишних деталей, штрихов, точек, постороннего
фона в виде муара, потеря отдельных участков изображения из-за
помех в канале связи.
Влияние всех перечисленных факторов может быть сведено к
минимуму рациональным выбором параметров факсимильной систе-
мы при ее разработке и соблюдением правил и норм технической
эксплуатации. Нужно также иметь в виду, что возможности зрения
человека ограничены и получатель факсимильного сообщения не
замечает определенных дефектов и снижения качества рассматри-
ваемой копии.
Исходя из требований, задаваемых пользователями, факсимиль-
ные аппараты могут существенно различаться принципом действия
и техническими характеристиками. К числу таких требований от-
носятся:
1) геометрические размеры передаваемого бланка. Для боль-
шинства пользователей вполне достаточным является бланк стан-
201
дартного формата А4, имеющий размеры 210X297 мм, или половина
такого бланка. Однако в ряде случаев требуется передавать зна-
чительно большие изображения, например газетные полосы или
географические карты;
2) время передачи полного бланка. Обычно время передачи
бланка задается исходя из характера, важности сообщений, темпа
старения информации и не превышает 15 мин. Однако в ряде слу-
чаев ко времени непосредственной передачи изображения добав-
ляется время дополнительной обработки копии, соизмеримое с вре-
менем передачи;
3) необходимость передачи и воспроизведения полутоновых гра-
даций оптической плотности (полутонов). Требуемое количество
полутонов, включая белое и черное, может достигать 10... 12 в за-
висимости от характера и назначения изображения;
4) разрешающая способность, зависящая от требуемой четкости
изображения. В большинстве случаев она задается в пределах
2...5 лин/мм по горизонтали или вертикали изображения.
На основе требований пользователей всю технику факсимильной
связи можно подразделить на аппараты общего и специального
назначения. Первая группа — это массовая, сравнительно простая
и дешевая аппаратура, не обеспечивающая, однако, высокого ка-
чества передачи изображений. Аппараты специального назначения
разрабатываются и выпускаются для отдельных пользователей,
которым требуется или высокое качество изображения, или увели-
ченные размеры бланка. Такие аппараты более сложны и дороги.
10.2. АНАЛИЗИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА
ФАКСИМИЛЬНЫХ АППАРАТОВ
Задачей анализирующего устройства является получение видео-
сигнала, который однозначно отображает состав и характер пере-
даваемого оригинала. Процесс анализа изображения складывает-
ся из двух одновременно выполняемых операций:
развертки, т. е. разложения площади оригинала на большое
число элементарных площадок по определенному правилу;
преобразования оптических плотностей площадок в видеосиг-
налы с помощью фотоэлектрических устройств.
Как правило, в факсимильных аппаратах элементарная пло-
щадка выделяется на оригинале с помощью светового пятна высо-
кой яркости, сфокусированного на поверхность бумаги. Развертка
сводится к перемещению светового пятна последовательно по всей
площади оригинала. Перемещение производится построчно: свето-
вое пятно двигается по ширине бланка, затем переходит на сле-
дующую строку. Траектория движения светового пятна при строч-
ной развертке показана на рис. 10.3.
Отраженный от поверхности оригинала световой поток перемен-
202
о
х
Оригинал
1-я стропа
2-я строка
'У
Рис. 10.3. Траектория движения светового пятна при развертке изображения ори-
гинала
ной интенсивности попадает на фотоэлектрический преобразова-
тель, где преобразуется в электрические сигналы. По мере прохож-
дения светового пятна происходит последовательное построчное
считывание всего оригинала. Полученный в результате анализа
видеосигнал направляется на дальнейшую обработку и затем в
канал связи.
Таким образом, анализирующее устройство факсимильного
аппарата должно состоять из следующих основных частей:
источника света для образования светового пятна (осветителя);
оптической системы, фокусирующей световой поток осветителя
на бумагу и собирающей отраженный световой поток;
развертывающего устройства, перемещающего световое пятно
относительно бумаги или бумагу относительно пятна;
фотоэлектрического преобразователя.
Рассмотрим более подробно особенности и варианты техниче-
ской реализации перечисленных частей анализирующего устройст-
ва. В качестве осветителей применяются специальные лампы нака-
ливания с малыми размерами нити, но большой силы света. Для
обеспечения постоянства светового потока осветители питаются
от стабилизированных источников постоянного или переменного
тока. Последние должны иметь достаточно высокую частоту, что-
бы исключить пульсацию светового потока. В отдельных образцах
аппаратов в качестве осветителей применяют луч электронно-луче-
вой трубки или лазер.
Оптические системы факсимильных аппаратов состоят из линз,
зеркал, призм, диафрагм и представляют собой высокоточные слож-
ные устройства. В основном это объясняется малыми размерами
элементарной площадки, а соответственно и светового пятна, не
превышающими 0,1...0,2 мм. На практике нашли применение три
разновидности оптических систем, показанные схематически на
рис. 10.4.
Оптическая система с выделением элементарной площадки на
оригинале изображена на рис. 10.4, а. Световой поток осветителя
203
Рис. 10.4. Оптические системы канализирующих устройств факсимильных аппаратов:
а — с выделением элементарной площади на орт инале, б - с выделением элементарной площадки па
оптическом изображении оршннала, в - с авгоколлиматорной трубой
Осе. фокусируется на диафрагме Д с помощью линзы Л\. Линза Лг
образует параллельный световой поток, а линза Лз фокусирует
его на поверхности оригинала. Размеры светового пятна опреде-
ляются диаметром отверстия диафрагмы и точностью фокусировки.
Часть отраженного от оригинала потока попадает на фотоэлектрон-
ный преобразователь {ФЭП}, где превращается в видеосигнал.
Оптическая система с выделением элементарной площадки на
оптическом изображении оригинала показана на рис. 10.4, б. Све-
товое пятно фокусируется на оригинале с помощью линзы Ль
Линза Л2 фокусирует отраженный от бумаги поток в плоскости
диафрагмы Д, откуда он попадает в фотоэлектронный преобразо-
ватель.
204
Оптическая система, изображенная на рис. 10,4, в, носит на-
звание системы с автоколлиматорной трубой. Направления падаю-
щего и отраженного потоков совпадают. На пути параллельного
светового потока осветителя установлено зеркало 3 с отверстием
в центре. Отраженный зеркалом поток, имеющий кольцеобразное
сечение, фокусируется линзой Лч на оригинал. Отраженный поток
проходит обратно через отверстие в зеркале, линзу Лз и диафраг-
му Д на фотоэлектронный преобразователь. Диафрагма выделяет
элементарную площадку на оптическом изображении оригинала,
как и в предыдущей системе. Направления падающего и отражен-
ного световых потоков показаны на рис. 10.4, в стрелками. Система
с автоколлиматорной трубой позволяет более полно использовать
отраженный световой поток, и поэтому требует меньшей интенсив-
ности падающего потока и соответственно меньшей мощности осве-
тителя.
Рассмотренные оптические системы имеют значительные потери
света в линзах, диафрагмах и зеркалах. Кроме того, разрешающая
способность анализируемого изображения зависит от точности
фокусировки световых потоков. Поэтому в современных и перспек-
тивных факсимильных аппаратах в качестве проводника света
используется не воздушная среда, а световоды. Световая энергия
передается от осветителя к оригиналу и от оригинала к преобра-
зователю по гибким стеклянным волокнам с незначительными поте-
рями света. Поскольку световоды имеют малый диаметр поперечно-
го сечения, становится возможным получение высокой разрешаю-
щей способности анализирующего устройства.
Задачей развертывающего устройства является перемещение
элементарной площадки, в частности светового пятна, по строке
развертки, затем переход на следующую строку и так до окончания
передаваемого бланка. Возможны три варианта построения развер-
тывающего устройства: с перемещением светового пятна по гори-
зонтали и вертикали при неподвижном оригинале, с перемещением
оригинала относительно неподвижного светового пятна, с пере-
мещением пятна по горизонтали, а оригинала — по вертикали. По-
следний вариант, как наиболее простой, применяется чаще всего.
Передаваемый оригинал закрепляется в устройстве развертки.
При этом он может быть свернут в цилиндр или остаться плоским;
соответственно различают барабанную и плоскостную системы
разверток. Принцип действия барабанной развертки по-
казан на рис. 10.5. Оригинал укреплен на цилиндрической поверх-
ности вращающегося барабана, изображением наружу. Вдоль ба-
рабана медленно перемещается каретка с осветителем и оптической
системой, фокусирующей световое пятно на оригинал. Совместное
вращение барабана и перемещение каретки приведет к тому, что
световое пятно осветит по винтовой линии всю поверхность ориги-
нала. Отраженный свет преобразуется в видеосигнал, как было
показано ранее. К достоинствам барабанной развертки относятся
205
Рис. 10.5. Принцип действия барабанной
развертки факсимильного аппарата
высокая точность фокусировки пятна и простота конструкции.
Разновидностью барабанной развертки является так называе-
мая круговая развертка (рис. 10.6). Она применяется для
высокоскоростной передачи изображений большого формата, в ча-
стности для передачи газетных полос. Оригинал, по-прежнему,
имеет форму цилиндра, однако закрепляется на внутренней поверх-
ности неподвижной цилиндрической камеры изображением внутрь.
Световое пятно образуется на оригинале линзой Л2 и призмой /7,
установленными на оптической головке, вращающейся около оси О
двигателем ДВ. Свет на призму П поступает в виде параллельного
пучка от осветителя Осе. через линзу Л\ и зеркала 3| и 32. Авто-
коллиматорная труба образуется зеркалом 3. Отраженный поток
попадает на линзу Лз и далее на ФЭП. Вращение оптической голов-
ки и перемещение камеры справа налево обеспечат винтообразное
перемещение светового пятна по оригиналу.
Основной недостаток рассмотренных разверток — необходи-
мость периодической остановки факсимильных аппаратов для пере-
зарядки оригинала. Процесс перезарядки требует непроизводитель-
ных затрат времени и трудно поддается автоматизации. Поэтому
часто используют плоскостную развертку, свободную от
указанных недостатков. Принцип плоскостной развертки поясняется
рис. 10.7. Световой поток осветителя Осе. фокусируется на пло-
ский оригинал через линзу Л| и призму /7, изменяющую направ-
Рис. 10.6. Принцип действия круговой развертки факсимильного аппарата
206
Рис. 10.7. Принцип действия плоскостной развертки с качающейся призмой
ление света. Призма периодически поворачивается на своей оси
в направлении, показанном стрелками. За каждый поворот призмы
световое пятно проходит на оригинале одну строку. Переход на
следующую строку осуществляется небольшим перемещением ори-
гинала в указанном стрелкой направлении. Возможны и другие
варианты плоскостной развертки.
В качестве фотоэлектрических преобразователей в факсимиль-
ных аппаратах применяются электронные приборы с внешним или
внутренним фотоэффектом. Суть преобразования заключается в
способности некоторых веществ образовывать свободные электро-
ны при облучении их световым потоком. К преобразователям
с внешним фотоэффектом относятся фотоэлементы и фотоэлектрон-
ные умножители (ФЭУ). Фотоэлементы сейчас не применяют, так
как их чувствительность к свету невелика. Фотоэлектронные умно-
жители, сочетающие фотоэлектрическое преобразование с после-
дующим усилением полученного видеосигнала, могут работать при
сравнительно небольших отраженных потоках. Кроме того, ФЭУ
имеют низкий уровень собственных шумов и большой диапазон
частот преобразования.
В перспективных факсимильных аппаратах используют также
фотоэлектрические преобразователи, выполненные на основе микро-
электронной технологии, что позволяет совместить операции раз-
вертки и фотоэлектронного преобразования и получить электронное
анализирующее устройство. Достоинства электронного анализатора
неподвижных изображений не требуют пояснений. В анализирую-
щих устройствах широко применяются фотодиодные линейки и
линейки на основе полупроводниковых приборов с зарядовой
связью. Сущность электронной развертки состоит в том, что
анализирующее устройство содержит большое число фотопреобразо-
вателей, расположенных по длине строки развертки. Каждая элемен-
тарная площадка в пределах строки имеет собственный преобразо-
207
Ус ПУ
Рис. 10 8 Электронное анализирующее
устройство на фотодиодной линейке
ватель. Изображение строки оригинала в уменьшенном виде про-
ектируется оптической системой на фотодиодную линейку. Сигналы
преобразователей поочередно передаются на выход анализирующе-
го устройства, образуя в совокупности обычный видеосигнал строки
развертки. Затем аналогичным образом передается следующая
строка и т. д.
На рис. 10.8 показано анализирующее устройство на фотоди-
одной линейке. Катоды фотодиодов^ подключены к выходам де-
шифратора (ДШ). Сигналы, открывающие фотодиоды, появляются
на выходах дешифратора поочередно, начиная с крайнего левого
выхода. Каждый диод линейки располагается напротив белой или
черной элементарной площадки оригинала, поэтому ток в его цепи
принимает одно из двух значений. С общей цепи анодов фото-
диодной линейки объединенный видеосигнал подается на усилитель
Ус и далее на формирователь двоичных сигналов — пороговое уст-
ройство (ПУ). Дешифратор управляется тактовыми импульсами
от генератора Г через счетчик Сч.
Линейки полупроводниковых приборов с зарядовой связью
(ПЗС) работают аналогичным образом. Однако линейки с ПЗС
имеют большую чувствительность к свету, чем фотодиоды, и мень-
шие габариты, что позволяет разместить в них большее количество
элементарных преобразователей и таким образом увеличить раз-
решающую способность анализирующего устройства.
Анализирующие устройства в значительной мере определяют
следующие количественные и качественные показатели работы фак-
симильных аппаратов:
1. Размеры передаваемого бланка. Факсимильная аппаратура
общего назначения рассчитана обычно на передачу стандартного
формата А4 (210X297 мм) или его кратных частей (1/2; 1/4; 1/8).
В аппаратах специального назначения, рассчитанных, например,
на передачу газетных полос и метеокарт, применяются большие
размеры бланка.
2. Скорость факсимильной передачи, измеряемая количеством
строк развертки, передаваемых в минуту. Приняты следующие стан-
дарты скорости передачи: 60, 120, 240 строк/мин. Передача
208
газетных полос ведется со скоростью 2400 или 3000 строк/мин.
Выбор скорости передачи определяется требованиями пользовате-
ля и типом канала связи.
3. Размеры элементарной площадки, определяемые исходя из
требуемой разрешающей способности. Для круглого светового пят-
на они задаются диаметром пятна dp, а для прямоугольного пят-
на — его шириной ар и длиной Ьр. В первом приближении можно
считать, что dp = ap = bp.
4. Шаг развертки 6Р — расстояние между центрами соседних
строк развертки, выраженное в миллиметрах. Для того чтобы со-
седние строки вплотную прилегали друг к другу, обычно устанав-
ливают 6p^dp.
5. Время передачи бланка Тбл. Оно зависит от скорости пере-
дачи N, выражаемой числом строк развертки в минуту, высоты
бланка h и шага развертки 6Р:
T^=h/(fipN). (10.2)
Простейшие расчеты показывают, что время передачи, рассчитан-
ное по формуле (10.2), для стандартного бланка при стандартных
скоростях передачи составляет несколько минут.
6. Модуль взаимодействия М факсимильного аппарата, опре-
деляющий возможность совместной работы разнотипных факси-
мильных систем, или так называемую сопрягаемость аппаратов:
М = //(л6р),
где / — длина строки, т. е. ширина бланка, выраженная в мил-
лиметрах. Условием сопрягаемости является равенство модулей и
скоростей передающего и приемного факсимильных аппаратов:
Л411ер = Л4нр, М1ср = М1р. Значения модулей взаимодействия стандар-
тизованы МККТТ и ГОСТ.
В отдельных образцах зарубежных аппаратов используется ме-
тод передачи, получивший название телеавтографа. Передача
ведется одновременно с записью передаваемого текста оператором
на бланке оригинала. По каналу связи передаются координаты точ-
ки соприкосновения ручки или карандаша с бумагой оригинала.
В приемном устройстве эти координаты выделяются и управляют
работой пишущего механизма? Обычной для факсимильных аппара-
тов развертки по площади бланка здесь нет, поэтому использова-
ние пропускной способности канала очень высокое. Однако можно
передавать лишь рукописные сообщения, что ограничивает область
применения метода.
10.3. СИНТЕЗИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА
ФАКСИМИЛЬНЫХ АППАРАТОВ
Синтезирующее устройство факсимильного приемника, получив
от УПС видеосигнал, должно сформировать и зафиксировать на
209
бумаге соответствующее изображение, т. е. копию. Синтез копии
включает две одновременно производимые операции:
электрооптическое преобразование элементов .видеосигнала в
величину оптической плотности отдельных элементарных площадок
копии;
сборку из отдельных площадок с разной оптической плотностью
целого изображения, т. е. операцию, обратную развертке при пере-
даче. Сборку изображения также называют разверткой, хотя здесь
более подошел бы термин «свертка».
Развертывающие устройства факсимильных приемников прин-
ципиально не отличаются от аналогичных устройств передатчиков,
рассмотренных в предыдущем параграфе. Они используют тот же
метод строчной развертки, имеют барабанную, плоскостную или
круговую конструкцию. В ряде аппаратов, рассчитанных на двух-
стороннюю поочередную передачу, одно и то же развертывающее
устройство осуществляет и передачу, и прием изображений. Поэто-
му ниже рассматриваются в основном методы электрооптического
преобразования, т. е. записи изображений. Ныне применяемые ме-
тоды записи разнообразны и основаны на различных физических
явлениях. Запись производится на обычную писчую бумагу, фото-
бумагу, фотопленку, электрохимическую, термочувствительную
бумагу и др. Выбор способа записи и вида носителя определяется
требованиями пользователя и характером передаваемых изобра-
жений.
Все синтезирующие устройства подразделяют на две группы:
с открытой записью и закрытой записью. Устройства с открытой
записью допускают работу в условиях естественного освещения;
закрытая запись требует изоляции носителя от внешних источ-
ников света. Закрытые способы записи имеют следующие недостат-
ки по сравнению с открытыми:
оператор не может контролировать качество записи во время
приема сообщения;
после окончания записи требуется дополнительная обработка
копии для получения видимого изображения;
зарядка носителя в приемник, а также дополнительная обра-
ботка производятся в темноте или при оранжево-красном освеще-
нии.
Вместе с тем, закрытые способы записи дают очень высокое
качество изображения, в частности хорошую разрешающую способ-
ность и большое количество полутоновых градаций. Поэтому в
факсимильной связи находят применение оба способа записи. От-
крытая запись используется в массовых дешевых аппаратах, пред-
назначенных главным образом для передачи текстовых двухгра-
дационных сообщений. Для высококачественной передачи фотогра-
фий и изображений газетных полос используется закрытая запись.
Из числа открытых способов записи простейшим является
электромеханический. Запись производится на обычную
210
канцелярскую бумагу. Красителем может являться типографская
краска, паста, чернила любого цвета и состава, копировальная
бумага или лента. Пишущий элемент, прижимаясь к бумаге,
оставляет на ней точки или штрихи. Управляется этот элемент
малоинерционным электромагнитом, в обмотке которого протекает
ток принятого и усиленного видеосигнала. Разрешающая способ-
ность определяется размерами пишущего элемента и не превышает
2...4 лин/мм. Полутона при механической записи не воспроиз-
водятся.
Эскиз одного из записывающих устройств электромеханического
типа показан на рис. 10.9. Пишущим элементом является тонкий
штифт (игла), разрезанный в продольном направлении на три
сегмента; через щели штифта подаются чернила к точке записи.
Прижимание пишущего штифта 1 к бумаге 2 осуществляется элект-
ромагнитной системой, состоящей из мембраны 3, двух постоянных
магнитов 4 и 5 кольцеобразной формы и обмоток 6 и 7, разме-
щенных на магнитопроводе 8. Суммарное или разностное поле
постоянных магнитов и обмоток заставляет мембрану 3 прогибать-
ся вверх или вниз. При прогибании мембраны вниз пишущий
элемент прижимается к бумаге и оставляет на ней чернильный
штрих, длина которого определяется длительностью импульса тока
видеосигнала и линейной скоростью бумаги, вращающейся на
барабане.
Кроме обычной бумаги в устройствах открытой записи исполь-
зуются также специальные виды бумаги: термочувствительная и
электрохимическая. Запись на термочувствительную бумагу осно-
вана на том, что при нагревании ее верхнего слоя возникает окра-
шивающая реакция и нагреваемый участок темнеет. Записывающее
Рис 10.9. Записывающее устройство факсимильного аппарата с электромехани-
ческой (чернильной) записью
211
устройство аналогично рассмотренному на рис. 10.9. Разница за-
ключается в том, что пишущий штифт нагревается до температуры
200...250° С токами высокой частоты порядка 125 кГц. Управле-
ние записью, т. е. прижимание штифта к бумаге, происходит так
же, как и в предыдущем примере.
Более прогрессивным методом термопечати являются приме-
нение специальных записывающих линеек. Термозаписываю-
щая линейка имеет длину, равную строке развертки, и состоит
из большого числа точечных резистивных элементов, напыленных
на керамическую подложку. Каждый элемент может нагреваться
отдельно и независимо от остальных. Поэтому появляется возмож-
ность записать сразу всю строку развертки и тем самым, исклю-
чив перемещение пишущей головки по строке, повысить скорость
записи изображений. Однако затраты на производство записываю-
щих линеек пока еще велики. Некоторым недостатком термочув-
ствительной бумаги является ограниченный срок сохранности за-
писанных на ней документов.
Электрохимическая запись сейчас имеет применение главным об-
разом в факсимильных аппаратах специального назначения. Электрохимическая
бумага пропитана определенными реактивами и находится в увлажненном со-
стоянии. При пропускании через бумагу электрического тока видеосигнала в
точке записи выделяются вещества, окрашивающие поверхность бумаги в черный
или коричневый цвет. Оптическая плотность участка копии зависит от величины
тока записи и времени его протекания через данный участок Электрохимическая
запись позволяет получить не только штриховые, но и полутоновые изображения
с числом полутонов не более 4—5.
Электрохимическая запись применяется обычно в сочетании с плоскостной раз-
верткой синтезирующего устройства. Для записи изображения используется кон-
тактная пара типа «спираль — линейка» (рис. 10.10). На цилиндрической поверх-
ности вращающегося барабана / закреплена металлическая одновитковая спираль
2, являющаяся одним из электродов записывающего устройства. Сверху, парал-
лельно оси барабана, имеется тонкая неподвижная линейка — второй электрод
устройства записи 3. Между электродами 2 и 3 находится электрохимическая бу-
мага 4. За полный оборот барабана точка соприкосновения спирали и линейки
переместится слева направо на длину строки развертки. Током видеосигнала,
пропускаемым через бумагу, записывается изображение строки. Затем бумага
перемещается в направлении, указанном стрелкой, на один шаг развертки и
записывается следующая строка. Разрешающая способность такой системы опреде-
ляется площадью контакта электродов с бумагой, т. е. толщинами спирали и ли-
нейки. Обычно разрешающая способность не превышает 3...4 лин/мм.
К числу закрытых видов записи относятся фотографическая
и электрографическая запись. Факсимильные аппараты, использую-
щие фотозапись, называют также фототелеграфными аппара-
тами. Носителем, на который производится фотозапись, является
фотобумага или фотопленка соответствующих размеров. На по-
212
Рис. 10.10, Вариант электрохи-
мической записи с плоскостной
разверткой
Рис. 10.11. Зависимость оптиче-
ской плотности D от экспозиции
lop Н для двух видов фотомате-
риала
верхность носителя фокусируется световое пятно примерно таких
же размеров, что и в анализирующем устройстве (см. § 10.2). Ис-
точником света является специальная малоинерционная лампа с
малыми размерами светящегося тела. Яркость свечения пропор-
циональна величине принятого видеосигнала. В результате засветки
фотоматериала световым пятном, перемещающимся по бланку,
образуется скрытое изображение копии. Далее производится до-
полнительная обработка фотоносителя (проявление, фиксирование,
сушка и глянцевание) с использованием при этом обычных для
фотографии методов и химикалий.
Светочувствительный носитель — бумага или пленка — предо-
храняется от засветки непроницаемыми для света кассетами.
Перезарядка кассет и химическая обработка производятся в фо-
толаборатории, что представляет определенные неудобства в
эксплуатации. Сложные стационарные факсимильные аппараты
имеют носитель в виде рулона, а дальнейшая обработка изобра-
жения производится в самом аппарате, для чего в его состав
входят автоматические устройства проявления, фиксирования, про-
мывки и сушки. Имеются также примеры использования в фак-
симильной связи фотоматериалов, рассчитанных на сухую хими-
ческую обработку с помощью специальных паст.
Источники света для фотозаписи должны иметь высокую
яркость, поскольку светочувствительность фотоматериала обычно
невелика. К тому же для записи мелких деталей изображения
яркость источника должна изменяться очень быстро, с высокой
частотой. Для выполнения этих требований в факсимильной связи
применяют осветители записи специального назначения, исполь-
зующие явление тлеющего или дугового разряда в среде инертных
газов. Прогрессивным направлением считается также применение
лазерных излучателей. Что касается оптических систем, фокуси-
рующих световое пятно для фотозаписи, то они принципиально не
213
отличаются от оптических систем анализирующих устройств, рас-
смотренных в § 10.2.
Для фотографической записи характерно хорошее воспроизве-
дение полутонов на принимаемой копии. Степень почернения, т. е.
оптическая плотность фотоматериала, определяется экспозицией /7,
представляющей собой произведение
H = Et, (10.3)
где Е — освещенность фотослоя; / — время освещения. Для пра-
вильного воспроизведения полутоновых градаций зависимость
оптической плотности D от экспозиции log Н, рассчитанной по
формуле (10.3), должна быть линейной (рис. 10.11).
Экспозиция Н зависит не только от освещенности Е, но и от
линейной скорости перемещения светового пятна по строке vx, Чем
выше скорость* развертки N (строк/мин), тем выше линейная ско-
рость пятна и меньше время освещения каждой элементарной
площадки размером ао:
И = E(aQ/vx) = 6OEao/A7, (10.4)
где I — длина строки развертки. Из выражения (10.4) вытекает
требование более мощного источника света, если запись ведется
на повышенных скоростях развертки.
Электрографическая запись производится на специаль-
ную бумагу, покрытую фотополупроводниковым слоем. Изображе-
ние записывают, как и при фотоспособе, световым пятном меняю-
щейся интенсивности, бумагу изолируют от посторонней засветки.
Под действием света определенные участки электрографической
бумаги получают статический заряд электричества. Потенциал
заряда зависит от экспозиции данного участка копии. Таким обра-
зом, к концу записи на носителе получают скрытое изображение
в виде так называемого потенциального рельефа. Далее изображение
опыляется легкоплавким красящим порошком. За счет разности
потенциалов бумаги и порошка последний оседает на поверхности
бумаги, образуя видимое изображение. Затем следует закрепление
изображения: при нагревании порошок плавится и плотно сцеп-
ляется с бумагой. В отличие от фотозаписи процессы проявления
и закрепления являются сухими, т. е. не требуют каких-либо раст-
воров.
Качество электрографической записи несколько хуже, чем фо-
тографической: число раздельно воспроизводимых полутонов не
превышает 5...7, разрешающая способность определяется в основ-
ном размерами светового пятна.
В заключение отметим особенности записи изображений газет-
ных полос, точнее фотографий, помещаемых в газетах. Полигра-
фический процесс, основанный на применении черной типографской
краски и белой бумаги, не позволяет воспроизводить полутона
фотографий. Поэтому полутоновое фотоизображение преобразуют
214
Рис. 10.12. Растрирование
изображения:
а — двухлинсйный растр, б —
структура полутонового изобра-
жения, построенного из отдель-
ных точек
а)
6)
в штриховое, состоящее из множества черных точек разного диа-
метра. Чем больше размеры точек, тем большую оптическую плот-
ность данного участка изображения воспринимает глаз человека
при визуальном рассматривании. Такое изображение, называемое
растрированным, получают путем фотографирования полу-
тоновой части газетной полосы через двухлинейный растр. Он
представляет собой стеклянную пластину, на которой нанесены
взаимно перпендикулярные непрозрачные штрихи (рис. 10.12, а).
На рис. 10.12,6 показана увеличенная структура полутонового
фрагмента фотографии.
10.4. СИНХРОНИЗАЦИЯ И ФАЗИРОВАНИЕ
ФАКСИМИЛЬНЫХ АППАРАТОВ
Для совместно работающих факсимильных передатчика и приемника не-
обходимо выполнить условия синхронизации и фазирования их развертывающих
устройств. Невыполнение этих условий ведет к появлению геометрических искаже-
ний или к полной неразборчивости принятой копии. Синхронизация — это
обеспечение равенства скоростей развертки передающего и приемного аппаратов.
Фазированием называют установление одинакового положения разверты-
вающих элементов по отношению к началу строки развертки. Важно подчеркнуть,
что для нормальной передачи изображения требуется одновременно и синхрон-
ность, и синфазность разверток. Синхронная работа при отсутствии синфазности
или синфазность при отсутствии синхронности в равной мере приведет к появлению
геометрических искажений, хотя характер искажений будет различным.
В факсимильной связи требуется обеспечить очень высокую точность под-
держания синхронности и синфазности передатчика и приемника Это объясняется
способностью зрения человека распознавать очень малые по величине геометри-
ческие искажения. В принципе, факсимильные системы могут использовать те же
методы передачи, что и ранее рассмотренные синхронный, стартстопный и асинхрон-
ный для передачи дискретных сообщений. Наибольшее применение находит син-
хронный метод, обеспечивающий высокую точность синхронизации и фазирования.
Стартстопный метод практически не применяется, а асинхронный находит огра-
ниченное использование, о чем будет кратко сказано ниже.
В качестве привода разверток в электромеханических факсимильных аппаратах
215
Факсимильный
канал
Рис. 10.13. Способы синхронизации
факсимильных аппаратов:
а — автономный, б - принудительный, в — се-
тевой
Г пр
а)
обычно используются синхронные,
реактивные или гистерезисные двига-
тели. Частота вращения ротора син-
хронного двигателя (об/мин) целиком
определяется частотой напряжения
переменного тока, питающего дви-
гатель:
I I • ______________ 1 I ПР I
Ц-* Синхроканал -----р* & I
в)
Факсимильный
канал
I ря I
6)
А^Л = 60/'г/(2р), (10.5)
где fv — частота источника переменного
тока; 2р — число пар полюсов магнит-
ной системы двигателя. В электронных
развертках скорость развертки также
полностью определяется частотой ис-
точника тактовых импульсов. Таким об-
разом, синхронизация и фазирование
сводятся к поддержанию заданных
частоты и фазы колебаний задающего
генератора.
В факсимильных системах связи применяются следующие способы синхрони-
зации:
1) автономная синхронизация, при которой задающие генераторы разверток
передатчика Г„ср и приемника Гпр работают независимо друг от друга, но их частоты
/пер и /„р равны и высокостабильны, чем и обеспечивается требуемая точность син-
хронности и синфазности (рис. 10.13, а);
2) принудительная синхронизация частоты генератора приемника колебаниями
частоты генератора передатчика, передаваемыми по специальному синхроканалу
(рис. 10.13,6);
3) сетевая синхронизация, при которой развертки передатчика и приемника
синхронизированы промышленной частотой 50 Гц.
В зависимости от условий работы, требуемой точности синхронизации и эконо-
мических соображений выбирают тот или иной из перечисленных способов. На-
пример, наиболее дешевыми являются аппараты, использующие сетевую синхрони-
зацию. Однако их применение ограничено пределами одной энергосистемы (город,
отдельный регион страны), в которой промышленная частота 50 Гц одинакова.
Наибольшую точность синхронизации обеспечивает принудительный способ при
условии, что синхроканал не вносит собственной погрешности в частоту переда-
ваемых сигналов.
В аппаратах с барабанной и круговой развертками наибольшее применение
находит автономная система синхронизации. Реально частоты передающего и
приемного генераторов всегда в большей или меньшей степени будут отличаться от
номинального значения. Поэтому с течением времени фазовые рассогласования
передатчика и приемника будут накапливаться.
216
Рис. 10.14. К определению требуемой стабильности задающих генераторов факси-
мильных аппаратов с автономной синхронизацией
Произведем оценку требуемой стабильности задающих генераторов при авто-
номной синхронизации. Предположим, что на оригинале шириной I и высотой h
имеется вертикальная линия, смещенная относительно левого обреза бланка на
х0 (рис. 10.14). Скорости линейного перемещения элементарных площадок развер-
ток по горизонтали и вертикали обозначены соответственно через vXt v'y и vx и vy.
Допустим также, что скорости развертки оригинала и копии отличаются на незна-
чительную величину &vx: vx = v'x + &vx. За произвольное время передачи I элемен-
тарные площадки пройдут путь, равный x' = v'xt; x = vxt =(v'x-{-Avx)/=х' + Ах.
В результате неравенства скоростей vx и vx вертикальная линия на копии будет на-
клонена под углом
tg4'=^=^
v4t V,/
Далее выразим vv через vx следующим образом:
vy _ . 7. _
ТГ •~~v«----г-
Тогда I
tg4'=— • 2_,
6р
(10.6)
(Ю.7)
\vx 6р
Vx
Простейшие расчеты показывают, что при стандартных значениях / = 220 мм,
6р = 0,2 мм и допустимом угле перекоса tglH = 0,01 относительная расстройка
частоты задающих генераторов не должна превышать значения А/’г//’1 =
— 0,5*0,01 (0,2/220) =5* 10“G. Коэффициент 0,5 учитывает то обстоятельство, что из
двух генераторов Г„ср и Г„р один будет иметь частоту большую, а другой — меньшую
номинального значения. Величина tgllr = 0,01 выбирается исходя из свойств зрения
человека визуально различать перекос на изображении.
217
Если факсимильная аппаратура имеет плоскостную развертку, запись на
рулон бумаги и рассчитана на безостановочную передачу k бланков подряд, то
требуемая стабильность скорости передачи соответственно возрастает:
AMr=(0.5A)tg^(6p//). (10.8)
На основании вышеизложенного можно заключить, что задающие генераторы,
управляющие развертками с автономной системой синхронизации, должны быть
жестко стабилизированы по частоте. В качестве стабилизирующих элементов сейчас
чаще всего используются кварцевые резонаторы, обеспечивающие погрешность
частоты не более 10~6...10~7.
Начальная установка исходного положения элементарных площадок развертки,
т. е. собственно фазирование, производится фазирующими устройствами передат-
чика и приемника перед началом передачи бланка. В ходе фазирования автома-
тически осуществляются:
определение величины и знака фазового рассогласования передатчика и
приемника;
подстройка фазы приемника путем незначительного изменения скорости
развертки приемника относительно номинального значения;
определение момента синфазности передатчика и приемника;
выключение подстройки фазы, т. е. переключение приемника на номинальную
скорость работы.
Для сравнения фаз по каналу передаются специальные фазирующие сигналы.
После установления синфазности их передача прекращается и начинается передача
сигналов изображения. В некоторых факсимильных аппаратах наряду с автома-
тическим фазированием предусмотрена возможность ручной подстройки фазы
оператором. Несоблюдение требования синфазности ведет к появлению специфи-
ческих искажений в принятой копии, называемых разрывом. Пример таких иска-
жений для простейшего изображения показан на рис. 10.15.
К системам фазирования факсимильных аппаратов предъявляются следующие
требования:
1) высокая точность фазирования. После установления синфазности между
передатчиком и приемником смещение изображения на копии не должно превы-
шать ±1...2 мм по длине строки;
Рис. 10.15. Геометрические искажения, возникающие при факсимильной передаче
с нарушением синфазности передатчика и приемника
218
2) возможно малое время установления синфазности, начиная с момента пуска
аппаратов и заканчивая моментом готовности к передаче изображения. Это время
в основном определяется длительностью подстройки фазы приемника, оно зависит
также от скорости развертки (строк/мин). Для уменьшения времени установления
синфазности подстройка фазы приемника проводится обычно в два этапа: сначала
грубо, с большим шагом подстройки фазы, а по мере приближения к состоянию
синфазности — более плавно с тем, чтобы обеспечить заданную точность фази-
рования.
Непосредственно перед фазированием факсимильные передатчик и приемник
выполняют еще одну операцию — запуск устройств развертки, если ранее они были
остановлены. Запуск передатчика производит оператор, нажимая соответствующую
кнопку. Приемный же аппарат запускается автоматически под действием прини-
маемых сигналов передатчика. В результате удается практически полностью
автоматизировать все ручные операции по передаче и приему изображений, за
исключением заправки носителей и оригиналов, подлежащих передаче.
10.5. КАНАЛЫ ФАКСИМИЛЬНОЙ СВЯЗИ
Прежде чем приступить к выбору каналов факсимильной связи,
требуется выяснить, какие именно сигналы придется передавать по
этим каналам. Выше указывалось, что последовательность электри-
ческих сигналов, отображающих передаваемый оригинал, назы-
вается видеосигналом. Как и любой другой сигнал электросвязи,
факсимильный видеосигнал характеризуется следующими пара-
метрами: формой, амплитудой и частотой.
По своей форме видеосигнал, вырабатываемый анализирующим
устройством передатчика, всегда представляет собой пульсирую-
щее напряжение постоянного тока, поскольку оптическая плот-
ность передаваемого изображения не может иметь отрицательных
значений. Форма пульсаций зависит от характера изображения.
Для штриховых изображений, имеющих резкие переходы между
белыми и черными полями, импульсы видеосигнала приближаются по
форме к прямоугольным, как, например, показано на рис. 10.2, б, г.
При передаче полутоновых изображений нарастание и спадание
напряжения видеосигнала происходят более плавно.
Что касается амплитуды видеосигнала, то она изменяется в
определенных пределах — от U3tnax для черных полей до Ubmin для
белых полей оригинала. Пределы изменения амплитуды видеосиг-
нала определяются контрастностью передаваемого изображения
(см. § 10.1).
Частота видеосигнала может принимать любое значение в пре-
делах от нуля (постоянный ток) до некоторого максимального зна-
чения {шах- Правильнее говорить не о частоте, а о целом спектре
частот видеосигнала, имеющем пределы 0 ... fnmax. Конкретное зна-
чение [йтах зависит от многих характеристик факсимильной пере-
дачи: скорости развертки и времени передачи бланка, разрешающей
способности факсимильной системы и размеров передаваемого
219
Ut
a)
S)
Рис. 10.16. К определению предельной частоты видеосигнала:
а - - видеосш нал, соответствующий изображению, состоящему in черною и белою полей, б видеосш-
нал, соответствующий изображению чередующихся черных и белых полос
бланка. Эту зависимость можно пояснить следующим примером.
Предположим, что передается простейшее изображение, состоящее
всего из двух полей — черного и белого (рис. 10.16, а). Частота
видеосигнала /в(Гц) определится скоростью развертки А/, так как за
каждую строку развертки передается один период видеосигнала:
/B = /V/60. Для более сложного изображения, показанного на
рис. 10.16,6, частота видеосигнала увеличится во столько раз,
сколько пар черных и белых полос разместится на длине строки /:
Д> = ;V//(60-2d). Предельное значение частоты fBmax (Гц) получим,
передавая самые тонкие штрихи шириной dmin, определяемой за-
данной разрешающей способностью п (лин/мм):
fBmax = Nl/120dmZrt = /VM/60. (10.9)
Таким образом, при передаче произвольного изображения ви-
деосигнал займет по частоте непрерывный спектр в диапазоне от
нуля до famaxy Гц. Весь этот спектр должен быть передан по каналу
связи; потеря части спектра частот приведет к несоответствию ко-
пии оригиналу, в частности к потере мелких деталей изображения.
Экономически целесообразно не строить специальную сеть фак-
симильной связи, а использовать уже существующую сеть телефон-
ной связи как на внутригородском, так и на магистральном участ-
ках. Поэтому для передачи документальных изображений сейчас
применяют в основном стандартные каналы тональной частоты,
групповые тракты систем передачи, а также кабельные пары го-
родской телефонной сети (ГТС). В отдельных направлениях фак-
симильная связь организуется по радиотелефонным коротковолно-
вым каналам.
220
Включение факсимильных аппаратов в каналы ТЧ производится
по четырех- или двухпроводной схеме. Четырехпроводная схема
(рис. 10.17, а) применяется при передаче по закрепленным (неком-
мутируемым) каналам, если требуется двухсторонняя одновремен-
ная передача изображений. Канал ТЧ, организованный между
двумя пунктами с помощью каналообразующей аппаратуры КОА,
имеет раздельные цепи передачи и приема. Связь между КОА и
факсимильными аппаратами осуществляется по соединительным
линиям городской телефонной сети (СЛ ГТС). В зависимости от
потребностей пользователей и объема информации каналы ТЧ под-
ключаются к факсимильным аппаратам круглосуточно или сеанса-
ми. Для улучшения качества передачи технические характеристики
каналов ТЧ предварительно корректируют.
Двухпроводная схема организации факсимильной связи пока-
зана на рис. 10.17,6. Факсимильные аппараты соединяются с АТС
по абонентским линиям (АЛ). Цепи передачи и приема совмеще-
ны, поэтому каждый аппарат может поочередно передавать или
принимать изображение. Соединение абонентов производится путем
набора номера, возможен выход на междугородный участок теле-
фонной сети. Недостаток двухпроводной схемы — низкое качество
передачи факсимильных сигналов, поскольку в соединении участ-
вуют случайно выбранные каналы и соединительные линии, харак-
теристики которых нельзя предварительно откорректировать.
Таким образом, четырехпроводная схема организации факси-
мильной связи применяется пользователями, имеющими устой-
чивое направление обмена и требующими высокого качества пе-
редачи изображений. Для абонентов, соединяющихся с многими
КОА КОА
а)
АТС АТС
Рис. 10.17. Включение факсимильных аппаратов в каналы ТЧ:
а - но четырехнроводной схеме для некоммутирусмых капало», б - но двухпроводной схеме для комму
тируемых каналов ГТС
221
другими абонентами, для факсимильной передачи предпочтительной
оказывается двухпроводная схема связи.
Как известно, стандартный канал ТЧ имеет полосу частот
0,3...3,4 кГц. Спектр же частот видеосигнала, как было показано
выше, содержит постоянную составляющую и частоты, лежащие
ниже 0,3 кГц. Поэтому непосредственная передача видеосигнала
по каналам ТЧ невозможна, требуется перенос спектра видео-
сигнала путем модуляции некоторой несущей. Модуляцию при
передаче и демодуляцию при приеме обеспечивают устройства
преобразования сигналов УПСпер и УПСпр (см. рис. 10.1). Для фак-
симильной связи используются следующие виды модуляции:
амплитудная модуляция (AM) с передачей в канал несущей
и двух боковых полос либо с передачей несущей, нижней боковой
полосы и части верхней боковой полосы;
частотная модуляция (ЧМ), при которой в зависимости от амп-
литуды видеосигнала изменяется частота несущей. Как и при AM,
возможны два варианта ЧМ: с двумя боковыми полосами и с
частичным подавлением верхней боковой полосы;
сложные многопозиционные, например модуляция одной и той
же несущей по амплитуде и фазе (АМ4-ФМ);
импульсная модуляция, при которой синусоидальная несущая
заменяется последовательностью коротких импульсов, каждый из
которых может принимать значение 0 при передаче белого поля
или 1 при передаче черного поля. Импульсная модуляция использу-
ется для передачи факсимильных сообщений по каналам передачи
данных со скоростями до 9600 Бод.
Основными параметрами при выборе вида модуляции являются
скорость развертки N и время передачи бланка Твл. Помехоустой-
чивость не имеет определяющего значения для выбора способа мо-
дуляции, так как сигналы изображений мало подвержены воз-
действию помех.
В современных факсимильных аппаратах для уменьшения вре-
мени передачи бланка и увеличения пропускной способности ка-
нала связи используют также методы сжатия передаваемых изо-
бражений. Традиционная факсимильная передача «по площади
бланка» имеет следующий недостаток: приходится передавать все
без исключения элементарные площадки независимо от того, имеет-
ся на них фрагмент изображения или нет. Так передаются поля и
межстрочные промежутки в текстовых факсимильных сообщениях,
большие белые поля на географических картах и др. Поэтому для
экономии времени передачи целесообразно сократить те участки
изображения, которые не имеют переходов от белого к черному, и
наоборот. Эта операция получила название сжатия изобра-
жений.
Для осуществления сжатия необходимо выполнение двух усло-
вий:
1) аналоговый видеосигнал, полученный в результате анализа
222
Рис. 10.18. Пояснение принципа кодирования длины серий для сжатия факсимиль-
ных изображений:
а — фрагмент штрихового изображения, б — аналогоный видеосигнал для одной строки развертки,
в — дискретизированный видеосигнал, г — последовательность отсчетов дискретизированного сигнала,
д— кодовая последовательность, полученная в ретультате сжатия
оригинала, должен быть преобразован в двоичную форму, т. е.
в чередующиеся серии нулей (для белых полей) и единиц (для
черных полей). Общее число нулей и единиц, отображающих строку
развертки, определяется длиной строки и заданной разрешающей
способностью: тОбт = /-я, бит;
2) в состав факсимильного аппарата должен входить микро-
процессор или иное вычислительное устройство, работающее по
фиксированной программе и производящее сжатие. Алгоритмы
сжатия могут выполняться только программно, так как они доста-
точно сложны и требуют высокого быстродействия при обработке
информации. Аппаратный вариант построения устройства сжатия
исключается.
Существует много способов и алгоритмов сжатия штриховых
и полутоновых факсимильных изображений. Для штриховых черно-
белых сообщений наиболее часто применяется так называемый
метод кодирования длины серий (КДС) нулей и единиц двоичной
последовательности сигналов изображения. Суть метода КДС
заключается в том, что в канал передаются не сами серии нулей
и единиц, а лишь кодовые комбинации, определяющие их длину,
т. е. количество нулей или единиц в данной серии. Приемный
223
факсимильный аппарат декодирует эти комбинации и записывает
белые или черные участки строки развертки, имеющие определен-
ную длину.
Алгоритм простейшего КДС можно пояснить примером, по-
казанным на рис. 10.18. Предположим, что передается участок
штрихового изображения с двумя непересекающимися черными
линиями. В увеличенном виде этот фрагмент показан на рис. 10.18, а.
Аналоговый видеосигнал, полученный в результате анализа одной
строки развертки, представлен на рис. 10.18, б. Далее этот видео-
сигнал дискретизируется с шагом дискретизации dmin (рис. 10.18, в).
Последовательность полученных отсчетов записана в двоичной
форме счисления на рис. 10.18, г. Программа сжатия завершается
преобразованием десятичных чисел (длин серий) в соответствую-
щие двоичные числа. Например, 20 нулей первой серии преобра-
зуются в двоичное число 10100 и т. д. В канал передаются кодовые
комбинации, записанные на рис. 10.18, д. Легко убедиться, что
сжатая последовательность гораздо короче исходной последова-
тельности и требует меньшего времени передачи.
Рассмотренный алгоритм сжатия методом КДС является упро-
щенным, он не содержит ряда второстепенных операций, выпол-
няемых при сжатии. Так, для правильного декодирования длин
серий в приемном аппарате передаваемые комбинации нужно отде-
лить друг от друга. В качестве разделителей применяют фикси-
рованные служебные комбинации, которые не встречаются в инфор-
мационной последовательности. Необходимо также предусмотреть
защиту передаваемых комбинаций от ошибок и др.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Какие сообщения передаются средствами факсимильной связи?
2. В чем принципиальное отличие кодовых и факсимильных методов пере-
дачи документальных сообщений?
3. Что такое оптическая плотность, контрастность, разрешающая способность
изображений и в каких единицах они выражаются?
4. Что называется анализом и синтезом изображений^ Из каких операций
они складываются?
5. Перечислите причины снижения качества копии но сравнению с ориги-
налом.
6. В чем сущность строчного метода развертки, применяемого при передаче
изображений?
7. Перечислите известные способы механической развертки На какой основе
строятся системы электронной развертки'1*
8. Что такое скорость развертки и в чем она измеряется?
9. Как определяется модуль взаимодействия факсимильного аппарата и почему
значения модуля стандартизованы?
10. Какие виды носителей используются для записи изображений^
224
11 Каковы область применения, достоинства и недостатки механической
записи?
12. При каких условиях в факсимильной связи применяют фотографическую
запись? Что называют полутонами изображения?
13. Что представляет собой растрирование изображений и для чего оно при-
меняется?
14 Каковы задачи синхронизации и фазирования факсимильных аппаратов?
15. Как искажается копия при недостаточно точной установке синхронности
и синфазности?
16. Перечислите известные способы синхронизации, применяемые в факсимиль-
ной связи.
17. В чем суть фазирования факсимильных аппаратов^
18. В каких пределах изменяется частота видеосигнала и какие факторы
определяют максимальную частоту?
19. Какие каналы используются для факсимильной связи?
По каким схемам производят подключение факсимильных аппаратов к кана-
лам ТЧ?
20. В чем заключается причина модуляции видеосигналов и какие способы
модуляции применяют в факсимильной связи^
21. Нарисуйте вид модулированных сигналов для штрихового изображения
произвольного вида при амплитудной, частотной и импульсной модуляциях.
22. Что дает сжатие факсимильных изображений?
23. В чем суть сжатия изображений методом кодирования длины серий?
Что такое серия?
Глава 11. ОКОНЕЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
ФАКСИМИЛЬНОЙ связи
11.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ФАКСИМИЛЬНЫХ
АППАРАТОВ
При разработке и выпуске факсимильной аппаратуры приходится
учитывать разнообразные требования пользователей в части скоро-
сти и времени передачи, характера и размеров изображений, раз-
решающей способности и др. В то же время экономически нецеле-
сообразно выпускать большое количество типов и модификаций
аппаратуры, отличающихся друг от друга. Поэтому проведена
унификация факсимильных аппаратов с разделением их на четыре
группы в зависимости от основных технических показателей. Уни-
фикация является международной, так как в ее основу положены
соответствующие рекомендации МККТТ. Основным показателем
для разделения факсимильной аппаратуры на отдельные группы
225
Таблица 11.1. Классификация факсимильных аппаратов
Параметр Значение параметра для аппарата группы
1 н ш IV
Время передачи бланка фор- 4.. 6 2...3 1 и менее
мата А4, мин Разрешающая способность по 3,85 3,85 3,85; 7J; 2,57
вертикали, лин/мм Вид модуляции AM, ЧМ ЧМ, АФМ Цифровой
Канал ТЧ ТЧ ТЧ пд
Сжатие изображения Нет Нет Есть Есть
является время передачи бланка стандартного формата А4
(210X297 мм). Основные технические характеристики рекомендуе-
мых МККТТ групп факсимильных аппаратов общего назначения
приведены в табл. 11.1.
В нашей стране в соответствии с ГОСТ 12922—77 каждый тип
факсимильной аппаратуры имеет буквенно-цифровой индекс, указы-
вающий назначение и класс данного изделия. Назначение аппарата
обозначается следующими цифрами: 1 —для передачи и приема
изображений газетных полос; 2 — для передачи и приема полутоно-
вых фотографических материалов; 3 — для передачи и приема ме-
теорологических карт; 4 — для передачи и приема двухградацион-
ных (штриховых) буквенно-цифровых и графических изображений;
5 — для переприема в промежуточном пункте цифровых факсимиль-
ных сигналов.
По функциональному признаку аппараты обозначаются следую-
щими буквами: Д — передающие, П — приемные, С — приемопере-
дающие.
Способ сокращения избыточности указывается цифрами: 1 —
без сжатия изображения и с передачей по каналу несущей и двух
боковых полос модулированного факсимильного сигнала; 2 — без
сжатия изображения и с частичным подавлением одной боковой
полосы; 3 — со сжатием изображения и полосы частот, передавае-
мых по каналу связи.
В зависимости от цветности оригинала и копии аппараты обо-
значаются следующим образом: 1 —для передачи и приема черно-
белых изображений; 2 — для передачи цветных изображений с при-
емом их в виде черно-белых цветоделенных копий; 3 — для переда-
чи и приема цветных изображений.
Кроме указанных обозначений индекс аппарата имеет в своем
составе букву Ф, с которой он и начинается. Далее следуют: цифра,
указывающая назначение аппарата; буква Д, П или С функцио-
нального признака; цифра, обозначающая способ сокращения из-
быточности; цифра цветности. Так, факсимильный аппарат ФЗП21
представляет собой устройство, предназначенное для приема метео-
226
карт без сжатия изображения, с частичным подавлением одной
боковой полосы, с черно-белыми оригиналом и копией.
11.2. ФАКСИМИЛЬНЫЕ АППАРАТЫ «ШТРИХ»
Базовый аппарат «Штрих-М» имеет следующие модификации:
«Штрих-Л», «Штрих-МТ», «Термофакс», «Автофакс». Аппарат
«Штрих-М» (Ф4С11) представляет собой настольный факсимиль-
ный приемопередатчик черно-белых штриховых (двухградацион-
ных) изображений. Аппарат рассчитан на двухстороннюю поочеред-
ную передачу, т. е. может либо передавать, либо принимать изобра-
жения. Для передачи используется стандартный канал ТЧ с двух-
проводным окончанием или кабельная пара ГТС. Предусмотрена
возможность параллельного подключения «Штрих-М» к телефонно-
му аппарату АТС для передачи и приема изображений непосред-
ственно абонентами телефонной сети. При этом максимальное зату-
хание между передающим и приемным аппаратами не должно
превышать 30 дБ. Аппарат «Штрих-М» имеет следующие техни-
ческие характеристики:
Размер бланка, мм ...................................... 210X297
Скорость развертки, строк/мин .......................... 120 или 240
Время передачи бланка, мин ............................. 9,0 или 4,5
Разрешающая способность, лин/мм ........................ 3,8
Модуль взаимодействия .............................. 264
Частота несущей в канале, кГц .......................... 1,9 или 2,7
Способ модуляции ....................................... ЧМ
Потребляемая мощность, В*А ............................ 110
Габаритные размеры, мм .............................. 420X462X175
Масса, кг .............................................. 32
В аппарате «Штрих-М» применяются следующие технические
решения:
электромеханическая система развертки барабанного типа с
электромагнитным управлением. Развертка производится путем од-
новременного вращения и осевого перемещения бумажного носите-
ля, свернутого в цилиндр, относительно неподвижных устройств
считывания или записи изображений;
оптико-электрический преобразователь выполнен на основе
фотоэлектронного умножителя. Оптическая система анализирующе-
го устройства строится по схеме выделения элементарной площадки
на оригинале изображения (см. § 10.2);
открытая электромеханическая запись изображения ведется
чернилами на обычную писчую бумагу (см. рис. 10.9). Полутоновые
градации оптической плотности не передаются и не записываются;
основной способ синхронизации — сетевой, возможна также
автономная синхронизация. Фазирование — автоматическое, с пере-
дачей специальных фазирующих сигналов, двумя шагами подстрой-
ки фазы (см. § 10.4) и защитой фазовых сигналов от помех.
227
Рис. 11 1. Схема электромеханической развертки факсимильного аппарата «Штрих-М»
Упрощенная схема электромеханической системы развертки
аппарата «Штрих-М» дана на рис. 11.1. Приводом развертки явля-
ется синхронный гистерезисный двигатель 1. Частота питающего
напряжения переменного тока составляет 400 Гц при скорости раз-
вертки 240 строк/мин или 200 Гц при скорости 120 строк/мин.
Двухступенчатый редуктор (шестерни 2 — 5) с общим передаточным
числом, равным 25, понижает частоту вращения, которая на глав-
ном валу 6 составляет 240 или 120 об/мин. Второй редуктор,
состоящий из шестерен 7—10, уменьшает частоту вращения ходово-
го винта //.
Бумажный лист оригинала или копии сворачивается в цилиндр
12 и крепится к диску 13 шестью прижимными лапками 14.
Справа бумажный цилиндр ничем не закрепляется, а лишь свобод-
но опирается на цилиндрическую головку 15. Вращение главного
вала 6 через муфту передается трубе 16, вместе с которой враща-
ется и диск 13 с бумажным носителем 12. Диск 13 может также
перемещаться вдоль трубы 16 справа налево. Перемещение проис-
ходит за счет вращения ходового винта //и полугайки 17, которая
сцеплена с резьбой винта. Вместе с полугайкой перемещается и
диск 13, связанный с ней поводком 18. Таким образом, диск 13
и бумага одновременно вращаются с частотой, равной скорости
развертки, и перемещаются справа налево на один шаг развертки
за каждый оборот. В исходном положении диск занимает крайнее
правое положение, а бумажный цилиндр выходит за габариты
аппарата вправо.
Устройства считывания (осветитель 19, фотоэлектронный
умножитель 20 с системой линз) и записи (пишущий электромаг-
нит 21) закреплены неподвижно. При перемещении и вращении
228
бумаги относительно этих устройств производится запись или счи-
тывание.
Управляют работой системы развертки три электромагнита,
не показанные на рис. 11.1. Первый из них осуществляет зацепле-
ние ходового винта 11 и полугайки 17, в результате чего диск
13 и бумага начинают перемещаться относительно неподвижных
устройств записи и считывания. Второй электромагнит опускает
иглу пишущего устройства 21 на бумагу после установления синх-
ронности и синфазности. Третий электромагнит расцепляет шестер-
ни 7—10 второго редуктора, чтобы остановить перемещение диска
13 при окончании передачи или приема бланка.
Структурная схема приемопередающего аппарата «Штрих-М»
показана на рис. 11.2. Она содержит блок передатчика, блок
приемника, блок синхронизации и фазирования, а также двигатель
(Дв), вращающий цилиндрически свернутый бумажный носитель,
оптическую систему (ОС) и записывающее устройство (ЗУ). На
схеме не показаны вспомогательные устройства, служащие для
электропитания, контроля и управления.
Передача изображения осуществляется следующим образом.
Оптическая система (ОС) производит электрооптический анализ
передаваемого бланка, т. е. преобразует величину оптической плот-
ности отдельных участков изображения в пропорциональный по
амплитуде видеосигнал. Разложение изображения на отдельные
участки (развертка) происходит за счет одновременного вращения
и поступательного движения бланка относительно неподвижной ОС.
Оптические плотности элементарных участков преобразуются в
электрические сигналы с помощью фотоэлектронного умножителя.
Рис. 11.2. Структурная схема приемопередающего аппарата «Штрих-М»
229
Полученный видеосигнал в общем случае является многоуровне-
вым. Формирователь видеосигнала (ФВС) преобразует многоуров-
невый сигнал в двухуровневый (черное и белое). Далее дискрети-
зированный сигнал усиливается усилителем видеосигнала (УВС)
и через логическую схему ИЛИ поступает на входы частотных
модуляторов ЧМ\ и ЧМ2. В зависимости от выбранной скорости
передачи (120 или 240 строк/мин) используется один из модулято-
ров, второй в это время не работает. В качестве несущей на модуля-
тор ЧМ\ подается частота 3800 Гц, а на ЧМ? — 5400 Гц. Моду-
лирующим колебанием является видеосигнал. Девиация частоты
для обоих модуляторов одинакова и равна ±400 Гц. Таким обра-
зом, на выходе каждого модулятора получают несущую и две
боковых полосы частот. Далее эти сигналы подаются на триггер
(Г), работающий как делитель частоты с коэффициентом деления,
равным 2. После деления спектр частот через усилитель передачи
(УСпсР) И согласующее устройство (СУ) направляется в канал ТЧ.
Приемная часть аппарата «Штрих-М» работает следующим об-
разом. Принятые из канала частотно-модулированные сигналы че-
рез СУ подаются на усилитель-ограничитель (УО) блока приемника,
поддерживающий постоянную амплитуду сигналов независимо от
величины затухания канала. Далее частотно-модулированные сиг-
налы демодулируются демодулятором (ДМ). После демодуляции
фильтр нижних частот (ФНЧ) выделяет исходный видеосигнал, ко-
торый усиливается по напряжению усилителем приема (Успр) и по
току — усилителем записи (Ус3ап). Усиленный видеосигнал подается
в обмотку записывающего устройства (ЗУ).
Задачами блока синхронизации и фазирования являются авто-
матическое установление синфазности вращения оригинала и копии
перед началом передачи, а также поддержание установленной син-
фазности в течение всего времени передачи бланка. Автоматическое
фазирование перед началом передачи происходит в следующей
последовательности. При включении питания двигатели обоих
аппаратов разгоняются до номинальной скорости в течение 5 с.
Затем 30 с передающий аппарат передает в канал специальные
фазовые сигналы, которые представляют собой короткие импульсы,
формируемые фазовым контактом (ФК) в момент прохождения
краев бланка (так называемой сшивки) перед оптической системой.
В частотном модуляторе фазовые сигналы преобразуются в стан-
дартные ЧМ-сигналы и передаются в канал обычным образом.
По истечении 30 с передача фазовых сигналов прекращается и
начинается передача изображения.
Двигатель принимающего аппарата в процессе фазирования
питается от генератора Ген. RC, работающего в режиме свободных
колебаний с частотой примерно 380 Гц, что на 5% меньше номи-
нального значения. Напряжение генератора подается на формиро-
ватель (Форм), усилитель мощности (УМ) и далее на двигатель
(Де). За счет уменьшенной на 5% частоты вращения двигателя
230
фаза принимающего аппарата все время изменяется относительно
фазы передающего аппарата. Относительное положение фаз пере-
дачи и приема контролируется фазовым детектором (ФД), на
вход / которого подаются собственные фазовые импульсы приемно-
го аппарата, а на вход 2 — фазовые импульсы, принятые из канала.
Чтобы исключить ложное фазирование от помех, предусмотрено
устройство защиты (Защ). В момент совпадения фаз двух аппара-
тов фазовый детектор воздействует на схему И. На генератор RC
начинают поступать колебания сети переменного тока 50 Гц, часто-
та которых преобразована умножителем (Умн) до 400 Гц. Генера-
тор переходит в режим вынужденных колебаний с частотой 400 Гц,
после чего двигатели обоих аппаратов начинают вращаться син-
хронно и синфазно. С установлением синфазности схема И открыва-
ет ранее блокированный демодулятор и начинается запись изобра-
жения. Записывающее устройство опускается на бумагу, оригинал и
копия начинают перемещаться относительно устройств считывания-
записи справа налево.
При скорости передачи 120 строк/мин синхронизация и
фазирование производятся аналогичным образом, однако частоты
Ген. RC имеют вдвое меньшее значение.
В аппарате «Штрих-М» предусмотрен также режим контроля,
при котором выход передатчика соединяется со входом приемника
того же аппарата. Вместо видеосигнала на вход ФВС подается си-
нусоидальное напряжение с частотой 400 или 200 Гц. Если аппарат
исправен, записывающее устройство приемника зафиксирует на бу-
маге чередующиеся черные и белые полосы, параллельные оси
вращения бумаги. В режиме контроля производят также регулиров-
ку записывающего устройства для получения наилучшего качества
записи.
Факсимильный аппарат «Штрих-МТ» имеет те же характеристи-
ки что и базовая модель «Штрих-М», аналогичную конструкцию и
назначение. Отличия заключаются в способе записи изображений и
виде носителя. Запись производится на специальную термочувстви-
тельную бумагу путем нагревания ее отдельных участков. Пишу-
щим элементом является стержень с твердосплавным наконечником,
нагреваемый до 200...250° С. Нагрев осуществляется индукцион-
ным способом катушкой, в обмотку которой подается переменное
напряжение частотой 125 кГц. Управление записью, т. е. прижатие
пишущего элемента к бумаге, производится так же, как и в аппа-
рате «Штрих-М» (см. рис. 10.9).
Аппарат «Термофакс» является усовершенствованным вариан-
том аппарата «Штрих-МТ». Он имеет скорость развертки 180 или
240 строк/мин, разрешающую способность 2,8 или 3,8 лин/мм,
усовершенствованную систему фазирования, расширенные возмож-
ности контроля и управления.
Аппарат «Автофакс» предназначен для установки в салоне
легкового автомобиля и радиодоставки телеграмм с помощью
231
средств радиосвязи с подвижными объектами. «Автофакс» представ-
ляет собой факсимильный приемник с записью на термочувствитель-
ную бумагу и питанием от аккумулятора автомобиля. Кинематиче-
ская схема и конструкция механических узлов заимствованы от
аппаратов «Штрих». В аппарате, имеющем одну скорость развертки
(240 строк/мин), предусмотрены защита от помех радиоприему и
высокая степень автоматизации обслуживания аппарата.
11.3. ФАКСИМИЛЬНЫЙ АППАРАТ «ИЗОТОП-2»
Аппарат «Изотоп-2» (Ф2Д22 и Ф2П22) предназначен для вы-
сококачественной передачи и приема полутоновых фотографических
изображений. Он рассчитан главным образом для факсимильной
связи общего пользования, а также специализированных сетей
передачи фотографий для прессы. Основными особенностями ап-
парата являются хорошее воспроизведение полутоновых градаций
оптической плотности и высокая разрешающая способность. Ка-
чественная передача обеспечивается применением фотографическо-
го способа записи изображений в приемнике, а также рациональ-
ным выбором технических характеристик аппарата.
Поскольку передатчик и приемник аппарата выполнены конст-
руктивно как независимые устройства, то при необходимости
можно организовать одностороннюю и двухстороннюю передачу.
Вместе с тем, передатчик и приемник имеют много общего, глав-
ным образом в части механики и кинематической схемы.
Передача изображений ведется по стандартному каналу ТЧ
с двух- или четырехпроводным окончанием, либо по физической
соединительной линии. Аппарат «Изотоп-2» имеет следующие ха-
рактеристики:
Размеры бланка, мм .................................... 220X300
Скорость развертки, стр/мин ........................... 60; 120, 240
Время передачи бланка, мин ............................ 6..18
Шаг развертки, мм ..................................... 0,133; 0,2; 0,265
Разрешающая способность, лин/мм ....................... 4. 6,5
Модуль взаимодействия ................................. 264 и 350
Способ модуляции ...................................... AM или ЧМ
Потребляемая мощность, В-А ............................ 200 (250)*
Габариты, мм .......................................... 678X488X368
(678X488X368)
Масса, кг ............................................. 50 (50)51
* В скобках указаны значения для приемника
В аппарате «Изотоп-2» применяются:
электромеханическая система развертки барабанного типа с
раздельным приводом вращения барабана и перемещения каретки;
оптико-электрический преобразователь на фотодиоде типа
ФД-27К и оптическая система передатчика, построенная по схеме
выделения элементарной площадки на оригинале изображения;
232
фотографический способ записи на фотобумагу или фотопленку,
позитивный или негативный режим передачи. Записывающим
устройством является точечная газосветная лампа типа ТМН-2 с
оптической системой, проектирующей световое пятно на светочув-
ствительный материал копии;
автономная или принудительная синхронизация и автоматиче-
ское фазирование;
электронная система коррекции полутоновой характеристики
(см. рис. 10.11), позволяющая управлять качеством воспроизведе-
ния полутоновых изображений.
Упрощенная кинематическая схема устройства развертки
аппарата «Изотоп-2» показана на рис. 11.3. Отличительные особен-
ности разверток передатчика и приемника отмечены по ходу изло-
жения. Приводом барабана /, на котором закреплен оригинал или
копия, является синхронный двигатель 2. В зависимости от частоты
питающего напряжения частота вращения двигателя 2 может быть
1500, 3000 или 6000 об/мин. Двухступенчатый редуктор (шестерни
3— 6) замедляет частоту вращения до 60, 120 или 240 об/мин со-
ответственно. С этой частотой вал шестерни 6 через левый центр 7
вращает барабан /. Правый центр 8 служит для поддержки бара-
бана. При перезарядке барабан легко снимается с центров 7 и 8.
Приводом каретки является двигатель постоянного тока 9.
Через регулятор, состоящий из шестерен 10—13, двигатель при-
водит во вращение ходовой винт 14. Входящий в зацепление с
винтом червяк 15 при вращении ходового винта будет перемещать
каретку 16 вдоль оси барабана в направлении, указанном стрелкой.
Поскольку шаг резьбы ходового винта составляет всего 1,57 мм,
скорость перемещения каретки будет сравнительно небольшой. Час-
Рис. 11.3. Схема электромеханической развертки факсимильного аппарата «Изо-
топ-2»
233
тоту вращения двигателя 9 можно переключать, соответственно
меняется шаг развертки, принимая фиксированные значения 0,133;
0,2. и 0,265. Каретка перемещается по направляющим 17.
Таковы основные элементы развертки передающего аппарата
«Изотоп-2». Развертка приемника отличается тем, что барабан / с
фотоматериалом помещается в металлическую кассету 18, защи-
щающую светочувствительный фотоматериал от засветки внешними
источниками света. Зарядка барабана и кассеты, а также снятие
записанной копии для проявления производятся в темноте или при
оранжево-красном освещении. При помещении кассеты в аппарат
открывается ранее закрытая шторка 19 и записывающий луч
света попадает на поверхность фотобумаги или пленки. Текстиль-
ная лента 20 предохраняет копию от засветки во время записи,
когда шторка 19 открыта. При движении каретки 16 с оптикой
лента 20 перематывается между катушками 21.
На осях шестерен 6 и 10 насажены датчики фазы (на рисунке
они не показаны). Первый из них формирует сигналы фазирова-
ния, посылаемые в канал перед началом передачи, а второй исполь-
зуется для автоматической регулировки частоты вращения двига-
теля 9.
Укрупненная структурная схема передатчика «Изотоп-2» приве-
дена на рис. 11.4, а, а приемника — на рис. 11.4,6. Работа пере-
датчика протекает следующим образом. Исходные видеосигналы,
полученные в результате оптико-электрического преобразования,
с фотодиода (ФД) (рис. 11.4, а) поступают на усилитель видео-
сигналов (УВС), имеющий коэффициент усиления около десяти.
Далее усиленные видеосигналы подаются на один из модуляторов
передачи — амплитудный (ЛЛ4) или частотный (ЧМ). Выбор спо-
соба модуляции производится оператором исходя из заданной ско-
рости развертки и полосы частот канала. С выхода одного из моду-
ляторов преобразованные сигналы попадают на систему фильтров
нижних частот. В передатчике имеется три фильтра с полосами
пропускания от нуля до 3,4; 2,4 и 15 кГц. Тот или иной фильтр
выбирается исходя из заданных условий передачи. Назначение
фильтров — задержка высокочастотных продуктов модуляции на
входе в канал связи.
Устройство выхода (УВ) согласует электрические характери-
стики передатчика и канала. В его состав входят усилитель и
аттенюатор с переменным затуханием. С их помощью устанавли-
вают номинальный уровень передачи на выходе передатчика. К уст-
ройству выхода подключены также служебный телефонный аппарат
(ТФА) и усилитель звукового контроля (УЗБ) с динамиком, слу-
жащим для контрольного прослушивания сигналов передатчика.
В нижней части рис. 11.4, а помещены устройства синхрониза-
ции и фазирования. Генератор опорных частот (ГОЧ) вырабаты-
вает набор высокостабильных по частоте электрических сигналов
для устройств развертки и модуляторов передатчика. Высокое
234
Рис. 11.4. Укрупненные структурные схемы аппарата «Изотоп-2»
а передающею, б - приемною
постоянство частоты генератора обеспечивается применением квар-
цевой стабилизации и поддержанием постоянной температуры сре-
ды, в которой находится генератор, с помощью специального тер-
мостата. Эти меры позволяют получить относительную погрешность
частоты генератора не более ±5-10-6.
Опорные частоты ГОЧ делятся делителем частоты (ДЧ). В ре-
зультате получают все необходимые для работы передатчика
управляющие сигналы. Так получают несущие частоты 1,92; 2,4 и
9,6 кГц для модуляторов, частоту 2,4 кГц для синхронизации
двигателя развертки (Дв\) и др. Двигатели развертки Дв\ и
Дв2 питаются раздельно от устройств синхронизации развертки
УСР и подачи УСП. Питающие напряжения усиливаются усили-
телями двигателей УД\ и УД2. Двигатель Дв\ является трехфаз-
ным, поэтому перед ним включен коммутатор (ДД), преобразую-
щий однофазный переменный ток в трехфазный. В схеме не пока-
заны цепи служебных сигналов (запуска, фазирования и др.), а
235
также устройства автоматического или ручного управления этими
цепями.
Структурная схема приемника аппарата «Изотоп-2» приведена
на рис. 11.4, б. При ее рассмотрении нужно помнить, что передат-
чик и приемник конструктивно раздельны и независимы. Тракт
приема и преобразования сигналов содержит устройства входа
(УВ), амплитудный (АДМ) и частотный (ЧДМ) демодуляторы,
корректор полутонов (КП), фильтры приема (ФНЧ), усилитель за-
писи (УЗ) и электрооптический преобразователь—газосветную
лампу (ГЛ). Модулированные по амплитуде или частоте факси-
мильные сигналы поступают в устройство входа и далее на соот-
ветствующий демодулятор. Устройство входа согласует электри-
ческие характеристики канала и приемника, а также обеспечивает
защиту от помех. Как и в передатчике, к устройству входа под-
ключены элементы контроля и служебной связи: УЗВ с динамиком
и ТФА.
Один из работающих поочередно (в зависимости от выбран-
ных условий передачи и типа канала связи) демодуляторов пре-
образует модулированные сигналы несущей частоты в исходные
видеосигналы. Корректор полутонов, куда поступают сигналы после
демодуляции, улучшает воспроизведение на копии очень светлых
и очень темных градаций оптической плотности. По существу КП
изменяет амплитудную характеристику электрического тракта, т. е.
зависимость уровня выходного сигнала от уровня входного сигнала.
При желании корректор может быть выключен. Окончательное
очищение видеосигналов от продуктов демодуляции и посторонних
напряжений производится одним из двух фильтров нижних частот.
Один из фильтров имеет полосу пропускания О...1,8 кГц, второй —
О...4,5 кГц. В зависимости от вида модуляции и способа передачи
включается один из этих фильтров.
Окончательное усиление принятых видеосигналов происходит
в усилителе записи, представляющем собой усилитель постоян-
ного тока, нагрузкой которого является точечная газосветная
лампа типа ТМН-2. Яркость ее свечения, а следовательно, и экс-
позиция фотоматериала пропорциональны величине тока, проте-
кающего через лампу, т. е. в конечном итоге зависят от ампли-
туды или частоты модулированных сигналов на входе приемника.
На рис. 11.4, б показаны также устройства синхронизации и
фазирования развертки приемника «Изотоп-2». Эта часть схемы
мало отличается от аналогичных устройств передатчика, поэтому
подробно здесь не рассматривается.
Перед началом передачи операторы, обслуживающие передат-
чик и приемник, по служебной телефонной связи договариваются
о режиме работы, скорости передачи, способе модуляции и произ-
водят соответствующие начальные установки. Далее оператор
передатчика посылает в канал сигналы белого и черного полей,
по которым устанавливается уровень передачи. Затем обеспечива-
236
ется синхронизация и фазирование. Через 3 с после включения
двигателя развертки передатчик начинает передавать в канал
фазовые импульсы с частотой следования 1,0 или 2,0 Гц. В при-
емнике ведется настройка фазы приемной развертки до достижения
синфазности с передатчиком (см. § 10.4 и 11.2). После установле-
ния синфазности в передатчике и приемнике включаются двигатели
подачи Дв2, снимается блокировка с модуляторов и демодуля-
торов и начинается передача изображения. В аппаратуре «Изо-
топ-2» предусмотрены как ручная, так и автоматическая настройка
аппаратов перед началом передачи бланка. В режиме «Автомат»
включение двигателей, передача служебных сигналов, фазирование
и переход к передаче изображения производятся без участия опе-
раторов. Остановка передатчика и приемника после окончания
передачи очередного бланка также осуществляется автоматически.
В качестве элементной базы в аппаратуре «Изотоп-2» примене-
ны интегральные микросхемы и операционные усилители.
11.4. СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ИЗОБРАЖЕНИЙ
ГАЗЕТНЫХ ПОЛОС
Изображения газетных полос (ИГП) центральных изданий
передаются из Москвы в ряд городов страны по каналам связи
для ускорения доставки газет читателям. В пунктах приема, назы-
ваемых также пунктами децентрализованной печати, по принятой
копии отпечатывается часть тиража для данного пункта и региона
страны. Для сокращения времени передающая и приемная факси-
мильная аппаратура устанавливается непосредственно в помеще-
ниях типографий, связанных соединительными линиями с канало-
образующей аппаратурой. В качестве каналов используются стан-
дартные групповые тракты систем передачи или спутниковые
каналы.
Система передачи ИГП «Газета-2», применяемая в настоящее
время, состоит из оконечного и канального оборудования. Оконеч-
ным оборудованием являются передатчик Ф1Д21, приемник Ф1П21,
стойка задающего генератора и групповой полосовой фильтр.
В состав канального оборудования входят стойки соединительных
линий, формирования каналов, служебной связи и др. Имеются
также установки автоматизированной обработки фотонегативов.
Отличительные особенности передачи ИГП по сравнению с
обычной факсимильной связью следующие:
размеры газетной полосы значительно превышают размеры
факсимильного бланка;
время, отводимое на передачу четырех, шести или более полос
газеты, жестко лимитировано;
растрирование изображений газетной полосы, необходимое по
условиям полиграфического процесса печати, требует очень высо-
кой разрешающей способности (см. § 10.3);
237
большие размеры газетной полосы требуют высокой точности
синхронизации и фазирования передатчика и приемника.
Для того чтобы учесть эти особенности, в аппаратуре «Газета-2»
используют:
высокие скорости развертки (до 3000 строк/мин), обеспечиваю-
щие заданное время передачи газетной полосы;
фотографический закрытый способ записи изображений, поз-
воляющий получить требуемую разрешающую способность:
автономный способ синхронизации с высокостабильными по
частоте задающими генераторами развертки, что обеспечивает
малый угол перекоса изображения на копии.
Аппаратура рассчитана на передачу стандартных газетных
полос с полезным полем изображения (без учета полей) 558X
Х392 мм. Оригиналом является высококачественный оттиск газет-
ной полосы на белой бумаге, полученный в центральной типогра-
фии. Копия по условиям полиграфического процесса должна быть
негативной и записана на фотопленке в масштабе 1:1.
Система передачи ИГП «Газета-2» имеет следующие техниче-
ские характеристики:
Размеры бланка, мм ............................................ 630X430
Скорость развертки, строк/мин ................................. 3000; 2400
Время передачи бланка, мин .................................... 2,62; 4,72
Шаг развертки, мм ............................................. 0,06; 0,04
Разрешающая способность, лин/мм ............................... 25; 16
Вид модуляции ................................................. AM с ОБП
Уровень передачи в канале, дБ ................................. —22,6
Среднее время наработки на отказ, ч....... .......... .. 100
Потребляемая мощность, В-А .................................... 1250
Напряжение питания, В ......................................... 380/220
Передатчик и приемник «Газета-2» представляют собой слож-
ные электромеханические устройства, поэтому рассматриваемые
ниже кинематические схемы значительно упрощены. Схема раз-
вертки передатчика Ф1Д21 приведена на рис. 11.5. Основой систе-
мы развертки является передающая камера цилиндрической формы.
Она состоит из двух труб: внешней сплошной / и внутренней 2,
имеющей канавки и большое количество (более 1000) небольших
отверстий, расположенных равномерно по поверхности трубы 2. По-
скольку трубы соосны, между ними образуется цилиндрическая
полость. Внутрь камеры заправляется оригинал 3 — оттиск газет-
ной полосы, который плотно прижимается к внутренней поверхности
трубы 2 и удерживается в этом положении за счет того, что в
полости камеры создается разрежение воздуха. Разрежение пос-
тоянно поддерживается отсасывающим устройством 4, приводимым
в движение собственным двигателем 5.
Развертка изображения осуществляется механическим путем.
Камера с закрепленным в ней оригиналом может перемещаться
вдоль своей оси справа налево или слева направо. Тем самым
238
Рис. 11.5. Упрощенная кинематическая схема развертки передающего аппарата
«Газета-2»
производится переход от предыдущей строки развертки к последу-
ющей, т. е. подача. Камера перемещается за счет вращения чер-
вячного вала 6, с которым сцеплена муфта 7. Вал вращается через
редуктор подачи (система шестерен 8, 9) двигателем 10. Редуктор
позволяет менять направление подачи, а также шаг развертки.
Синхронный гистерезисный двигатель 10 питается от стабилизиро-
ванного генератора, при частоте питающего напряжения 150 Гц
двигатель имеет частоту вращения 1800 об/мин. При достижении
камерой правого или левого крайнего положения двигатель авто-
матически выключается.
Строчная развертка в передатчике оуществляется синхронным
двигателем //, имеющим две частоты вращения (3000 и 2400
об/мин), численно равные двум фиксированным скоростям раз-
вертки передатчика. Двигатель питается от источника синхронной
частоты 100 кГц с последующим делением. На вал двигателя //
насажена оптическая головка 12 с зеркалом и микрообъективом.
Остальные элементы оптической системы расположеы на непод-
вижной консоли 13. Оптическая система передатчика построена по
принципу автоколлиматорной трубы, рассмотренному в § 10.2, и
здесь не описывается. В результате вращения головки 12 и пере-
мещения камеры вдоль своей оси световое пятно будет последова-
тельно по винтовой линии анализировать изображение газетной
полосы. Важно отметить, что сама камера, а также большая часть
элементов оптики не вращаются, что существенно упрощает кон-
струкцию устройства развертки и обеспечивает высокое качество
передачи.
Кроме оптической головки двигатель 11 вращает диск 14 фото-
239
датчика угловой скорости. Диск имеет 250 радиально расположен-
ных отверстий в виде щелей. Через эти щели проходит световой
поток от источника света к фотодиоду. При вращении диска свет,
поступающий на фотодиод, прерывается 250 раз за каждый оборот
двигателя. Импульсы, полученные в цепи фотодиода, используются
для коррекции мгновенных отклонений скорости, так называемых
качаний. (Схема коррекции будет рассмотрена ниже.)
Кинематическая схема приемного устройства «Газета-2» в ос-
новном подобна схеме передатчика. Отличие заключается в опти-
ческой системе, которая синтезирует изображение путем экспозиции
фотографической пленки, помещенной в приемную камеру. Нужно
отметить, что зарядка газетной полосы и фотопленки в передаю-
щую и приемную камеры автоматизирована (на схеме устройства
зарядки не показаны). Фотопленка в приемном аппарате находится
в специальной кассете, длина рулона составляет 60 м, что достаточ-
но для записи без перезарядки примерно 80...90 газетных полос
стандартного формата.
Структурная схема передающего аппарата «Газета-2» изобра-
жена на рис. 11.6. Тракт преобразования видеосигналов передат-
чика состоит из фотоэлектронного умножителя (ФЭУ), устройства
формирования видеосигналов (УФВ), амплитудного модулятора
(AM), фильтра с кососимметричной характеристикой (КСФ) и
линейного усилителя (ЛУс). Задача этой части схемы — преобра-
зование исходных- видеосигналов, вырабатываемых ФЭУ, в линей-
ные амплитудно-модулированные сигналы с кососимметрично огра-
ниченной верхней боковой полосой частот.
В УФВ многоуровневые сигналы ФЭУ превращаются в двух-
уровневые, имеющие значения белого и черного полей. Кроме того,
длительность очень коротких сигналов увеличивается до 3,1 мкс,
что позволяет несколько сузить спектр видеосигнала. Сформиро-
ванные по уровню и длительности сигналы поступают на ампли-
тудный модулятор, где они модулируют несущую частоту 500 кГц.
Источником несущей является генератор Г\ с кварцевой стабили-
зацией частоты. На вход КСФ подаются несущая и две боковых
полосы частот, полученные в результате модуляции. Амплитудно-
частотная характеристика фильтра выбрана таким образом, что
большая часть верхней боковой полосы задерживается. Ограничен-
ные по спектру сигналы имеют рабочую полосу частот 330...530 кГц.
Линейный усилитель усиливает сигналы до номинального уров-
ня — 22,6 дБ, а также производит согласование выходного сопро-
тивления аппаратуры с входным сопротивлением канала, равным
75 Ом. Передающий аппарат имеет два независимых одинаковых
выхода Вых.1 и Вых.2. При необходимости изображение газетной
полосы можно передавать одновременно по двум направлениям
связи, работая с шестью приемными аппаратами Ф1П21.
Контроль за работой приемников осуществляется в пункте
передачи с помощью системы телесигнализации, состоящей из
240
УМ
Рис. 11.6. Структурная схема переда-
ющего факсимильного аппарата «Газе-
та-2»
Прием
ЛУс АДМ ФНЧ
Рис. 11.7. Структурная схема прием-
ного факсимильного аппарата «Газе-
та-2»
УМ
приемника телесигналов (ПТС) и табло телесигналов (ТТС)
(рис. 11.6). В приемник по обратным каналам поступают служеб-
ные сигналы из пунктов приема. Для каждого пункта выделяется
собственная несущая, которая модулируется служебными сигнала-
ми «Каналы», «Готовность», «Камера слева», «Камера справа»,
«Запись», «Неисправность». Сигналы передаются на фиксирован-
ных модулирующих частотах 1200...1400 Гц. Приемник ПТС вы-
деляет служебные сигналы, определяет номер пункта приема, после
чего служебная информация отображается на табло телесигналов
для сведения оператора.
Приводом разверткй передающей камеры являются синхрон-
ные гистерезисные двигатели Дв\ и Дв2. Двигатель Дв[у враща-
ющий оптическую головку, питается переменным током от генерато-
ра Г2 через схему автоматической регулировки частоты (АРЧ) и
усилитель мощности (УМ). Генератор Г2 с кварцевой стабилиза-
цией частоты вырабатывает напряжение переменного тока с часто-
той 100 кГц при относительной нестабильности ±2-10~7. Далее
частота генератора делится до 250 Гц при заданной скорости 3000
строк/мин или 200 Гц при скорости 2400 строк/мин. Непосредст-
венное питание двигателя от источника синхронной частоты сопро-
вождается так называемыми качаниями, т. е. мгновенными неболь-
шими изменениями частоты вращения двигателя. Качания в свою
очередь приводят к появлению на копии местных перекосов (уча-
стки прямых линий изображения воспроизводятся как волнистые).
Высокие требования к качеству передачи газетных полос застав-
ляют применять автоматическое регулирование частоты вращения
двигателя Дв\. Схема АРЧ стабилизирует мгновенную частоту
вращения двигателя. В этой схеме постоянно сравниваются: часто-
та колебаний генератора Г2 после деления и частота сигналов,
вырабатываемых фотодатчиком (ФД) угловой скорости (диск 14
на рис. 11.5). Частота генератора всегда постоянна, а частота
241
фотодатчика меняется в небольших пределах за счет качаний дви-
гателя. В результате сравнения двух частот АРЧ вырабатывает
сигнал рассогласования, который воздействует на частоту генера-
тора. Последняя изменяется таким образом, чтобы восстановить
номинальную частоту вращения двигателя Дв\.
Синхронный двигатель Двъ получает питание от генератора
А через усилитель мощности УМ. Двигатель предназначен для
перемещения (подачи) камеры передающего аппарата вдоль ее оси
слева направо или справа налево. Частота генератора Гз стаби-
лизирована камертонным вибратором, номинальное значение час-
тоты составляет 1200 Гц. Путем последующего деления частота
генератора снижается до 150 Гц, что соответствует частоте вра-
щения двигателя Дв2, равной 1800 об/мин.
В состав передающего аппарата входят также не показанные
на рис. 11.5 и 11.6 вспомогательные устройства: контрольный
осциллограф, датчики, устройства автоматики, управления, элек-
тропитания и др.
Структурная схема приемного аппарата «Газета-2» представ-
лена на рис. 11.7. Тракт приема и преобразования видеосигналов
состоит из линейного усилителя (ЛУс), амплитудного демодулятора
(АДМ), фильтра нижних частот (ФНЧ), формирующего устройства
(ФУ) и электрооптического преобразователя, газосветной лампы
(ГЛ). Усилитель устанавливает номинальный уровень сигнала,
компенсируя затухание соединительной линии и канала связи.
В демодуляторе происходит выделение из линейных амплитудно-
модулированных сигналов исходных видеосигналов. Для повышения
помехоустойчивости применяется синхронное детектирование.
Фильтр нижних частот, имеющий полосу пропускания 0...190 кГц,
отфильтровывает видеосигнал, задерживая побочные продукты де-
модуляции. В формирующем устройстве видеосигнал ограничива-
ется по амплитуде, затем производится укорочение импульсов
длительностью 3,1 мкс; эти импульсы видеосигнала ранее были
удлинены в устройстве формирования видеосигналов (УФВ) пере-
дающего аппарата. После усиления по мощности сформированный
видеосигнал подается на дуговую газоразрядную лампу ДРГМ-
70-2. Меняющееся по величине световое излучение лампы с по-
мощью оптической системы фокусируется на фотопленку.
Система телесигнализации приемного аппарата состоит из
формирователя телесигналов (ФТС) и передатчика телесигналов
(ПТС). Формирователь вырабатывает служебные сигналы о го-
товности и состоянии приемного устройства (перечень таких сиг-
налов был приведен при описании передающего аппарата Ф1Д21).
Передатчик телесигналов преобразует служебные телесигналы, в
частности модулирует ими несущую с определенной частотой, при-
своенной данному приемному аппарату. По обратному каналу мо-
дулированные телесигналы от приемника передаются в систему
телесигнализации передатчика Ф1Д21.
242
Развертка приемной камеры производится, как и передающей,
синхронными двигателями Дв\ и Дв2. Напряжения синхронной
частоты для их питания вырабатываются в основном так же, как
и в передающем аппарате. Однако в приемном аппарате (см. рис.
11.7) дополнительно появляется система фазирования по строкам,
состоящая из селектора сигналов фазирования (ССФ), фазового
детектора (ФД) и магнитного датчика фазы (МД) с собственным
усилителем (УМД).
Система фазирования работает следующим образом. В начале
сеанса связи передающий аппарат передает фазовые импульсы с
частотой следования 50 Гц. После демодуляции в приемном аппара-
те фазовые импульсы передатчика выделяются ССФ и подаются
на левый по схеме вход фазового детектора. На правый вход
поступают собственные фазовые импульсы приемного аппарата,
вырабатываемые магнитным датчиком. Несовпадение во времени
фазовых импульсов передатчика и приемника приводит к появле-
нию на выходе ФД соответствующего управляющего сигнала. Этот
сигнал изменяет в небольших пределах коэффициент делителя
частоты, включенного между Г2 и устройством автоматической
регулировки частоты. В результате частота вращения двигателя
Дв[ несколько изменится. При совпадении фазовых импульсов фа-
зовый детектор прекращает воздействовать на делитель частоты и,
начиная с этого момента, оба двигателя — передатчика и приемни-
ка — получают напряжение синхронной частоты. В последующем
синфазность сохраняется за счет высокой стабильности частоты
генераторов Г2 передатчика и приемника. В случае необходимости
оператор может вручную включить схему фазирования и подстроить
фазу приемного аппарата. В обычных условиях фазирование проис-
ходит автоматически после нажатия оператором передающего ап-
парата кнопки «Фаза».
Кроме рассмотренных элементов структурной схемы приемный
аппарат, как и передающий, имеет ряд вспомогательных устройств,
служащих для контроля, управления и обеспечения работоспособ-
ности. В целом передающий и приемный аппараты системы «Газе-
та-2» представляют собой сложные, высокоточные и дорогие уст-
ройства.
Как уже говорилось, в комплекс оборудования «Газета-2»,
кроме передатчика Ф1Д21 и приемника Ф1П21, входят канало-
образующие и вспомогательные устройства. Основное назначение
каналообразующей аппаратуры — приспособить стандартные груп-
повые тракты многоканальных систем передачи к условиям пере-
дачи изображений газетных полос. Оконечные устройства «Газе-
та-2» рассчитаны на передачу на несущей частоте 500 кГц при
ширине полосы пропускания около 240 кГц. В качестве канала
связи используется вторичный групповой тракт, т. е. объединенная
полоса частот 312 ... 552 кГц 60 каналов ТЧ.
243
Каналообразующее оборудование состоит из аппаратуры: соединительных
линий; формирования каналов, транзита, ответвления и разветвления каналов;
служебной связи; вспомогательных устройств настройки и контроля тракта. Кон-
структивно перечисленное оборудование выполнено в виде отдельных стоек
Стойка соединительных линий (ССЛ) служит для получения двух двухсторон-
них каналов с полосой пропускания 312...552 кГц, организованных по коаксиаль-
ным кабелям, связывающим типографию и местную междугородную телефонную
станцию (МТС). Стойки соединительных линий для передачи и приема содержат
устройства разделения, усиления и согласования сигналов, задающие генераторы,
фильтры, АРУ и др.
Стойки формирования каналов (СКФ), установленные в ЛАЦ МТС, предназ-
начены для образования общего факсимильного канала в спектре стандартной
вторичной группы и защиты факсимильного канала от влияния соседних груп-
повых трактов В стойках СКФ находятся преобразователи частот, фильтры,
корректоры, усилители, дифференциальные системы и устройства согласования.
Стойки транзита факсимильных каналов (СТФ) располагаются в промежуточ-
ных пунктах магистрали, в частности на стыке между коаксиальными, симметрич-
ными и радиорелейными направляющими системами. С помощью СТФ можно также
выделить канал передачи газетных полос для промежуточного пункта. Предусмот-
рены элементы коррекции амплитудно- и фазочастотных характеристик вторичного
группового тракта.
Стойки (ССС) и пульты (ПС) служебной связи обеспечивают двухсторон-
нюю телефонную связь для служебных переговоров работников типографий в
пунктах передачи и приема газет. Они содержат коммутационное, усилительное
и вызывное оборудование телефонной связи.
Наряду с наземными кабельными и радиорелейными магистра-
лями для передачи ИГП широко используются спутники связи.
Этому способствует то обстоятельство, что, как правило, пункты
децентрализованной печати центральных газет имеют приемные
станции той или иной системы космической связи. При использо-
вании спутниковых каналов необходимо учитывать следующие
особенности организации связи:
полоса пропускания, выделяемая для передачи газетных полос в
спутниковом канале, отличается по своим частотам от стандарт-
ной полосы вторичной группы 312...552 кГц. Поэтому между око-
нечной аппаратурой «Газета-2» и каналом приходится вводить до-
полнительные преобразования частот факсимильных сигналов;
в системах спутниковой связи, используемых для передачи
газет, нет обратного канала, поэтому для передачи телесигнализа-
ции нужно выделять наземные каналы тонального телеграфирова-
ния (ТТ), а для организации служебной телефонной связи — на-
земные каналы ТЧ.
11.5. ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ
ФАКСИМИЛЬНЫХ АППАРАТОВ
Факсимильная связь общего пользования дополняет систему
телеграфной связи страны. Поэтому технические средства факси-
мильной связи располагаются на крупных телеграфах, почтамтах,
телефонно-телеграфных станциях и, как исключение, в некоторых
отделениях связи. Эти средства вместе с обслуживающим их персо-
налом образуют отдельную эксплуатационно-техническую службу
или участок предприятия связи. В зависимости от величины и ха-
рактера нагрузки факсимильная связь на различных направлениях
может работать круглосуточно или по расписанию. Передаваемые
и принимаемые сообщения называют фототелеграммами, хотя при
их записи необязательно применяется фотографический способ.
Исходящие фототелеграммы подаются в кассу данного предприятия
связи и передаются по назначению. Входящие фототелеграммы,
кроме приема и обработки, требуют обеспечения их доставки адре-
сату. Таким образом, работа службы или участка факсимильной
связи складывается из следующих этапов: передачи и приема
фототелеграмм; фотохимической обработки принятых фототеле-
грамм; доставки принятых фототелеграмм по адресу; контроля и
учета прохождения сообщений.
Техническая эксплуатация средств факсимильной связи регла-
ментируется требованиями Телеграфных правил, соответствующих
Государственных стандартов и инструкций. Задачами технической
эксплуатации являются:
организация текущей работы по обеспечению работоспособности
действующего и резервного оборудования, соблюдению технических
норм и характеристик качества передачи изображений;
организация новых факсимильных связей, паспортизация
каналов связи, факсимильной и вспомогательной аппаратуры;
проведение плановых профилактических ремонтов оборудо-
вания.
Текущая работа эксплуатационно-технического персонала за-
ключается в следующем:
1) проверке работоспособности факсимильных аппаратов и ка-
налов. На связях с круглосуточным действием проверка ведется
периодически, а на связях, работающих по расписанию,— перед
открытием связи. При этом измеряют уровни передачи и приема,
частоты черного и белого полей (для аппаратов с частотной моду-
ляцией), проверяют системы синхронизации и фазирования и др.
В канале производится измерение остаточного затухания и уровня
помех. При несоответствии измеренных характеристик нормам
организуется замена факсимильного аппарата или канала с после-
дующим выяснением причин неисправности;
2) определении причины и участка нарушения действия факси-
мильной связи. Эта работа ведется совместно с работниками про-
245
тивоположной службы; при необходимости в ней участвуют пер-
сонал междугородной телефонной станции, отвечающий за работу
предоставляемых каналов. Если установлено, что причиной нерабо-
тоспособности явился канал связи, то он сдается на МТС для
настройки или предоставления замены. Время нарушения связи и
причины фиксируются в специальном журнале;
3) периодической плановой профилактике факсимильных ап-
паратов. Целью профилактики является предупреждение отказов
оборудования. В ходе ежедневной профилактики выполняются
следующие работы:
чистка, смазка и проверка устройств развертки, барабанов и
кассет, устройств подачи и химической обработки фотоматериалов;
проверка режимов работы электрического тракта, характеристик
канала связи, оптико-электрических и электрооптических преобра-
зователей, устройств синхронизации и фазирования.
При проведении полугодовой профилактики дополнительно
производятся:
чистка и регулировка оптических систем передачи и приема;
замена смазки в механических узлах аппаратов;
проверка синхрочастот;
контрольная передача изображения для измерения разрешаю-
щей способности, количества градаций полутонов и других пара-
метров факсимильной системы.
Все произведенные профилактические работы фиксируются
в соответствующих журналах, а результаты полугодовой профи-
лактики также в паспортах на факсимильные аппараты.
Для вновь открываемых факсимильных связей в обязательном
порядке составляется паспорт канала связи и соединительной
линии. Паспорт заполняется по установленной форме. Паспорти-
зации предшествует опытная эксплуатация связи, в ходе которой
выявляется пригодность канала для факсимильной связи. Как пра-
вило, для передачи изображений выделяются лучшие каналы дан-
ного направления. В паспорт канала заносятся амплитудно-час-
тотные и фазочастотные характеристики, диаграмма уровней сигна-
лов, уровень помех, а также образцы принятых по данному каналу
изображений. Полученные во время паспортизации результаты
должны обеспечиваться во все время дальнейшей эксплуатации
канала.
Необходимость в капитальном ремонте факсимильных аппара-
тов возникает после длительного срока их эксплуатации, главным
образом в результате износа механических деталей, зубчатых за-
цеплений, подшипников и др. Ремонт может производиться в дан-
ной службе факсимильной связи или централизованно.
Для проверки, настройки и измерения характеристик факси-
мильных аппаратов широко используют радиотехнические измери-
тельные приборы общего назначения. К ним относятся генерато-
ры, указатели уровня и вольтметры, осциллографы, частотомеры
246
и др. Некоторые из перечисленных устройств контроля и измере-
ния могут быть встроены в факсимильные аппараты. Однако для
точной и полной оценки качества передачи недостаточно провести
лишь электрические измерения факсимильных аппаратов и сигна-
лов. Желательно завершить измерения и настройку передачей
какого-либо изображения и последующим визуальным рассмотре-
нием полученной копии. Для этого в факсимильной связи исполь-
зуют специальные изображения, называемые испытательными таб-
лицами. Испытательная таблица — это стандартное изо-
бражение, полученное типографским способом на качественной
бумаге и содержащее ряд фрагментов, позволяющих измерить
характеристики факсимильной передачи: разрешающую способ-
ность, количество градаций воспроизводимых полутонов, оптиче-
скую плотность, контрастность, угол перекоса. Испытательные
таблицы выполнены в соответствии с рекомендациями МККТТ или
ГОСТ. В зависимости от характера передаваемых изображений
в нашей стране применяются следующие испытательные таблицы
факсимильной связи:
1) испытательная таблица МККТТ № 1 (рис. 11.8), служа-
щая для проверки аппаратов и каналов передачи полутоновых
изображений. На таблице изображены: художественная фотогра-
фия, полутоновой клин с 15 градациями оптической плотности,
группы параллельных и сходящихся штрихов для измерения раз-
решающей способности, типографские шрифты различных разме-
ров, геометрические фигуры;
2) испытательные таблицы МККТТ № 2 и 3 для проверки
аппаратов и каналов передачи двухградационных (черно-белых)
изображений, главным образом буквенно-цифровых текстов;
3) испытательная таблица 0273 для систем передачи изображе-
ний газетных полос. Размеры таблицы соответствуют стандартной
газетной полосе 430X630 мм, состав таблицы учитывает специфику
передачи газетных полос. Так, на таблице 0273 имеется растрирован-
ная газетная иллюстрация (см. § 10.3);
4) испытательная таблица 0159К-12 (рис. 11.9) для испыта-
ния аппаратов и каналов передачи двухградационных изображе-
ний. Она может иметь масштаб 1:1; 1:2 и 2:1. Полутоновые участки
на этой таблице отсутствуют. Таблица может быть позитивной и
негативной.
Правила техники безопасности и охраны труда при эксплу-
атации факсимильной связи в основном совпадают с ранее изло-
женными положениями. Однако нужно помнить о следующем:
1) в большинстве факсимильных передатчиков имеются фотоэлек-
тронные умножители, напряжение питания которых составляет
1000... 1500 В. Все виды работ по ремонту и регулировке таких
аппаратов производятся только после полного отключения источ-
ников питания и при наличии в помещении не менее двух человек;
2) электромеханические системы развертки при несоблюдении пра-
247
ьо
00
Рис. 11.8. Испытательная
таблица № 1 МККТТ
Рис 11.9 Испытательная таблица 0159К-12
вил обслуживания могут быть причиной травм обслуживающего
персонала.
Фотохимическая лаборатория службы или участка факсимиль-
ной связи должна иметь средства принудительной вентиляции.
Химические препараты следует хранить в отдельном помещении
или в металлическом шкафу.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Сколько групп факсимильных аппаратов общею назначения установлено
и каковы различия между группами?
2. Из каких частей формируется буквенно-цифровой индекс факсимильного
аппарата?
3. Для передачи каких изображений рассчитаны факсимильные аппараты
«Штрих» разных модификаций^
4. В чем особенности электромеханической системы развертки аппаратов
«Штрих»?
249
5. Какой вид модуляции применен в аппаратах «Штрих»? Почему в передат-
чике имеются два модулятора и чем они отличаются?
6. Опишите процесс установления синфазности аппаратов «Штрих».
7. Чем отличаются модификации «Штрих-МТ», «Термофакс», «Автофакс» от
базового варианта «Штрих-М»?
8. Какова область применения аппарата «Изотоп-2» и как достигается каче-
ственная передача изображений?
9. Чем отличается система развертки у передатчика и приемника аппаратуры
«Изотоп-2»?
10. Что является записывающим устройством в приемнике «Изотоп-2»?
11. Перечислите основные особенности передачи изображений газетных полос
по сравнению с обычной факсимильной связью.
12. Почему для передачи газетных полос используют широкополосные группо-
вые каналы?
13. В каком режиме ведется запись изображения в аппаратуре «Газета-2»^
На какой носитель записывается изображение?
14. Как закрепляется оригинал и копия в камерах аппаратуры «Газета-2»^
15. Опишите прохождение видеосигналов по структурным схемам передаю-
щего и приемного устройств «Газета-2».
16. Каково назначение системы телесигнализации в аппаратуре «Газета-2»?
17. Какие предприятия связи ведут передачу и прием фототелеграмм?
18. Из каких этапов складывается работа службы факсимильной связи?
19. Перечислите состав текущих работ эксплуатационно-технического персо-
нала факсимильной связи.
20. Что такое испытательные таблицы и для чего они применяются?
21. Каковы особенности обслуживания факсимильной аппаратуры с точки
зрения техники безопасности и охраны труда?
Глава 12. ПРИНЦИПЫ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
12.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Определение передачи данных как вида электросвязи, состав обо-
рудования и обобщенная структурная схема были приведены во
введении. В настоящее время передача данных продолжает раз-
виваться, что обусловлено массовым применением методов и
средств вычислительной техники во всех звеньях народного хозяй-
ства и науки. Несмотря на то, что вычислительные средства сейчас
в основном представляют собой микро-ЭВМ и персональные ком-
пьютеры, располагаемые на рабочих местах и не связанные с дру-
гими вычислительными системами, все же имеются большие по-
токи машинной информации, которые приходится передавать по
каналам связи. Такие потоки возникают на высших уровнях авто-
250
матизированных систем управления (АСУ) крупными предприя-
тиями и объединениями, целыми отраслями промышленности в
масштабе всей страны или отдельного региона. Существуют также
предприятия (транспорт, энергосистемы, аграрно-промышленные
комплексы), отдельные службы которых значительно удалены друг
от друга и для управления ими требуется организовывать пере-
дачу данных. К числу таких предприятий относятся территори-
альные и магистральные организации электросвязи. Наконец, име-
ется необходимость в передаче статистических данных, научных
и патентных сведений, метеорологической информации и т. д.
Из сказанного следует, что источники и потребители данных мно-
гочисленны и разнообразны, а объем передаваемой информации
исчисляется миллионами и миллиардами знаков.
В настоящее время учреждения и предприятия, которым при-
ходится вести передачу данных в основном самостоятельно произ-
водят установку и эксплуатацию оконечного оборудования и аппа-
ратуры передачи данных. Однак' инженерно-технический персо-
нал предприятий связи также участвует в этом процессе, предо-
ставляя пользователям каналы, а также следя за соблюдением
установленных норм и правил передачи. Поэтому четкое знание
методов, особенностей передачи данных и соответствующей аппа-
ратуры для инженеров и техников электросвязи является обяза-
тельным.
Как уже говорилось, при передаче данных происходит обмен
информацией между человеком с одной стороны и техническим
устройством — с другой. Часто это обмен между несколькими уст-
ройствами, например ЭВМ, проводимый вообще без участия че-
ловека. Поэтому передача данных имеет следующие особенности:
1. Требуется обеспечить высокую верность передачи. Ошибки
могут полностью обесценить результаты вычислений ЭВМ и выз-
вать тяжелые последствия. В отличие от телефонной и телеграф-
ной связи оператор не может исправить ошибки по смыслу сооб-
щения. Поэтому в подавляющем большинстве систем передачи
данных предусмотрено автоматическое обнаружение и исправление
ошибок, появляющихся при передаче по каналу. В принципе, можно
получить любую сколь угодно высокую верность передачи. Прак-
тически же системы передачи данных общего назначения имеют
обычно коэффициент ошибок по знакам не более 10“6...10“7.
2. Большие объемы данных зачастую требуют повышенных
скоростей передачи. Имеет значение также время, в течение ко-
торого нужно передать сообщение. В отличие от телеграфной
связи, где срок передачи телеграммы составляет несколько десят-
ков минут, данные должны передаваться за секунды, а иногда
и за доли секунд. По этим причинам аппаратура передачи дан-
ных часто имеет скорость передачи в несколько сот или тысяч
бод, реже применяют системы со скоростью в несколько десятков
килобод. Передача и прием данных на таких скоростях ведется
251
в автоматическом режиме, без участия оператора. Исключение
составляют системы, имеющие скорость передачи 200 Бод.
3. К надежности работы устройств и систем передачи данных,
как правило, предъявляются высокие требования. Это объясня-
ется важностью технологических алгоритмов обработки данных
и недопустимостью больших задержек в передаче сообщений.
Заданная надежность обеспечивается рациональным расчетом, ка-
чественным изготовлением аппаратуры и комплектующих изделий,
тщательным выполнением правил эксплуатации. Если показатели
надежности, например коэффициент готовности или наработка на
отказ, оказываются ниже требуемых, применяют резервирование.
Перечисленные особенности исключают использование для пе-
редачи данных телеграфной техники и требуют создания специали-
зированных систем и сетей.
Как известно, все средства вычислительной техники, выпус-
каемые промышленностью стран Совета Экономической Взаимо-
помощи, являются унифицированными. Независимо от марки и
страны-изготовителя они имеют одинаковые элементную базу,
конструктивное выполнение, форму представления информации
и др. В определенной мере стандартизойано и математическое обес-
печение. Совокупность унифицированных вычислительных средств
получила название Единой серии электронных вычислительных ма-
шин (ЕС ЭВМ). Кроме ЕС ЭВМ в нашей стране используются
и другие серии вычислительных средств. Системы и аппаратура
передачи данных непосредственно связаны с ЭВМ той или иной
серии и им присваивается определенный индекс серии ЭВМ. Техни-
ческие характеристики тесно увязываются с требованиями вычис-
лительных машин в части скоростей ввода-вывода, кодов и пара-
метров электрических сигналов. Кроме требований ЕС ЭВМ при
проектировании и разработке средств передачи данных всегда учи-
тываются рекомендации МККТТ, обобщающие коллективный опыт
многих стран.
Стремление к унификации средств передачи данных привело
к появлению стандартных стыков и протоколов. Стандартным
стыком называется совокупность цепей обмена информацией,
управления и сигнализации между какими-либо устройствами
аппаратуры передачи данных. Электрические характеристики сиг-
налов в этих цепях — напряжение, форма, длительность, а также
сопротивления цепей стыка — стандартизованы. Государственные
и отраслевые стандарты регламентируют стыки между оборудо-
ванием обработки и передачи данных, между устройствами преоб-
разования сигналов и каналов связи.
Стандартные протоколы передачи данных устанавливают
обязательные для пользователей правила и нормы по установле-
нию соединения, идентификации (опознаванию) абонентов, обмену
данными, организации запросов, повторений и др. Сейчас практи-
чески все средства передачи и обработки данных в нашей стране
252
используют стандартные стыки и протоколы. Это позволяет унифи-
цировать связь между разнотипными установками и более гибко
использовать имеющиеся технические средства.
Пользователи аппаратуры передачи данных предъявляют к ней
самые разные требования по качеству передачи, а также скорости
и способам обмена информацией. Создать какой-либо единый,
унифицированный, тип аппаратуры не удается, так как он либо
не будет удовлетворять всех пользователей по своим характери-
стикам, либо будет иметь неоправданно высокую стоимость.
При разработке и создании аппаратуры передачи данных при-
ходится учитывать следующие исходные требования. Во-первых,
задается скорость передачи, зависящая от объема передаваемых
данных, которая может меняться в широких пределах. Большин-
ство пользователей устраивает сравнительно низкая скорость пере-
дачи, не превышающая 100...200 Бод. Однако зачастую требуют-
ся более высокие скорости передачи.
Во вторых, задается требование к качеству передачи, числен-
но выражаемое коэффициентом ошибок. Требуемый коэффициент
ошибок зависит от степени важности передаваемой информации.
При обосновании этого требования нужно иметь в виду, что уве-
личение верности передачи приводит к резкому усложнению и удо-
рожанию аппаратуры и каналов передачи данных.
В-третьих, для разных конкретных условий требуются раз-
личные способы организации связи. Некоторые пункты передают
большое количество коротких сообщений разным корреспонден-
там, для других характерна передача больших объемов информа-
ции в одном постоянном направлении. Передача данных может
быть одно- или двухсторонней. В одних случаях потеря информации
недопустима, в других — допустима. Существенно может меняться
также дальность связи.
Наличие такого количества разнообразных требований привело
к появлению множества способов передачи и защиты информа-
ции, разных принципов построения аппаратуры и схемных реше-
ний. Поэтому ниже приводится классификация систем передачи
данных.
По скорости передачи данных различают низко-, средне- и
высокоскоростные системы. Обычно задается не только скорость
передачи, но и соответствующая ей пропускная способность (бит/с)
или производительность (знаков, байт в единицу времени). Стан-
дартизованные значения скоростей были приведены в § 1.5.
Системы передачи данных могут работать в реальном или от-
носительном масштабе времени. Системы реального времени ха-
рактеризуются тем, что время передачи сообщения от источника
до потребителя жестко ограничено и не должно превышать несколь-
ких секунд или долей секунд. Такие системы используют обычно
для межмашинного обмена или организации диалога между ЭВМ
и удаленным оператором в режиме «Вопрос-ответ». В системах
253
относительного времени допускаются значительно большие задерж-
ки, т. е. принятые данные могут обрабатываться не сразу по мере
их поступления. Выбор масштаба времени, реального или относи-
тельного, определяется характером передаваемых данных, в част-
ности временем старения и обновления информации. Для обозна-
чения масштаба времени иногда пользуются английскими терми-
нами on — line (реальный масштаб) и off — line (относительный
масштаб).
По способу передачи кодовых комбинаций в канале различают
системы с параллельной и последовательной передачей. В первых
все элементы очередной комбинации (байта) передаются по кана-
лу одновременно, например, на нескольких несущих частотах.
Параллельная передача находит применение в простейших систе-
мах, рассчитанных на небольшие расстояния передачи. При после-
довательной передаче элементы комбинации передаются, как и в
телеграфной связи, поочередно, начиная с первого. Необходимыми
условиями являются синхронность и синфазность передающей и
приемной аппаратуры. В настоящее время преимущественно при-
меняется последовательная передача.
По направлению передачи данных системы и каналы подраз-
деляют на односторонние, поочередные двухсторонние и одновре-
менные двухсторонние. Определение этих терминов было приведе-
но в гл. 1.
Иногда системы передачи данных классифицируют по прин-
ципу вывода информации потребителю, различая системы с «гряз-
ной» лентой и «чистой» лентой. При выводе информации с «гряз-
ной» лентой потребитель получает в виде печатного текста или
перфоленты все принятое сообщение, в том числе ошибки, исправ-
ления, сделанные в процессе передачи. На «чистую» ленту выво-
дятся только проверенные и исправленные данные. Как правило,
во всех современных системах используется принцип «чистой»
ленты.
По способу соединения пользователей различают системы пе-
редачи данных по коммутируемым и по закрепленным каналам
связи. Все пользователи с их аппаратурой, каналы и центры в
совокупности образуют сеть передачи данных. Аппаратура, вклю-
чаемая в коммутируемую сеть, должна иметь устройства автома-
тического вызова, набора номера и опознавания. При работе по
закрепленным каналам такие устройства не требуются. Выбор
пользователем той или иной сети зависит от характера и назна-
чения передаваемых данных. Если необходимо передавать данные
по различным меняющимся адресам, аппаратура передачи дан-
ных включается в коммутируемую сеть. При наличии большого
устойчивого обмена данными между двумя пользователями пере-
дача организуется по закрепленным, т. е. некоммутируемым, ка-
налам.
На первоначальном этапе развития коммутируемые сети пере-
254
Рис. 12 1 Схема передачи данных ио существующей телефонной сети (ПД-ТФ)
дачи данных создаются на основе использования существующих
телефонной и телеграфной сетей. Схема передачи данных по су-
ществующей телефонной сети (сокращенно сеть ПД-ТФ) показана
на рис. 12.1. У каждого абонента такой сети устанавливается
комплект аппаратуры передачи данных (АПД) и обычный телефон-
ный аппарат (ТФА). Соединение двух абонентов, находящихся
в пределах одного города (например, абонентов 1 и 2 на рис.
12.1), осуществляется через АТС обычным образом. Для вызова,
набора номера и служебных переговоров абоненты пользуются
телефонным аппаратом, после чего включают АПД и передают
данные. В междугородной передаче данных кроме перечисленных
устройств участвуют также коммутационные приборы и аппара-
тура многоканальной передачи междугородной телефонной стан-
ции (МТС). В качестве каналов связи используют стандартные
каналы ТЧ. Передача двоичных сигналов от АПД до АПД ведется
на несущей частоте, поэтому в составе АПД должны находиться
устройства преобразования сигналов (модемы).
Сеть ПД-ТФ обеспечивает передачу данных со скоростями
200, 600 и иногда 1200 Бод. Передача данных по телефонной
сети на скоростях менее 200 Бод неэффективна из-за низкого
использования каналов, выгоднее использовать телеграфную сеть
с ее низкоскоростными каналами. Сеть передачи данных по теле-
графной сети сокращенно обозначается ПД-ТГ. Схема передачи
данных по сети ПД-ТГ приведена на рис. 12.2. На рабочем месте
каждого абонента имеются АПД и служебный телеграфный ап-
парат.
Все абоненты сети передачи данных включены в универсаль-
ную коммутационную станцию, например типа АТ-ПС-ПД (або-
нентский телеграф — прямые соединения — передача данных).
Станция располагается обычно на центральном телеграфе города
255
Рис. 12.2 Схема передачи данных по сети телеграфного типа (ПД-ТГ)
и обеспечивает соединение абонентов. Передача на участке або-
нент — телеграф осуществляется по выделенным кабельным парам
телефонной сети или каналам внутригородской связи. Вызов стан-
ции, установление соединения и служебные переговоры абоненты
ведут при помощи телеграфного аппарата. Для междугородной
передачи в станцию АТ-ПС-ПД включают пучки телеграфных
каналов, образованных аппаратурой ТТ.
К преимуществам сети ПД-ТГ следует отнести удобство об-
мена информацией ее абонентов с абонентами других телеграф-
ных сетей и более высокое использование пропускной способности
каналов связи. Однако в ряде случаев скорость передачи на сети
ПД-ТГ оказывается недостаточной. Поэтому для передачи данных
на первоначальных этапах развития приходится использовать оба
варианта — ПД-ТФ и ПД-ТГ.
Рассмотренные на рис. 12.1 и 12.2 сети используют каналы
ТЧ, рассчитанные на передачу речевых сигналов. Поэтому каче-
ство передачи данных в сетях ПД-ТФ и ПД-ТГ часто не удовлет-
воряет пользователей. В последние годы ведутся разработка и
создание специализированных сетей передачи данных, называемых
также сетями ЭВМ. В специализированных сетях предусмот-
рены меры обеспечения высокого качества передачи с учетом
характера передаваемой информации. К таким мерам относятся:
использование специальных каналов с цифровой или импульс-
но-кодовой модуляцией;
использование специальных методов коммутации и электрон-
ных коммутационных устройств с малым временем доставки сооб-
щений.
Более подробно вопросы построения сетей передачи данных
рассматривается при изучении курса «Коммутационные станции
документальной электросвязи».
256
Возвращаясь к классификации аппаратуры передачи данных,
нужно упомянуть о двух способах ее реализации — аппаратном
и программном. При аппаратной реализации аппаратура передачи
данных строится из отдельных конструктивно законченных блоков
и устройств: защиты от ошибок (УЗО), преобразования сигналов
(УПС), автоматического вызова (УАВ) и др. (см. рис. В. 1,6).
Каждое такое устройство представляет собой сложное радиотех-
ническое изделие, выполненное на интегральных микросхемах,
транзисторах, диодах и др. Состав и функции элементов схемы
заранее определены, уустройство или блок выполняет жестко огра-
ниченный круг задач по обработке и преобразованию сигналов.
Развитие средств вычислительной техники, в первую очередь
микроЭВМ и микропроцессоров, подсказало другой принципиаль-
но новый вариант построения подобных устройств — их программ-
ную реализацию. Весь комплекс операций по передаче и приему
данных разбивается на отдельные последовательные этапы и запи-
сывается в виде программы на каком-либо языке программиро-
вания. Далее эта программа вводится в постоянную память вы-
числителя (микроЭВМ или микропроцессора), входящего в со-
став аппаратуры передачи данных. Получив данные, подлежащие
передаче, вычислитель по заданной программе производит их
обработку, передачу или прием. Под управлением программы вы-
полняются также установление соединения, опознавание, синхрони-
зация и т. д. В число задач, выполняемых программно, входит
также контроль собственной работы вычислителя и всей аппара-
туры в целом.
Достоинствами программной реализации по сравнению с аппа-
ратной являются:
возможность полной автоматизации работы аппаратуры;
более высокая надежность работы и меньшее энергопотреб-
ление;
возможность реализации более сложных алгоритмов обработки
сигналов и получения высоких качественных характеристик пере-
дачи;
универсальность построения систем передачи данных;
меньшие капитальные затраты и эксплуатационные расходы.
В существующих системах передачи данных часто применяется
смешанный, аппаратно-программный вариант построения. Простей-
шие массовые функции выполняются аппаратными средствами, а
более сложные — вычислителем под управлением программы.
В отдельных образцах аппаратуры передачи данных используются
два или более вычислителя. Каждый из них выполняет определен-
ный круг задач по собственной программе и взаимодействует с
остальными устройствами и внешними цепями аппаратуры.
Более подробные примеры аппаратной и аппаратно-программ-
ной реализации аппаратуры передачи данных будут приведены
в следующей главе.
257
12.2. СПОСОБЫ ЗАЩИТЫ ОТ ОШИБОК
Как уже указывалось, в системах передачи данных предъяв-
ляются высокие требования к верности. Ошибки, которые могут
возникать при передаче и обработке информации, нормируются
по количеству, и выполнение этих норм является обязательным
условием. Большая часть ошибок появляется в процессе заготовки
и передачи данных, ошибки же обработки, возникающие в ЭВМ
и других вычислительных средствах, встречаются сравнительно
редко. Следовательно, основное внимание должно быть уделено за-
щите от ошибок на этапе передачи данных, особенно на большие
расстояния.
Существующие каналы зачастую не могут обеспечить высокой
верности передачи данных, требуемой потребителями. Так, для
низкоскоростных (50...200 Бод) дискретных каналов коэффициент
ошибок по элементам равен 10~3...10~5, а для среднескоростных
каналов (600 и 1200 Бод) — 10~4...10~5. Потребителю требуется
более низкий коэффициент ошибок, равный хотя бы 10~6, поэтому в
состав оборудования приходится вводить устройства защиты от
ошибок (УЗО). Как показывают расчеты, такие устройства долж-
ны повысить верность на два — три порядка, т. е. уменьшить ко-
личество ошибок в выводимой потребителю информации в 100...
1000 раз.
Применение УЗО в аппаратуре передачи данных не является
обязательным. Например, при передаче небольшого объема дан-
ных на короткие расстояния требуемая верность может обеспе-
чиваться и без защиты от ошибок. Однако в большинстве систем
наличие УЗО является обязательным. Устройства защиты имеют-
ся как в передающей, так и в приемной частях аппаратуры пере-
дачи данных. В совокупности эти устройства должны обеспечивать:
обнаружение ошибки, т. е. установление самого факта появле-
ния ошибки или группы ошибок в принимаемой информации.
При этом определяется также место ошибки внутри кодовой ком-
бинации или группы комбинаций (блока данных);
исправление обнаруженной ошибки, когда неправильно приня-
тая информация заменяется правильной, т. е. той, которая была
фактически передана. Исправление, как уже говорилось, может
быть сделано по принципу «чистой» или «грязной» ленты.
Общим для всех методов и устройств защиты от ошибок явля-
ется то, что в передаваемые данные вводится избыточность,
т. е. наряду с информацией, которую непосредственно нужно пере-
дать потребителю, по каналу передается дополнительная, слу-
жебная информация, задача которой — обеспечить требуемую вер-
ность передачи. Избыточная информация формируется и обраба-
тывается самой аппаратурой передачи данных и к потребителю,
как правило, не поступает. В состав избыточной информации
входят:
258
дополнительные элементы кодовой комбинации или блока дан-
ных, вводимые УЗО передающей части. Приемное УЗО, анализи-
руя эти элементы, обнаруживает ошибку и определяет ее место.
Такие дополнительные элементы называют проверочными, иногда
они позволяют не только обнаружить, но и исправить ошибку;
служебные кодовые комбинации, которыми обмениваются пере-
дающее и приемное УЗО в моменты обнаружения и исправления
ошибок;
информация, передаваемая повторно для исправления ранее
переданных данных, в которых были обнаружены ошибки.
В реальных системах удельный вес каждого из перечисленных
слагаемых избыточной информации может быть различным. В це-
лом считают, что при нормальной работе канала связи наиболь-
шей избыточностью обладают проверочные элементы кодовых ком-
бинаций или блоков. Это объясняется тем, что проверочные эле-
менты присутствуют постоянно, а служебные комбинации и повто-
рения передаются лишь по мере необходимости, т. е. при обнару-
жении ошибок.
При любом методе обнаружения часть ошибок остается необ-
наруженной и, следовательно, неисправленной. Информация, имею-
щая необнаруженные ошибки, выводится потребителю и при даль-
нейшей ее обработке, например в ЭВМ, может существенно ис-
казить результаты расчета. Поэтому важнейшей характеристикой
УЗО является коэффициент обнаружения (исправле-
ния) ошибок Добн (испр), который представляет собой
количества обнаруженных (исправленных) ошибок L
количеству ошибок М за сеанс измерения:
К обн (исир) ==
где L и М — количество ошибок по комбинациям.
Коэффициент Кобн (испр) может быть выражен также через ве-
роятности Робн и необнаружения РНСОбн обнаружения ошибок:
Коби == Робн (Робн “Н Рнеобн); /Снспр == Риспр * (Риспр “Н Рнеиспр)- (12.2)
Величины Лобн и £ИСпр, Роби и Риспр могут не совпадать, так как не
все обнаруженные ошибки исправляются.
Количество необнаруженных ошибок, а следовательно, и коэф-
фициент Коби зависят от двух факторов:
характера ошибок, возникающих в канале, их стремления к
пакетированию, кратности ошибок, доли одиночных ошибок и др.;
избыточности, вводимой в передаваемую информацию устрой-
ствами защиты, и в первую очередь от количества проверочных
элементов в кодовой комбинации. Чем больше избыточность, тем
большее количество ошибок обнаруживается в приемном УЗО. В то
же время увеличение избыточности ведет к уменьшению количества
полезной информации, т. е. к снижению пропускной способности
канала связи. Поэтому другой характеристикой устройств защиты
259
отношение
к общему
(12.1)
Рис. 12 3. Классификация
способов повышения верно-
сти передачи в системах пе-
редачи данных
от ошибок является коэффициент избыточности/?, пока-
зывающий, при какой избыточности достигается заданное повыше-
ние верности. Для двоичных кодов, применяемых в системах пере-
дачи данных, коэффициент избыточности
/? = log227iog22'” = n/m = (ni + k)/m, (12.3)
где п — общее количество элементов в комбинации; т — число
информационных элементов; k — то же, проверочных элементов.
Рассчитанная по формуле (12.3) величина R не учитывает осталь-
ных двух компонент избыточности, перечисленных выше,— служеб-
ных комбинаций и повторений. Доля этих составляющих избыточ-
ности невелика по сравнению с избыточностью проверочных эле-
ментов, поэтому ими можно пренебречь. Таким образом, коэффи-
циенты КОбП (испр) и R полностью характеризуют работу устройств
защиты от ошибок в системах передачи данных.
Все известные способы повышения верности можно разделить
на две большие группы (рис. 12.3): без обратной связи и с об-
ратной связью. Под термином «обратная связь» понимают обрат-
ный канал, по которому передаются служебные сигналы взаимо-
действия от принимающей аппаратуры передачи данных к пере-
дающей. Если такого канала нет и создать его невозможно, то
повышение верности осуществляют на приеме без участия пере-
дающей АПД. Область применения систем без обратной связи огра-
ничена, так как при передаче данных, как правило, используют
двухсторонние каналы, позволяющие вести передачу в прямом и
обратном направлениях. Кроме того, в передаваемые данные нужно
заложить очень большую избыточность, что неэкономично.
Наиболее эффективны системы с обратной связью. По каналу
обратной связи на передающую АПД поступает информация об
ошибках, обнаруженных в приемной АПД. Имея эти сведения,
АПД передачи может «подстраиваться» в зависимости от качества
приема, т. е. изменять избыточность передачи в зависимости от
наличия и количества ошибок на приеме. Если в данный момент
ошибки отсутствуют, избыточность, вводимая АПД передачи в
исходную информацию, будет минимальна, а пропускная способ-
ность канала максимальна. При появлении ошибок избыточность
передачи автоматически увеличивается, чтобы обеспечить заданную
260
верность передачи данных. Таким образом, наличие обратной связи
позволяет автоматически регулировать избыточность передачи в
зависимости от качества работы канала связи. Обратный канал
обычно используется не только для передачи информации об ошиб-
ках, но и для передачи обратного потока данных.
В системах без обратной связи (см. рис. 12.3) повышение вер-
ности может осуществляться двумя способами: многократной пере-
дачей и с помощью кодов, исправляющих ошибки. При многократ-
ной передаче каждая кодовая комбинация передается несколько
раз, например трижды. В приемном УЗО все три принятые комби-
нации поэлементно сравниваются между собой. Если одноименные
элементы всех комбинаций совпадают, УЗО делает вывод об от-
сутствии ошибок и принятый знак выводится потребителю. При
несовпадении какого-либо элемента или группы элементов знак
считается принятым с ошибкой. Если все три принятые комбина-
ции не совпадают, система не в состоянии исправить ошибку, од-
нако ошибка обнаруживается. Возможны и необнаруженные ошиб-
ки, например когда две из трех комбинаций содержат одинаковые
искажения. Вероятность необнаружения и неисправления ошибок
возрастает, если ошибки группируются в пакеты.
Разновидностью системы с многократной передачей является
система с параллельной передачей: одна и та же комбинация пере-
дается одновременно по нескольким, например трем, каналам от
передающей к приемной АПД. На приеме УЗО производит анализ
принятых комбинаций, обнаружение и исправление ошибок таким
же способом, как и в системе с многократной передачей. Основ-
ным недостатком систем с многократной и параллельной передачей
является их большая избыточность. Нетрудно подсчитать, что при
трехкратной передаче коэффициент избыточности /? = 3. Это огра-
ничивает область применения таких систем, несмотря на простоту
реализации устройств защиты от ошибок.
Другой метод повышения верности в системах без обратной
связи основан на использовании специальных кодов, автоматичес-
ки исправляющих ошибки. Эти коды позволяют приемному УЗО
в случае появления ошибки не только обнаружить ее, но и опре-
делить, какие именно элементы комбинации приняты неправильно.
Далее УЗО изменяет значащие позиции этих элементов на про-
тивоположные (единицу — на нуль, нуль—на единицу). Исправ-
ленная таким способом комбинация выводится потребителю. Как и
ранее, часть ошибок не может быть исправлена, особенно если
ошибки представляют собой пакет.
Системы с исправляющими кодами являются весьма сложными
и дорогими, избыточность передаваемой информации велика, по-
этому на практике они редко находят применение. В следующем
параграфе принцип исправления ошибок с помощью специаль-
ных избыточных кодов будет пояснен более подробно на конкрет-
ном примере.
261
Рис. 12.4. Структурная схема
системы передачи данных с ин-
формационной обратной связью
Значительно большее распространение получили системы пере-
дачи данных с обратной, информационной (ИОС) и решающей
(РОС) связью. Исправление обнаруженных ошибок в этих систе-
мах производится путем повторной передачи АПД тех комбинаций
или групп комбинаций, в которых обнаружены ошибки. Системы
с ИОС имеют следующий алгоритм работы (рис. 12.4). Данные,
передаваемые от источника информации (ИИ) к ее потребителю
(ПИ) поступают по прямому каналу в АПД приема и тут же в
полном объеме передаются по обратному каналу в АПД передачи.
В сравнивающем устройстве (Ср. У) производится поэлементное
сравнение всех переданных комбинаций с теми же комбинациями,
поступившими по обратному каналу. При совпадении всех элемен-
тов комбинация считается переданной без ошибок, затем передает-
ся следующая комбинация и т. д. Если же какие-либо элементы
двух комбинаций (переданной и принятой по обратному каналу)
не совпадают, то эта комбинация бракуется и передается повтор-
но. При повторении правильность передачи также контролируется
в сравнивающем устройстве.
Таким образом в системе с ИОС решение об отсутствии или
наличии ошибки выносит не приемная, а передающая АПД. Это
основной отличительный признак систем с ИОС. Достоинствами
систем с ИОС являются: высокий коэффициент обнаружения оши-
бок, возможность вести передачу по каналам без дополнительного
перекодирования. В сравнивающем устройстве обнаруживаются
почти любые ошибки и пакеты ошибок. Исключение составляют
лишь зеркальные ошибки, которые нельзя обнаружить. Зеркальной
ошибкой называют одновременное искажение комбинации в прямом
и обратном каналах, когда ошибка в прямом канале компенси-
руется ошибкой в обратном канале. Пример зеркальной ошибки
(ошибки подчеркнуты):
передано по прямому каналу 01010
принято по прямому каналу 00010
передано по обратному каналу 00010
принято по обратному каналу 01010.
Сравнение показывает полное совпадение комбинаций, т. е.
отсутствие ошибок. Потребитель же получит ошибочную комбина-
262
цию 00010. Вероятность зеркальной ошибки очень мала и ею мож-
но пренебречь.
Однако системы с ИОС неэкономичны в смысле использования
пропускной способности каналов. Обратный канал постоянно за-
нят для передачи проверочной, служебной информации, поэтому
можно считать коэффициент избыточности R = 2.
Более экономичными являются системы с РОС. В отличие от
систем с ИОС они позволяют вести передачу по двухстороннему
каналу одновременно в обе стороны, осуществляя при этом защи-
ту обоих потоков информации от ошибок. Существует много разно-
видностей систем с РОС. Общим для всех систем является то,
что обнаружение ошибки осуществляется не в передающей, а в
приемной АПД. Исправление же обнаруженной ошибки произво-
дится, как и в системе с ИОС, повторной передачей неправиль-
но принятой информации.
Упрощенная структурная схема двухсторонней системы пере-
дачи данных с РОС показана на рис. 12.5. Пункты А и Б ведут
одновременно передачу данных от источников информации (ИИ)
к потребителям (ПИ). В приемной части аппаратуры передачи
данных контролируется безошибочность принятой комбинации. При
обнаружении ошибки АПД посылает на противоположный пункт
сигнал запроса по тому же каналу, что и данные. На время пере-
дачи сигнала запроса соответствующий источник информации вы-
ключается. Приняв сигнал запроса, противоположная АПД, в свою
очередь, приостанавливает передачу данных и повторяет ту часть
информации, в которой были обнаружены ошибки. Повторно при-
нятые данные также проверяются и при отсутствии ошибки вы-
водятся потребителю.
Для проверки на безошибочность данные, поступающие от ИИ,
перекодируются в передатчике каким-либо избыточным кодом, по-
зволяющим обнаруживать ошибки. Избыточность, создаваемая
проверочными элементами кода, сравнительно невелика; коэффи-
циент избыточности R —1,2...1,5, что обусловливает высокую
экономичность использования каналов связи.
Степень защиты от ошибок в системах с РОС целиком опре-
деляется обнаруживающими свойствами кода, которым ведется
Рис. 12.5. Структурная схема
системы передачи данных с
решающей обратной связью
263
передача. При рациональном выборе кода удается повысить вер-
ность передачи на два — трй порядка. Однако определенная часть
ошибок все же не будет обнаружена.
Снижение качества передачи в системах с РОС может проис-
ходить не только за счет необнаруженных ошибок, но и за счет
так называемых вставок и выпадений информации. Вставка проис-
ходит, когда одна из комбинаций передаваемых данных под дей-
ствием ошибки превращается в служебную комбинацию запроса.
Аппаратура передачи данных, получившая этот ложный запрос,
повторяет последнюю комбинацию или блок данных. В результате
потребитель информации дважды получит одну и ту же комбина-
цию, что эквивалентно ошибке.
Условием выпадения является превращение комбинации запро-
са в любую другую комбинацию. При этом, несмотря на то, что
ошибка была обнаружена, она не исправляется, так как повтор-
ной передачи не происходит. Обнаруженная ошибка стирается в
приемнике, и потребитель вообще не получает этой комбинации
или блока. Существуют надежные методы защиты данных от вста-
вок и выпадений. Более подробно они будут рассмотрены в следую-
щей главе.
В целом системы с РОС, как высокоэффективные по защите
информации и экономичные по использованию каналов, находят
очень широкое применение. Можно сказать, что этот способ ор-
ганизации передачи данных является в настоящее время основным.
При расчете и проектировании систем передачи данных с РОС
очень важно рационально выбрать длину информационного блока.
Проверочные элементы, по которым обнаруживаются ошибки,
можно получить в результате арифметической обработки информа-
ционных элементов для каждой m-элементной комбинации первич-
ного кода, поступающей от источника информации, или блока из
нескольких комбинаций первичного кода, объединяемых в процессе
перекодирования. Количество информационных элементов в блоке
будет равно mQ, где Q — число исходных комбинаций в блоке.
Число проверочных элементов k будет одинаковым для отдельной
комбинации и для блока из Q комбинаций. Однако коэффициент
избыточности, зависящий от соотношения информационных и про-
верочных элементов, отличается:
/?1==(т+^)/ш; R2 = {mQ + k)/mQ=\+k/mQ. (12.4)
Из (12.4) следует вывод: для снижения избыточности кода,
обнаруживающего ошибки, нужно увеличивать длину блока. Гра-
фически зависимость /?2 от длины блока Q показана на рис. 12.6
(кривая /). Однако при передаче данных длинными блоками уве-
личивается время, затрачиваемое на повторную передачу инфор-
мации в случае обнаружения ошибки. Весь забракованный блок
приходится передавать целиком, поэтому время повторной пере-
дачи пропорционально длине этого блока. Очередные данные (сле-
264
1 23<t56789Q
дующий блок) в это время не передаются. Следовательно, увели-
чение длины блока ведет к снижению пропускной способности
системы, что нежелательно. Рост времени повторения Тповт в зави-
симости от длины блока Q показан кривой 2 на рис. 12.6.
Таким образом, при выборе длины блока, кодируемого избы-
точным, обнаруживающим ошибки кодом, нужно учитывать проти-
воречие между избыточностью за счет проверочных элементов и
избыточностью за счет повторений. Наивыгоднейшая длина блока
для примера, приведенного на рис. 12.6, будет соответствовать точ-
ке пересечения кривых 1 и 2 (точка а).
В реально действующих системах передачи данных, построен-
ных с учетом рекомендаций МККТТ, длина блока составляет от
нескольких десятков до нескольких сот элементов.
12.3. ИЗБЫТОЧНОЕ КОДИРОВАНИЕ
Известно большое количество избыточных кодов, разработан-
ных для различных условий передачи и требований пользователей.
Однако в современной аппаратуре передачи данных наиболее час-
то используются лишь два метода избыточного кодирования: мат-
ричный, или итеративный, и циклический. Оба метода основаны
на кодировании отдельных информационных блоков достаточно
большой длины, поэтому матричные и циклические коды называют
также блочными. В состав полного блока, передаваемого по каналу,
входят mQ информационных и k проверочных разрядов. Послед-
ние формируются путем арифметических операций над исходными
информационными разрядами. Поэтому прежде чем изучать кон-
кретные избыточные коды, следует уяснить основные правила дво-
ичной арифметики — сложение, умножение и деление двоичных
чисел.
Сложение двоичных чисел, называемое также сложением по модулю 2, обозна-
чается математическим знаком ф и выполняется следующим образом: Оф0 = 0,
0ф1 = 1, 1 ф0=1; 1 ф 1 =0.
При сложении многоразрядного двоичного числа по модулю 2 складывают
два разряда числа, к полученной сумме прибавляют третий разряд и т. д. Напри-
265
мер, сумма разрядов числа 10010 будет равна 1ф0ф0ф1ф0 = 0. Два или не-
сколько двоичных чисел можно поразрядно суммировать. Например,
А10010 ®01010 -.0011100 ®1001001
0111000
11000 1101101
Умножение двоичных чисел осуществляется по общеизвестным правилам, с той
лишь разницей, что приведение подобных членов при умножении производится
по модулю 2. Например,
v 10101 х 10 v 10101 Х 101
д, 00000 ® 101010 10101 ® 10101
101010 1000001
Деление двоичных чисел также осуществляется обычно. Однако, как и при умно-
жении, нужно помнить, что сложение и вычитание, производимые в процессе деле-
ния двоичных чисел, заменяются сложением по модулю 2. Как и для десятичных
чисел, здесь возможно деление с остатком. Остаток и частное также представ-
ляют собой двоичные числа. Например,
_1101001000
®10101
А011110
® 10101
10101
111001
оюш
10101
~00010000
® 10101
00101 — остаток
Левые разряды двоичного числа, имеющие нулевое значение, можно отбросить, так
как они не определяют собой числа. Поэтому, например, остаток, полученный при
делении, фактически представляет собой трехразрядное двоичное число 101. И наобо-
рот, если требуется увеличить разрядность двоичного числа, не изменяя при этом
его значения, то слева добавляют нужное количество нулевых разрядов.
Технически операции сложения, умножения, деления и запоминания двоичных
чисел реализуют на основе унифицированных логических элементов, входящих в
состав той или иной серии интегральных микросхем. Эти элементы объединяются
схемно в сумматоры, регистры, делители, счетчики и др. Интегральные схемы сред-
него и большого уровня интеграции также являются технической базой для
обработки двоичных чисел. Наконец, при программной реализации аппаратуры
передачи данных на микроЭВМ и микропроцессорах простейшие и более сложные
вычисления в двоичной системе счисления легко выполняются по соответствующим
алгоритмам и с помощью стандартных программ математического обеспечения.
Перейдем к более подробному рассмотрению избыточных кодов.
Операция сложения по модулю 2 информационных элементов при-
266
меняется при матричном кодировании. Такое название этот
метод защиты от ошибок получил потому, что исходные двоичные
числа (кодовые комбинации) записываются в форме математиче-
ской матрицы. Матричное кодирование часто используют в абонент-
ских пунктах передачи данных. При относительно невысокой избы-
точности оно надежно защищает данные от ошибок почти всех
видов и кратности. Следует иметь в виду, что матричному коди-
рованию подвергается не каждая исходная комбинация, а целый
блок, состоящий из Q комбинаций.
Принцип матричного кодирования удобнее сначала рассмотреть
на конкретном примере, а затем перейти к описанию реально при-
меняемых матричных кодов и их характеристикам. Следует также
рассмотреть рис. 12.7, на котором показана последовательность
операций матричного кодирования, обнаружения и исправления
ошибок.
Предположим, что нужно передать с защитой от ошибок пять
комбинаций пятиэлементного кода (Q = 5, mQ = 25). Запишем эти
комбинации в форме матрицы, располагая одноименные разряды
всех комбинаций друг под другом:
Рис 12 7. Алгоритм матричного кодирования данных, обнаружения и исправления
ошибок
267
1-я комбинация 01011
2-я комбинация 10001
3-я комбинация 11101
4-я комбинация 00111
5-я комбинация 10010
Далее произведем сложение по модулю 2 всех строк и всех столб-
цов информационной матрицы:
0 ф 1 ф 0 ф 1 ф 1 = 1
®£Тч ИЛ лтч
U7 417 417 417
1 ф О ® О ф 0 ® I =0
®/ТЧ /ТЧ /ТЧ лтч
417 417 417 417
1 ф I ® 1 Ф 0 ® I = о
®/ТЧ ЛТЧ ЛТЧ ЛТЧ
417 417 417 417
0 ф О ф 1 ф 1 © 1 = 1
®/ТЧ /ТЧ /ТЧ /ТЧ
417 417 417 417
1 Ф 0 ф 0 ф 1 ф о = о
10 0 10
В результате сложения получили два проверочных числа — суммы
по строкам и по столбцам. Таким образом, полный блок матричного
кода будет состоять из семи пятиэлементных комбинаций, пяти
информационных и двух проверочных (mQ = 5X5 = 25, /? = 2Х5 =
= 10). Проверочные комбинации обычно передаются в конце блока:
01011 10001 11101 00111 10010 10010 10010
информационные проверочные
Сформированный таким образом блок передается по каналу и
поступает в УЗО приемной АПД. Там производится проверка блока
на безошибочность, для чего шесть строк и шесть столбцов пол-
ного блока, включая проверочные разряды, суммируются по мо-
дулю 2:
0ф1ф0ф1ф1ф1=0
®/ТЧ /ТЧ /ТЧ /ТЧ /ТЧ /ТЧ
417 417 417 417 417 417
1ф0ф0ф0ф1ф0 = 0
®/ТЧ /ТЧ /ТЧ ЛТЧ /ТЧ /ТЧ
417 417 417 417 417 417
1ф1ф1ф0ф1ф0 = 0
®/ТЧ /ТЧ /ТЧ /ТЧ /ТЧ /ТЧ
417 417 417 417 417 417
0ф0ф1ф1ф1ф1=0
®/ТЧ /ТЧ /ТЧ /ТЧ /ТЧ /ТЧ
417 417 417 417 417 417
1ф0ф0ф1ф0ф0 = 0
®/ТЧ ЛТЧ /ТЧ ЛТЧ ЛТЧ ЛТЧ
417 417 417 417 417 417
1 фОфОф 1 ф0ф0 = 0
0ф0ф0ф0ф0ф0 = 0
Нулевые результаты всех сложений свидетельствуют об отсутствии
ошибки в принятом блоке. И наоборот, наличие одной или несколь-
268
ких единиц в правом столбце или нижней строке матрицы является
признаком ошибки в блоке. В зависимости от результатов проверки
принятый блок либо выводится потребителю, либо стирается и за-
прашивается вторично. Избыточность в рассматриваемом примере
составляет /? = (25 + 10)/25= 1,4. Можно убедиться, что проверкой
обнаруживаются любые ошибки и пакеты ошибок кратностью до
шести, появляющиеся в любых разрядах блока. Однако и здесь
возможно необнаружение ошибок. Четыре одновременно про-
исшедшие ошибки нельзя обнаружить, если они располагаются на
матрице в виде вершин правильного четырехугольника, имеющего
стороны любой длины, от одного до шести разрядов. Это правило
можно проверить на примерах. Вероятность появления таких оши-
бок крайне мала, поэтому защитные свойства матричных кодов
высоки.
В § 12.2 указывалось, что избыточное кодирование дает воз-
можность не только обнаруживать, но и исправлять часть ошибок,
не прибегая к запросу и повторению. Для исправления нужно знать
место ошибки в комбинации или блоке, т. е. какой именно разряд
был принят неправильно. Исправление производится путем измене-
ния значения этого разряда на противоположный. Некоторые
возможности исправления ошибок имеют и матричные коды. Это
можно показать на только что рассмотренном примере. Предполо-
жим, что в принятой матрице 6X6 одна из сумм по строкам и одна
из сумм по столбцам оказались равными единице, что свидетель-
ствует о наличии ошибки:
= 0
= 0
0 ... =1
. ... =0
. ... =0
. ... =0
01 (ГО 0
В формировании обеих сумм участвовал один и тот же второй
разряд третьей информационной комбинации. В матрице этот раз-
ряд находится, как показано, на пересечении третьей строки и вто-
рого столбца. Можно предположить, что именно этот разряд при-
нят неправильно, т. е. установлено место ошибки. Для исправле-
ния ошибки достаточно изменить нулевое значение этого разряда
на единицу. Таким способом можно исправить любую одиночную
ошибку в блоке. Исправление ошибок большей кратности невоз-
можно.
Количество комбинаций исходного кода Q в блоке может быть
любым, так как по модулю 2 можно суммировать любое количество
нулей и единиц. На практике величина Q составляет обычно не-
сколько десятков комбинаций. Так, в абонентском пункте АП-КК,
подробно рассматриваемом в следующей главе, полный блок дан-
269
ных состоит из служебной комбинации «Начало текста» кода
СКПД, служебной комбинации АР2, информационной части из
15, 30 или 45 комбинаций, служебной комбинации «Конец текста»,
контрольной суммы матрицы блока. Нетрудно подсчитать, что в
зависимости от длины информационной части блока избыточность
составит от 1,11 до 1,33.
Другим классом избыточных кодов, широко применяемых в
системах передачи данных, являются циклические коды. Эти
коды обладают хорошими обнаруживающими свойствами при от-
носительно невысокой избыточности. Схемная или программная
реализация устройств кодирования-декодирования и обнаружения
ошибок несложна и не зависит от исходной длины блока данных.
Циклический код может быть рассчитан на любую длину исходной
комбинации т и любую кратность исправляемой или обнаружи-
ваемой ошибки /испр(обн)- На основе этих параметров рассчитывают
количество проверочных разрядов k. В полном блоке циклического
кода сначала передаются все информационные разряды, а затем
проверочные.
В отличие от матричных кодов, при циклическом кодировании
основной арифметической операцией является деление двоичных
чисел. Делимым является двоичное число — исходная комбинация
или блок данных. При кодировании разных исходных комбинаций
делимые, естественно, будут различными. Делителем же является
двоичное число вполне определенного вида, общее для всего кода
в целом. Это число называется образующим. Количество раз-
рядов и состав образующего числа полностью определяют защит-
ные свойства кода, т. е. кратность ошибки /испр (об11).
Результатом деления исходной комбинации или блока на обра-
зующее число будет некоторое частное и остаток. Остаток вклю-
чается в полный блок в качестве проверочных разрядов. Таким
образом, блок циклического кода будет состоять из делимого
(информационных разрядов) и остатка (проверочных разрядов).
Частное, получаемое при делении, не используется.
В основу обнаружения и исправления ошибок циклическими
кодами положено следующее арифметическое положение. Если к
делимому прибавить остаток и полученное число снова разделить
на тот же делитель, то деление произойдет без остатка. Примени-
тельно к двоичной системе счисления можно сказать, что при таком
повторном делении остаток будет состоять из одних нулей. При-
емное УЗО для проверки комбинации циклического кода производит
деление этой комбинации на то же образующее число, что и при
кодировании. Если ошибки отсутствуют, в результате деления по-
явится нулевой остаток. Если же какие-либо разряды полной ком-
бинации изменялись, остаток будет отличаться от нуля. Ненуле-
вой остаток, как и ранее ненулевая сумма, является признаком
ошибки. Для системы, работающей в режиме обнаружения ошибок,
этого признака достаточно, чтобы стереть комбинацию и запросить
270
ее повторно. Если же требуется не только обнаруживать, но и
исправлять ошибки, то по составу остатка определяют номер
неправильного разряда. Далее происходит исправление обычным
образом.
Известно, что циклическими кодами одинаково успешно можно
кодировать исходные комбинации, блоки любой длины. Это свой-
ство можно объяснить тем, что частное от деления не используется
ни при кодировании, ни при обнаружении ошибки; важен лишь
остаток. Поэтому делимое, т. е. исходная комбинация, может иметь
любую длину.
Рассмотрим процесс кодирования и обнаружения ошибок на конкретном при-
мере. Зададим следующие исходные данные, длина исходной информационной ком-
бинации 11 разрядов; число проверочных разрядов k = 4; образующее число цик-
лического кода имеет значение 10011. Код с такими параметрами называют цикли-
ческим кодом (15, 11) по числу информационных разрядов и общему числу
разрядов.
Кодирование исходной комбинации включает в себя следующие операции:
1. Исходная комбинация, представленная в виде двоичного числа, умножается
на множитель вида 10000, где количество нулевых разрядов справа от единицы
равно k. Это эквивалентно добавлению в исходную комбинацию четырех пулевых
разрядов справа: 11010010001X10000=110100100010000.
2. Полученное произведение, имеющее 15 разрядов, делится на образующее
число 10011:
.110100100010000
^10011
ЮОЮ
ш10011
10011
1100011010
нооо
^10011
ЮН!
шЮ011
.10000
^10011
1100 — остаток
Остаток от деления, выраженный в виде четырехразрядного числа, и будет пред-
ставлять собой проверочные разряды. Если остаток имеет менее четырех разрядов,
его дополняют нужным количеством нулей слева, что, как известно, не меняет
самого числа.
3. Из 11 информационных разрядов и четырех разрядов остатка формируется
полная комбинация циклического кода (15, 11):
11010010001
информа-
ционные
1100
прове-
рочные
Аналогичным образом кодируются и другие комбинации исходного 11-разрядного кода.
271
В УЗО приема при проверке полной комбинации циклического кода на безоши-
бочность производится всего одна операция — полная комбинация из 15 разрядов
делится на то же образующее число 10011. Самостоятельно произведя деление,
можно убедиться, что остаток будет нулевым. После деления и получения нулевого
остатка первые 11 разрядов выводятся потребителю информации как безошибочные.
Если комбинация принята с ошибкой, то остаток будет отличаться от нуля, что
и является признаком ошибки.
Можно показать, что для одиночных ошибок вид остатка однозначно соот-
ветствует номеру ошибочного разряда: при ошибке в первом разряде остаток равен
1001, во втором— 1101, в третьем — 1111 и т. д. Эти соответствия справедливы
только для кода (15, 11) с образующим числом 10011.
При появлении ошибок более высокой кратности остаток также будет отлич-
ным от нулевого, однако по его виду нельзя правильно определить место ошибки
В этих условиях УЗО приема произведет ложное исправление и потребитель получит
заведомо ошибочную информацию. По этой причине работа в режиме исправления
ошибок не нашла широкого распространения. Чаще передачу ведут в режиме обна-
ружения ошибок, когда УЗО приема устанавливает по ненулевому остатку лишь
факт наличия ошибки. Далее производится запрос на повторную передачу ошибоч-
ной комбинации.
Можно убедиться в том, что циклический код (15, 11) может обнаруживать
все одиночные и двойные ошибки, а также часть ошибок более высокой кратности
Как уже указывалось, циклический код может быть рассчитан
для различных исходных условий — длины блока, степени защи-
щенности от ошибок. Вместе с тем существует определенная реко-
мендация МККТТ по применению циклического кода для передачи
данных со скоростями 200...4800 Бод. Отличительной особенностью
кода МККТТ является значительная длина исходных блоков дан-
ных: 240, 480 или 960 разрядов. В начале каждого блока простав-
ляется порядковый номер блока, кодируемый четырьмя служеб-
ными разрядами. Нумерация блоков позволяет проверить в УЗО
приема последовательность поступления информации, т. е. предот-
вратить вставки и выпадения блоков (см. § 12.2).
Далее исходный блок, содержащий информационные разряды
и разряды номера, кодируется циклическим кодом с образующим
числом 10001000000100001. В состав полной комбинации входят
т исходных разрядов и 16-разрядный остаток от деления. Таким
образом, длина полной комбинации кода п равна 260, 500 или
980 разрядов, /?=16. Процедура проверки информации в УЗО при-
ема ничем не отличается от ранее рассмотренной. Можно показать,
что циклический код МККТТ гарантированно обнаруживает все
одиночные, двойные и тройные ошибки в любых разрядах блока.
Измерения, проведенные на реальных каналах передачи данных,
показали, что коэффициент ошибок у этого кода не превышает
10-6 (одна необнаруженная ошибка на миллион переданных знаков
в среднем). Такая величина удовлетворяет большинство пользо-
вателей.
272
Код МККТТ имеет очень низкую избыточность. Так, при длине
информационного блока, равной 240, избыточность R = (jn-\-k)/m =
= (240+ 16)/240= 1,08. Если передача ведется блоками длиной 480
или 960 разрядов, коэффициент избыточности уменьшается до
1,04 или 1,02 соответственно. Все это обусловливает широкое рас-
пространение в системах передачи данных циклических кодов и,
в частности, кода, рекомендованного МККТТ.
12.4. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ СИГНАЛОВ ПРИ
ПЕРЕДАЧЕ ДАННЫХ
Основной причиной преобразования сигналов в аппаратуре передачи данных
является то, что используемые каналы, в принципе, не рассчитаны на непосредст-
венную передачу двоичных сигналов данных, формируемых в АПД. Поэтому в состав
передающей и приемной АПД приходится вводить специальные устройства преобра-
зования сигналов УПС, которые согласуют параметры передаваемых сигналов —
форму, напряжение, спектральный состав — с характеристиками канала, по которому
ведется передача. Задачей УПС является также очищение принятых сигналов от
краевых искажений и дроблений. Для этого применяют известные методы помехо-
устойчивой регистрации, изложенные в гл. 7. Кроме того, УПС выполняют ряд
вспомогательных операций по обработке передаваемых и принимаемых сигналов
и взаимодействию АПД с каналом. Эти операции более подробно рассматриваются
ниже.
В настоящее время в качестве каналов для передачи данных применяются:
стандартные каналы ТЧ, образованные в системах передачи, коммутируемые
или некоммутируемые — на междугородном участке сети;
стандартные каналы ТТ, коммутируемые или некоммутируемые — на местном
и междугородном участках;
кабельные пары и четверки ГТС, выделяемые для передачи данных — в пре-
делах города;
групповые тракты систем передачи и тракты систем с импульсно-кодовой моду-
ляцией. Этот класс каналов используется пока редко и здесь его применение не
рассматривается.
Все перечисленные виды каналов предоставляются пользователям по четырех-
проводной схеме включения, т. е. с раздельными цепями передачи и приема. Исклю-
чение составляют коммутируемые каналы ТЧ, имеющие двухпроводное окончание.
В реальных условиях тип канала, а следовательно, и тип УПС выбираются исходя
из географического расположения пользователя, схемы связи, скорости передачи,
наличия каналов и кабельных пар на данном участке сети. Все варианты исполь-
зования каналов и технические характеристики УПС регламентированы рекоменда-
циями МККТТ и ГОСТ.
Применяемые в настоящее время УПС можно разделить на две группы: без
переноса спектра сигналов и с переносом спектра сигналов в область более высоких
частот. Устройства первой группы используются при передаче данных по каналам
ТТ или по кабельным парам ГТС. Линейные сигналы в этом случае представляют
собой последовательность двоичных элементов постоянного тока, одно- или двух-
полюсных В УПС этой группы преобразуется не форма двоичных сигналов, а лишь
273
их амплитуда. Устройствами без переноса спектра являются УПС телеграфного типа
(УПС-ТГ) и УПС низкого уровня (УПС-НУ).
Устройства преобразования с переносом спектра сигналов преобразуют двоичные
сигналы постоянного тока в сигналы переменного тока при передаче и, наоборот,
сигналы переменного тока в сигналы постоянного тока при приеме. Другими слова-
ми, здесь осуществляются модуляция и демодуляция колебаний несущей частоты,
передаваемой по каналу связи. Устройства этой группы применяются при передаче
данных по стандартным каналам ТЧ.
Необходимость переноса спектра сигналов определяется следующими сообра-
жениями. Двоичные сигналы постоянного тока независимо от характера переда-
ваемых комбинаций содержат целый ряд простейших составляющих гармонической
формы, а также постоянную составляющую, т. е. колебание с нулевой частотой.
Амплитуды всех составляющих определяются характером передаваемой комбинации,
а частоты — скоростью передачи. Мгновенное значение напряжения двоичных сиг-
налов может быть представлено следующим выражением:
сю
м(/)=(7о+ £ Uk cos Ft), (12.5)
k—\
где (7o — напряжение постоянной составляющей, равное U/a; Uk — амплитуды
гармонических составляющих переменного тока, равные
_2(7 I sin (л/г/а) I
(л/г/а) I ’
а — отношение количества подряд следующих единиц к количеству подряд следую-
щих нулей в комбинации, U — установившееся значение напряжения постоянного
тока; k — номера гармонических составляющих (Л=1, 2, 3, ...).
Частоты гармонических составляющих определяются исходя из скорости пере-
дачи и номера гармоники: F = 0,5K, Бод. Спектральный состав двоичных сигналов
для комбинации 1:1 и 1:5 показан на рис. 12.8, а и б соответственно. Анализируя
выражение (12.5) и рис. 12.8, можно сделать следующие выводы:
спектр частот двоичных сигналов постоянного тока занимает полосу частот от
нуля до бесконечности;
амплитуды составляющих спектра зависят от характера передаваемой комбина-
ции;
спектр является дискретным, т. е. энергия сигналов сосредоточена в отдельных
точках спектра с частотами F, 3F, 5F и т. д. Расстояние между соседними состав-
ляющими спектра на шкале частот определяется скоростью передачи V и характером
передаваемой комбинации.
Форма принятых сигналов будет такой же, как у переданных, если по каналу
передаются постоянная составляющая и несколько первых гармоник. Между тем
по каналу ТЧ, полоса пропускания которого начинается с 0,3 кГц, передать постоян-
ную составляющую вообще нельзя. Поэтому для переноса спектра частот сигналов
в область рабочих частот канала ТЧ 0,3...3,4 кГц нужно модулировать этими сигна-
лами некоторую несущую. Частота несущей должна располагаться в средней части
полосы пропускания канала. В приемном УПС производится обратное преобразова-
ние - демодуляция. В системах передачи данных применяют только помехоустой-
чивые виды модуляции — частотную и фазовую.
274
О,WU
Рис. 12.8. Спектральный состав
двоичных сигналов постоянного
тока:
а—при передаче комбинации 11,6 —
при передаче комбинации 1 5
lh
0,5 U
Г-1
10 10 1
п п Г
10,21 и
J 0,13 и
О F 3F 5F
а)
6)
Форма двоичных сигналов при частотной модуляции показана на рис. 12.9.
На рис. 12.9, а представлены модулирующие двухполюсные сигналы, на рис. 12.9, б —
частотно-модулированные (ЧМ) колебания, передаваемые по каналу связи. В зави-
симости от значащей позиции модулирующего сигнала частота ЧМ колебаний может
принимать одно из двух значений: f\ или f2. Переход от частоты f\ к частоте f2 проис-
ходит скачком, однако без разрыва фазы. Разность между рабочими частотами
[\ и [2 называется девиацией частоты: — Спектр ЧМ сигналов состоит
из средней частоты /0, равной /| Н-0,5Д/ или /2 —0,5Д/, и бесконечного количества
пар гармоник с частотами fo + kF. Спектр является дискретным, а амплитуды состав-
ляющих, как и ранее, зависят от характера комбинации и скорости передачи, а
также от девиации частоты ДД На практике ограничиваются передачей средней
частоты /о и двух — трех пар гармонических составляющих. Из-за ограничения
спектра ЧМ сигналов форма исходных колебаний, выделенных при демодуляции,
будет несколько сглаженной, как показано на рис. 12.9, в. В дальнейшем УПС
приема восстанавливает прямоугольную форму сигналов (рис. 12.9, г).
Наряду с частотной модуляцией в УПС применяется также относительная фа-
зовая модуляция (ОФМ). При неизменной амплитуде и частоте несущего колебания
под управлением модулирующих двоичных сигналов изменяется его фаза. В зави-
симости от значащей позиции модулирующего сигнала фазовый сдвиг несущей
может принимать одно из двух значений — 0 или 180°. Изменение фазы произво-
дится относительно ее предыдущего значения, поэтому модуляция получила назва-
ние относительной. На рис. 12.10 показаны двухполюсные модулирующие сигналы
и фазомодулированная несущая с частотой [о. Правило модуляции: началу положи-
тельного элемента соответствует фазовый сдвиг несущей, равный 180°, началу отри-
цательного элемента — нулевой сдвиг, т. е. неизменная фаза несущей. Демоду-
275
и
Рис. 12.9. Форма двоичных сигналов при частотной модуляции:
а — модулирующие двухполюсные сигналы, б — частотно-модул ированные сигналы в канале связи,
в — демодулированные сигналы в приемном УПС, г — демодулированные сигналы с восстановленной
прямоугольной формой
ляция, т. е. определение значащей позиции каждого исходного элемента, производит-
ся путем сравнения двух значений фазы — предыдущего и последующего.
Спектр частот ФМ сигналов, как и при частотной модуляции, является диск-
ретным и бесконечным. Здесь также приходится передавать по каналу несущую и
несколько пар первых гармоник. Можно показать, что для канала с ограниченной
шириной полосы пропускания существует предельная скорость передачи Утак. Пре-
вышение этой скорости приводит к появлению больших искажений сигналов, неза-
висимо от вида модуляции. Например, для стандартного канала ТЧ предельная
скорость передачи двоичных сигналов И„1ПХ=1200 Бод. Если по условиям работы
требуется вести передачу данных с большей скоростью, то используют так назы-
ваемую двойную относительную фазовую модуляцию (ДОФМ). Последовательность
модулирующих двоичных элементов разбивают на пары, называемые дибитами
Каждый дибит вызывает определенный фазовый сдвиг несущей. Величина сдвига за-
висит от значащей позиции элементов, объединяемых в дибите. Для передачи
дибитов, состоящих из любых сочетаний элементов, требуются четыре значения
6)
Рис. 12.10. Форма двоичных сигналов при относительной фазовой модуляции:
а— модулирующие двухполюсные сигналы, б — фазомодулированные сигналы в канале связи
276
Таблица 12.1. Значения фазового сдвига при ДОФМ
Состав дибита Фазовый сдвиг (девиация фазы), град
1-й вариант 2-й вариант
00 0 45
01 90 135
11 180 225
10 2>0 315
фазового сдвига. В табл. 12.1 показаны два варианта значений фазовых сдвигов
в зависимости от состава дибитов.
Для примера на рис. 12.11 построено фазомодулированное колебание несущей
частоты со сдвигами фазы, определяемыми по первому варианту табл. 12.1. На гра-
фике 12.11, а показана модулирующая последовательность двоичных сигналов, раз-
битая на четыре дибита (01, 10, 00 и 11). Началу каждого дибита соответствует
сдвиг фазы несущей, изображенный на рис. 12.11, б. Поскольку модуляция отно-
сительная, то отсчет фазы ведется относительно ее предыдущего значения. Из
рисунка видно, что интервал между соседними фазовыми сдвигами вдвое больше
длительности единичного элемента /0. Следовательно, при заданной линейной ско-
рости передачи удается передать вдвое большее количество единичных элементов,
чем при ОФМ. Так, в канале ТЧ, работающем со скоростью 1200 Бод, используя
ДОФМ, можно передать 2400 единичных элементов модулирующей кодовой после-
довательности.
В отдельных УПС применяются комбинированные виды модуляции, например
одновременные изменения амплитуды (четыре фиксированных значения) и фазы (два
значения). Такие УПС позволяют передавать по каналу ТЧ до 9600 элем/с. Однако
с увеличением числа значений сигнала снижается помехоустойчивость.
При организации передачи данных по каналам ТТ применяют упрощенные
устройства преобразования телеграфного типа (УПС-ТГ). Они отличаются отсутст-
вием модуляции и демодуляции, передача ведется непосредственно сигналами по-
стоянного тока без использования какой-либо несущей. Таким образом, основной
задачей УПС-ТГ является преобразование уровней сигналов постоянного тока, а
Рис. 12.11. Форма двоичных сигналов при двойной относительной фазовой моду-
ляции:
а — модулирующие двухполюсные сигналы, разбитые на отдельные дибиты, б — фазомодулированные
сигналы в канале связи
277
также преобразование однополюсных сигналов в двухполюсные и наоборот. Уст-
ройства преобразования сигналов телеграфного типа могут включаться в канал ТТ
по двух- или четырехпроводной схеме, скорость передачи данных не превышает
200 Бод, их сложность и стоимость ниже, чем у модемов с частотной или фазовой
модуляцией.
Некоторое применение находят также устройства преобразования сигналов низ-
кого уровня (УПС-НУ). Эти устройства входят в состав АПД, ведущей передачу
по кабельным парам и четверкам ГТС. Как и в УПС-ТГ, передача данных
производится сигналами постоянного тока, однако использовать стандартное линей-
ное напряжение ±20 В нельзя, так как оно вызовет сильное влияние на соседние
телефонные цепи. Для снижения этого влияния напряжение линейных сигналов
приходится снижать примерно до 0,5 В и менее. Устройства преобразования сигна-
лов низкого уровня могут работать на любых скоростях до 9600 Бод по двух- или
четырехпроводной схеме. Дальность связи ограничивается затуханием кабеля и
обычно не превышает 10...20 км.
В большинстве УПС, независимо от вида передаваемых сигналов, предусматри-
вают меры по повышению качества передачи. К числу таких мер относятся: помехо-
устойчивая регистрация элементов кодовой последовательности в УПС приема, обес-
печивающая защиту от краевых искажений и дроблений принимаемых сигналов;
применение детекторов качества, следящих за состоянием канала связи и парамет-
рами принимаемых сигналов.
Помехоустойчивая регистрация использует такие методы, как одно- и мно-
гократное стробирование (см. гл. 7). В результате приемное УПС приобретает
исправляющую способность по краевым искажениям и дроблениям. Для выбора
оптимальных моментов регистрации в состав УПС входят схемы синхронизации и
фазирования. Их работа принципиально не отличается от ранее рассмотренных
аналогичных устройств электронных телеграфных аппаратов. В результате регистра-
ции в УЗО приема поступают сигналы, частично очищенные от краевых искажений
и дроблений.
Детекторы качества представляют собой устройства, постоянно и автомати-
чески контролирующие принимаемые двоичные сигналы по какому-либо параметру
или группе параметров (уровню сигнала, величине искажений и др.). Если контро-
лируемый параметр выходит за пределы нормы, детектор качества вырабатывает
служебный сигнал, оповещающий о возможности ошибок в принятом сообщении или
блоке. В отдельных случаях, например при полном пропадании несущей, детектор
качества полностью блокирует прием данных.
Наряду с перечисленными функциями, УПС выполняют ряд следующих дополни-
тельных операций:
автоматическое переключение аппаратуры в режим передачи или приема данных;
коррекцию характеристик используемого канала связи;
организацию местного контроля работоспособности УПС, охватывающего пере-
дающее и приемное УПС данного комплекта АПД;
организацию телеконтроля, т. е. проверки работоспособности двух УПС и сое-
диняющего их канала;
обеспечение служебной связи операторов.
278
12.5. СТАНДАРТНЫЕ СТЫКИ ПЕРЕДАЧИ
ДАННЫХ
Унификация и стандартизация оборудования передачи данных
имеют огромное значение, обеспечивая гибкость и экономичность
организации связи, высокую надежность и ремонтопригодность ап-
паратуры. Отдельные элементы системы передачи данных — канал
связи, УПС, УЗО, вводно-выводные устройства — сопрягаются
между собой с помощью стандартных стыков. Любой стык регламен-
тирует количество и-назначение цепей обмена данными и сигналами
управления, электрические характеристики цепей и сигналов, после-
довательность обмена и взаимодействия сопрягаемых устройств
АПД. Стандартизация стыков производится на основе рекомен-
даций МККТТ и закрепляется в соответствующих ГОСТ. Разли-
чают несколько стандартных стыков (рис. 12.12):
стык С1 соединяет канал связи с устройствами преобразования
сигналов. В зависимости от типа канала связи стык С1 может иметь
следующие модификации: Cl-ТЧ для стандартных каналов ТЧ;
С1-ТГ для каналов ТТ; стык С1-ТЧР для коротковолновых каналов
телефонной радиосвязи; стык С1-ФЛ для передачи по физическим
соединительным линиям и кабельным парам; стык С1 — ШК для
передачи по широкополосным групповым трактам систем передачи.
Поскольку чаще всего применяются стыки Cl-ТЧ и С1-ТГ,
остановимся на них более подробно. Сопряжение УПС с комму-
тируемыми каналами ТЧ производится по двухпроводной, а с
некоммутируемыми каналами по четырехпроводной схеме. Входное
и выходное сопротивления в точке стыка составляет 600 Ом. Вид
сигналов — синусоидальная несущая с уровнем средней мощности
сигналов на выходе передающего УПС—13 дБм, на входе прием-
ного УПС — не менее —43 дБм. Скорость передачи может иметь
любое стандартное значение от 50 до 9600 бит/с.
01 02 CMC СЬ
информационные цепи
служебные цепи
Рис. 12.12. Структурная схема организации стандартных стыков в системе пере-
дачи данных
279
В зависимости от скорости передачи сигналы на стыке С1-ТЧ
имеют следующие параметры:
при скорости 50...300 Бод независимо от схемы включения ка-
нала предусматривается организация в спектре 0,3...3,4 кГц двух
раздельных каналов. Один канал используется для передачи от
вызывающего абонента к вызываемому, а другой — для передачи в
обратном направлении. Несущие частоты: канала 1 —1080 Гц, ка-
нала 2—1750 Гц; модуляция — частотная с девиацией частоты
Д/= ± ЮО Гц;
при скоростях 600... 1200 Бод используется частотная, относи-
тельная фазовая или двойная относительная фазовая модуляция
несущих частот 1700 или 1500 Гц с девиацией ±400 или ±200 Гц
соответственно (для ЧМ). В спектре канала ТЧ организуется также
служебный канал со скоростью 75 Бод на несущей частоте 420 Гц;
при скоростях 2400...4800 Бод применяется двойная или тройная
относительная фазовая модуляция несущей частоты 1800 Гц;
при скорости 9600 Бод используется комбинированная ампли-
тудно-фазовая модуляция.
Стык С1-ТГ обеспечивает сопряжение УПС-ТГ с каналами ТТ
при скоростях до 200 Бод. Выходное сопротивление стыка состав-
ляет 500 Ом, а входное— 1000 Ом. Используются двухполюсные
сигналы постоянного тока с номинальным напряжением ±20 В.
Соединение любого из перечисленных УПС с устройствами
защиты от ошибок производится с помощью стандартного стыка
С2 (рис. 12.12). Этот же стык используется для соединения УЗО
с вводно-выводными устройствами (ВВУ). Чаще всего применяется
разновидность стыка С2 для аппаратуры, построенной на инте-
гральных микросхемах — С2-ИС. Стык С2 имеет большое количест-
во информационных и управляющих цепей, которые подразделяют-
ся на четыре группы: Д (данные), С (синхронизация), У (управ-
ление) и 3 (заземление). Каждая цепь имеет свой номер. На
рис. 12.13 показаны нумерация и назначение основных цепей
стыка С2. Ряд второстепенных цепей группы У здесь не приводится.
Все сигналы на стыке С2 являются двоичными сигналами по-
стоянного тока. Электрические параметры сигналов и цепей стыка
определяются конкретной серией унифицированных микросхем, из
которых построена аппаратура передачи данных.
В некоторых образцах АПД наряду с вводно-выводными уст-
ройствами предусматриваются также внешние запоминающие уст-
ройства (ВЗУ) (см. рис. 12.12) или другие элементы вычислитель-
ного комплекса. Для сопряжения с ними разработан стандартный
стык С4. Необходимый набор цепей и алгоритмы сопряжения по
стыку С4 определяются требованиями той или иной серии ЭВМ, с
которой взаимодействует АПД.
Наконец, стык СО обеспечивает обмен информационными и слу-
жебными сигналами всех устройств АПД с аппаратурой обслужи-
вания (АО). К АО относятся устройства служебной связи, отобра-
280
103 - передаваемые данные
10^- принимаемые данные
105- запрос передачи
УЗО
106- готов к передаче
ВВУ
113-синхронизация к АПД
llh-синхронизация от АПД
101- защитная земля
102- сигнальная земля
Рис. 12.13. Номера и назначение основных цепей стандартного стыка С2
жения, контроля и резервирования, а также устройства идентифи-
кации (автоматического распознавания) противоположной АПД
или абонента передачи данных.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
I. Дайте определение передаче данных как одному из видов электросвязи.
2. Каковы основные особенности передачи данных и каковы ее отличия от теле-
графной связи?
3. Что такое системы передачи данных реального и относительного времени?
4. В чем различие между сетями ПД-ТФ и ПД-ТГ?
5. В чем преимущества программной реализации АПД?
6. Что такое избыточность, какова ее роль в повышении качества передачи
данных?
7. Как определяется коэффициент обнаружения (исправления) ошибок?
8. Какими способами можно организовать исправление ошибок? Какой из этих
способов применяется наиболее широко?
9. Как работает система с решающей обратной связью?
Ю. Какие преимущественно применяются избыточные коды в системах передачи
данных?
II. Как строится полный блок при матричном кодировании^ Как производится
проверка блока на безошибочность?
12. Как строится полный блок циклического кода? Как производится проверка
блока на безошибочность?
13 Для чего блоки матричного и циклического кодов нумеруются?
14. Каковы основные функции устройств преобразования сигналов?
15. К чему приводит ограничение спектра двоичных сигналов?
16. Что такое относительная фазовая и двойная относительная фазовая моду-
ляции и когда они применяются?
17. Назовите области применения устройств УПС-ТГ и УПС-НУ
281
18. Какие методы повышения качества передачи применяются в УПС и в чем
их суть?
19. Что такое стандартный стык передачи данных? Почему стыки необходимо
стандартизировать?
20. Перечислите известные стандартные стыки. Для чего применяется каждый
из них?
21. Какой вид имеют сигналы, передаваемые по цепям стандартных стыков
Cl-ТЧ и С1-ТГ?
22. Из каких групп цепей образуется стандартный стык С2?
Глава 13. АППАРАТУРА ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
13.1. НОМЕНКЛАТУРА СРЕДСТВ
ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
Выпускаемую в настоящее время аппаратуру передачи данных
можно разделить по ее назначению на две группы: абонентские
пункты и мультиплексоры. Абонентским пунктом переда-
чи данных называют комплекс устройств, предназначенных для
первичной подготовки, передачи на расстояние и отображения ма-
шинной информации. Абонентские пункты устанавливаются в мес-
тах возникновения или потребления данных, т. е. у абонентов,
находящихся на расстоянии от ЭВМ или вычислительного центра
и связанных с последними телефонным или телеграфным каналом.
Непосредственное взаимодействие абонентского пункта с ЭВМ, как
правило, невозможно, поэтому на стыке между каналом связи и
машиной устанавливают мультиплексор. Мультиплексор пе-
редачи данных (МПД) — это электронное устройство, обеспе-
чивающее электрическое и программное взаимодействия канала
передачи данных с ЭВМ, а также ряд служебных функций по
обмену данными.
Нужно отметить две особенности построения современных або-
нентских пунктов и мультиплексоров. Во-первых, они обычно комп-
лектуются из отдельных, функционально и конструктивно закончен-
ных устройств — защиты от ошибок, преобразования сигналов,
ввода-вывода, управления и др. Наличие стандартных стыков и
протоколов взаимодействия облегчает задачу согласования этих
устройств при их совместной работе в абонентском пункте или
мультиплексоре. Во-вторых, все технические средства передачи дан-
ных унифицированы по своим характеристикам, элементной базе,
математическому обеспечению. Унификация произведена в соответ-
ствии со стандартами Единой серии ЭВМ третьего и четвертого
282
Рис. 13.1. Классификация абонентских пунктов передачи данных Единой серии
вычислительных машин ЕС ЭВМ
поколений. Машины этой серии разрабатываются и выпускаются
странами — участницами СЭВ. В комплекс технических средств ЕС
ЭВМ входит и аппаратура передачи данных, в частности абонент-
ские пункты и мультиплексоры. Каждому изделию присваивается
буквенно-цифровой индекс Единой серии, свидетельствующий о воз-
можности сопряжения с машинами и другими техническими сред-
ствами ЕС ЭВМ. Разработаны и выпускаются также некоторые
устройства передачи данных, не входящие в номенклатуру ЕС. Од-
нако их применение ограничено и здесь они не рассматриваются.
Требования пользователей, предъявляемые к аппаратуре пере-
дачи данных, разнообразны, поэтому разработан определенный
набор отличающихся абонентских пунктов, мультиплексоров и их
составляющих. Классификация абонентских пунктов (АП) ЕС ЭВМ
дана на рис. 13.1. Пункты подразделяются по различным парамет-
рам, возможностям и способам технической реализации. Основные
технические характеристики абонентских пунктов ЕС ЭВМ, наибо-
лее часто применяемых в нашей стране, сведены в табл. 13.1.
Кроме перечисленных в табл. 13.1, выпускаются также новые або-
нентские пункты, например АП-КК, подробно рассматриваемый
в § 13.4.
В сетях передачи данных существуют три варианта организации связи: АП —
АП, АП — ЭВМ и ЭВМ — ЭВМ. Для обмена данными между двумя абонентскими
283
g Таблица 13.1. Характеристики абонентских пунктов ЕС ЭВМ
Тип АП Индекс ЕС ЭВМ Страна- разработчик Устройства Способ передачи Скорость передачи. Бод Тип канала связи
ввода вывода
АП-1 ЕС-8501 НРБ ПМ, ПФЛ ПМ, ПФЛ Стартстопный 50, 100, 200 ТТн, ТЧн, ТЧк АП-2 ЕС-8502 СССР ПМ, ПФЛ ПМ, ПФЛ Синхронный 200 ТТн, ТТк, ТЧн, ТЧк ТАП-2 ЕС-8502 ВНР ПМ, ПФЛ ПМ, ПФЛ Синхронный 200 ТТн, ТТк, ТТн, ТЧк АП-3 ЕС-8503 ВНР, НРБ ПФЛ ПФЛ Синхронный 600, 1200 ТЧк, ТЧн АП-4 ЕС-8504 СССР ПМ, ПФЛ, ПМ, ПФЛ, МЛ, Синхронный 1200, 2400 ТЧн МЛ АЦПУ, ВТ АП-5 ЕС-8505 ГДР ПМ, ПФЛ ПФЛ, МЛ, Стартстопный 200, 600, 1200 ТЧк АЦПУ АП-11 ЕС-8511 СССР ПК, ПФЛ ПК, ПФЛ, Синхронный 1200, 2400 ТЧн АЦПУ АП-50 ЕС-8550 ВНР ПМ, ПК, ПМ, ПФЛ, МЛ, Синхронный 600... 9600 ТЧн ПФЛ, МЛ АЦПУ, ВТ АП-61 ЕС-8561 СССР ПМ ПМ, ВТ Синхронный 200, 1200, 2400 ТЧн, ТЧк АП-63 ЕС-8563 СССР ПМ ПМ, ВТ Синхронный 1200, 2400 ТЧн АП-70 ЕС-8570 СССР, НРБ ПМ ПМ Стартстопный 100, 200 ТТн, ТЧн, ТЧк
Примечания ПМ — клавиатура и печатающее устройство электрической пишущей машинки, ПФЛ— устройства записи на перфоленту и считывания
с перфоленты, ПК — то же, для перфокарт, АЦПУ — скоростное алфавитно-цифровое печатающее устройство. МЛ — устройства записи и считывания,
использующие магнитную ленту, ВТ — видеотерминальное устройство (дисплей), ТТн— канал тональною телеграфирования, некоммутируемый, ТТк — то же,
коммутируемый, ТЧн — канал тональной частоты, некоммутируемый, ТЧк — то же, коммутируемый
Рис. 13.2. Варианты исполь-
зования мультиплексоров при
организации передачи дан-
ных:
а — подключение к одной ЭВМ нес-
кольких абонентских пунктов, б —-
обеспечение межмашинного обмена,
в — мультиплексор как концентратор
абонентской нагрузки
а)
пунктами, соединенными каналом, не требуется никаких дополнительных устройств.
Если же в обмене непосредственно участвует ЭВМ, то на стыке между машиной и
каналом устанавливается мультиплексор передачи данных. Основное назначение
мультиплексора — подключение к одной машине нескольких одновременно работаю-
щих абонентских пунктов (рис. 13.2, а). При организации межмашинного обмена по
схеме ЭВМ — ЭВМ мультиплексоры устанавливаются так, как показано на рис.
13.2, б. Мультиплексор может также выполнять функции концентратора нагрузки,
объединяя информационные потоки нескольких удаленных абонентов и направляя
их к машине по общему каналу связи (рис. 13.2, в) и обратно. К служебным
функциям мультиплексоров относятся: автоматический вызов, установление соеди-
нения, идентификация, отбой, преобразование кодов и скоростей передачи, обнару-
жение ошибок, организация запросов и повторений и др.
В рамках ЕС ЭВМ разработаны и выпускаются следующие мультиплексоры,
сопрягаемые с абонентскими пунктами и машинами ЕС:
МПД-1А (ЕС-8400), обслуживающий 15 абонентских пунктов по схеме двух-
сторонней поочередной передачи или 7 пунктов по схеме двухсторонней одновре-
менной передачи. В качестве абонентов в мультиплексор могут быть включены:
старстопные телеграфные аппараты кода МТК-2 со скоростями 50 или 100 Бюд;
абонентские пункты АП-1, АП-2, АП-70, АП-61, АП-62, АП-63 и АП-64; другой
мультиплексор МПД-1А для связи по схеме рис. 13.12,6. В качестве каналов связи
используются физические соединительные линии и стандартные каналы ТТ и ТЧ.
коммутируемые и некоммутируемые. Защита данных от ошибок производится путем
матричного или циклического кодирования, в зависимости от способа защиты, при-
меняемого в совместно работающем абонентском пункте;
МПД-1 (ЕС-8410), отличающийся от МПД-1А числом обслуживаемых абонен-
285
тов (64/32 вместо 15/7), а также наличием лишь матричной системы защиты от
ошибок,
МПД-2 (ЕС-8402), обслуживающий все абонентские пункты ЕС ЭВМ, кроме
АП-2 и АП-3. Число абонентов зависит от скорости передачи и типа каналов и мак-
симально составляет 88 при двухсторонней одновременной передаче и 176 при
двухсторонней поочередной передаче. Обнаружение ошибок осуществляется с по-
мощью матричного или циклического кода,
МПД-3 (ЕС-8403), подключающий два или четыре абонентских канала со ско-
ростями передачи 50...4800 Бод. Защита информации обеспечивается использова-
нием матричного или циклического кода. В МПД-3 могут включаться АП-1, АП-70,
АП-3, АП-4, АП-11, а также абонентские пункты, не входящие в номенклатуру
ЕС ЭВМ;
удаленный мультиплексор УМПД (ЕС-8421), служащий в качестве концентра-
тора нагрузки (см. рис 13.2, в). Мультиплексор объединяет до 20 низкоскоростных
абонентских пунктов или телеграфных аппаратов при работе со скоростью 50 Бод
или до 10 и 5 при работе со скоростями 100 и 200 Бод соответственно. Он работает
по некоммутируемым каналам ТТ и ТЧ на абонентском участке и некоммутируемому
каналу ТЧ для связи с машиной.
Все перечисленные мультиплексоры имеют стандартные стыки и протоколы об-
мена информацией. В них реализуется либо аппаратный, либо программный прин-
цип построения.
13.2. УСТРОЙСТВА ВВОДА-ВЫВОДА
И ОТОБРАЖЕНИЯ ДАННЫХ
Устройства ввода-вывода (УВВ) систем передачи и обработки
данных предназначены для преобразования сообщений из одной
формы в другую, заготовки и документирования данных на стыке
между источниками-потребителями и каналом передачи данных.
Существует довольно широкий набор УВВ, отличающихся по форме
представления данных, виду носителя и скорости ввода-вывода.
В то же время УВВ стремятся унифицировать, особенно в части
их подключения к аппаратуре передачи и обработки данных, а так-
же алгоритмов взаимодействия с этой аппаратурой.
При вводе (передаче) сообщений УВВ преобразуют вводимую
человеком или записанную на носителе информацию в комбинации
электрических сигналов стандартного двоичного кода. При выводе
(приеме) сообщений УВВ производят обратное преобразование.
Кроме того, совместная работа устройств ввода и вывода позволяет
вести подготовку данных, их редактирование и первичную обработ-
ку. Для ввода и вывода данных используют разнообразные носи-
тели информации. Различают носители одно- и многократного ис-
пользования. Первые не позволяют стереть или исправить однажды
записанное сообщение и после однократного использования их при-
ходится уничтожать (если не требуется хранить информацию).
Носители многократного использования имеют много циклов «за-
пись-считывание» на одной и той же поверхности, т. е. позволяют
286
более экономично расходовать материал носителя. Наиболее ши-
роко в технике передачи данных, как и в телеграфной связи, при-
меняются однократно используемые бумажные носители, такие как:
обычная писчая бумага повышенного качества, заготовленная в
виде бланков, рулонов или перфораторной ленты стандартных раз-
меров; специальные сорта бумаги, например термо- и электрочув-
ствительная.
Символы кода фиксируются на бумажных носителях путем
механической, термической или электрохимической записи (печати).
Кодовые комбинации записываются на перфоленте в виде сочета-
ний отверстий.
Из числа многократно используемых наибольшее применение
находят разнообразные магнитные носители: ленты, барабаны, кар-
ты, диски, покрытые ферромагнитным слоем. Существенным недос-
татком магнитных носителей является невозможность визуального
контроля и чтения записанной информации.
В качестве устройств ввода-вывода применяют:
телеграфные буквопечатающие рулонные аппараты, передаю-
щая часть которых используется для ручного или автоматического
ввода данных, а приемная часть — для вывода данных на перфо-
рацию или печать;
электрические пишущие машинки специального назначения;
клавиатуры и алфавитно-цифровые печатающие устройства
данных;
считыватели и перфораторы для ввода-вывода данных с при-
менением перфоленты (реже перфокарт);
устройства записи-считывания кодовых комбинаций с примене-
нием магнитного носителя;
видеотерминальные устройства отображения данных на экране
электронно-лучевой трубки, называемые также дисплеями.
В устройствах печати, перфорации и считывания данных в ос-
новном реализуются те же методы, что и в оконечных аппаратах
телеграфной связи (см. гл. 2). Однако в УВВ приходится учитывать
следующие особенности передачи данных:
1) повышенные по сравнению с телеграфной связью скорости
ввода-вывода. Наряду с низкоскоростными (6...25 зн/с) УВВ су-
ществуют также устройства, рассчитанные на более высокие ско-
рости (до нескольких сот или тысяч знаков в секунду). Это требует
применения специальных методов, обеспечивающих высокую ско-
рость, например одновременной печати всех знаков строки, считы-
вания с помощью безынерционных фотопреобразователей и др.;
2) расширенный объем алфавита данных и, как следствие,
увеличение числа разрядов кодовой комбинации до 10 или 11.
Зачастую ставится также требование быстрой смены длины комби-
нации и всего первичного кода в целом;
3) ввод-вывод данных ведется в тесном взаимодействии с АПД или
ЭВМ, для чего УВВ должны иметь дополнительные управляющие
287
устройства и цепи управления. Совокупность цепей и сигналов
управления рассматривалась в § 12.5 как стандартный стык пере-
дачи данных.
Перечисленные особенности приводят к тому, что УВВ передачи
данных по сравнению с телеграфной аппаратурой имеют более
сложную конструкцию, высокие технические характеристики и
значительную стоимость. Принципы же печати, перфорации и счи-
тывания не меняются. Для их уяснения следует вернуться к гл. 2.
Из числа новых, нетрадиционных, способов ввода-вывода нужно
прежде всего отметить те, которые используют магнитную запись.
Информация записывается на носитель путем намагничивания оп-
ределенных участков его поверхности. Считывание — это преобра-
зование степени намагниченности в соответствующие электрические
сигналы. Запись-считывание с магнитным носителем двоичных сиг-
налов данных отличается от магнитной записи речи или музыки.
В устройствах ввода-вывода данных наибольшее применение
нашли накопители на магнитных лентах (НМЛ) и дисках (НМД).
Магнитная лента — это тонкая пластиковая пленка, покрытая фер-
ролаком. Двоичные комбинации записываются на нескольких до-
рожках; количество дорожек и ширина ленты могут быть различны-
ми. Стандартные значения ширины ленты кратны 6,35 и 6,25 мм.
Широко применяется, например, лента, имеющая ширину 12,7 мм и
длину 380... 1520 м. Число дорожек обусловлено разрядностью
кода; кодовые комбинации записываются поперек ленты в одном
ряду каждая. Кроме информационных разрядов на ленту записы-
вается служебная и адресная информация. На рис. 13.3 показан
фрагмент записи на магнитной ленте восьмиразрядных кодовых
комбинаций, так называемых байтов. Начало и конец ленты обозна-
чаются маркерами МНЛ и МКЛ. Байты записываются на ленту
девятью дорожками (на рисунке показаны штриховыми линиями),
девятый разряд — для проверки байта на четность. Плотность за-
писи — 32 байта на 1 миллиметр длины ленты. Всего на ленте
можно записать до 90 мегабит информации. Для удобства поиска
Рис. 13.3. Фрагмент записи байтов данных на магнитной ленте
288
АПД,
ЭВИ
Рис 13 4 Структурная схема накопителя на магнитной ленте
данных на ленте они разбиты на отдельные зоны длиной 18...2048
байт. Отдельные зоны разделяются на ленте межзоновыми проме-
жутками, длина которых достаточна для торможения, остановки и
разгона ленты.
Структурная схема накопителя на магнитной ленте показана
на рис. 13.4. Она содержит блок-записи воспроизведения (БЗВ) с
магнитной головкой (МГ), управляющее устройство (УУ) и ленто-
протяжный механизм (ЛПМ), который состоит из двух катушек с
лентой, двух приводов и стартстопного устройства (ССУ). Послед-
нее совместно с приводами обеспечивает разгон, торможение, про-
тяжку ленты в прямом и обратном направлениях, перемотку ленты
по сигналам от управляющего устройства, которое в свою очередь
связано с АПД или ЭВМ. Блок записи-воспроизведения и МГ запи-
сывают или считывают данные, выдаваемые либо воспринимаемые
АПД, ЭВМ. .
В качестве вводно-выводных устройств часто применяются так-
же накопители на гибких магнитных дисках (НГМД). По сравне-
нию с ленточными накопителями они имеют меньший объем памяти,
однако обладают следующими преимуществами: малые габаритные
размеры, удобны при хранении, позволяют легко заменять один
носитель на другой и требуют меньшего времени поиска нужной
информации.
Гибкий магнитный диск выполнен из полимерного материала
с ферромагнитным покрытием, имеет диаметр 198 или 133 мм.
Такой диск постоянно заключен в конверт из плотной бумаги,
предохраняющий его от повреждений. В конверте предусмотрены
два отверстия (рис. 13.5): центральное для захвата диска механиз-
мом вращения и радиальное для подвода к поверхности диска
магнитной головки.
Данные размещаются на диске по 77 концентрическим дорож-
кам, каждая из которых разделена на 26 зон, вмещающих по 128
или 256 байт информации. Таким образом, на одной стороне диска
можно разместить до 512К байт данных. Кроме того, на внешней,
нулевой дорожке записываются служебные и адресные сведения,
позволяющие произвести поиск и выбор требуемых данных. Для
записи или считывания магнитная головка устанавливается на
289
Рис. 13.5. Гибкий магнитный диск
Рис. 13.6. Структурная схема ви-
деотерминального устройства
нужную дорожку путем фиксированного радиального перемещения
относительно центра диска. Затем диск начинает вращаться, во
время вращения производится запись или считывание информации.
При частоте вращения диска 360 об/мин скорость ввода-вывода
составляет 33... 1200 кбит/с. Предусмотрено также стирание запи-
санных на диске данных. Управление работой НГМД производится
микроЭВМ или управляющим устройством АПД, с которыми НГМД
соединяется с помощью стандартного стыка.
В последнее время также широко применяются кассетные нако-
пители. Запись ведется на магнитную ленту, заключенную в ком-
пакт-кассету, аналогичную тем, которые распространены в бытовой
радиотехнике. В отличие от вышерассмотренных магнитных носите-
лей данные записываются последовательным кодом на одной из
двух дорожек. На одной компакт-кассете можно записать до
5,6 Мбит информации. Как и ГМД, кассетные накопители приме-
няются в сочетании с микроЭВМ или передающей (приемной) АПД,
имеющей программную реализацию.
Наряду с устройствами документального ввода-вывода широкое
применение находят устройства отображения данных. С их по-
мощью обрабатываемая информация представляется оператору в
удобочитаемой форме (в виде буквенно-цифрового текста). Устрой-
ства отображения сами по себе не обладают свойством докумен-
тальности, однако при необходимости их можно дополнить печа-
тающими устройствами.
Наибольшее распространение в качестве отображающих уст-
ройств сейчас получили видеотерминалы, называемые также дисп-
леями. Информация в них выводится на телевизионный экран в
виде буквенно-цифрового текста. Реже применяются графические
видеотерминалы, позволяющие отображать графики, чертежи,
290
простейшие рисунки и другой иллюстративный материал. В каче-
стве экрана служат специализированные телевизионные мониторы и
бытовые телевизоры с небольшими схемными изменениями.
Структурная схема видеотерминала приведена на рис. 13.6.
Видеотерминал состоит из:
блока отображения информации (БОИ), представляющего со-
бой электронно-лучевую трубку с устройствами телевизионной раз-
вертки, обработки и преобразования отображаемых данных;
блока интерфейса (БИ), соединяющего видеотерминал с внеш-
ними устройствами по цепям стандартного стыка;
клавиатуры (КЛВ) ручного вывода на экран буквенно-цифро-
вых данных для их последующего редактирования, обработки или
передачи;
печатающего устройства (ПУ) для документирования отобра-
жаемых данных.
В отдельных моделях видеотерминалов клавиатура и печатаю-
щее устройство могут отсутствовать.
Принцип формирования знаков текста на экране видеотермина-
ла заключается в следующем. На экране с помощью строчной и
кадровой разверток образуется растр, подобный телевизионному.
Вся поверхность растра условно разбивается на определенное коли-
чество знакомест, т. е. площадок, в каждой из которых отобража-
ется один знак текста. Знакоместо представляет собой матрицу с
размерами, например, 7X7 точек (рис. 13.7). Точки матрицы в
определенном сочетании образуют нужный знак (на рис. 13.7 пока-
зано отображение двухзначного числа 21). Таким образом, на
модулятор яркости трубки нужно подать определенную последова-
тельность сигналов, увеличивающих яркость определенных точек
на экране. Эти сигналы вырабатываются специальным знакогене-
ратором, синхронизированным со строчной и кадровой развертками.
Последовательность сигналов знакогенератора зависит от того,
Рис. 13.7. Знакоместа на поверхности
растра экрана видеотерминальпого уст-
ройства
Рис. 13 8. Структурная схема блока
отображения информации видеотерми-
нал ьного устройства
291
какой именно знак требуется отобразить, т. е. от информации,
поступившей от ЭВМ, АПД или КЛВ. Для того чтобы изображение
постоянно наблюдалось на экране, сигналы должны периодически
повторяться с частотой не менее 25 Гц.
С учетом вышеизложенного структурная схема блока отображе-
ния информации видеотерминала приобретает вид, показанный на
рис. 13.8. Блок состоит из электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) с
отклоняющей системой (ОС) и блоком разверток (БР), образую-
щими телевизионный растр на экране, знакогенератора (ЗГ), опе-
ративного запоминающего устройства (ОЗУ) с устройством управ-
ления (УУ); вводного устройства (ВУ), генератора тактовых им-
пульсов (ГТИ). Отображаемая информация через ВУ вводится в
ОЗУ в виде комбинаций стандартного кода ГОСТ 13052—74.
Запись в ОЗУ ведется с учетом адресов, вырабатываемых УУ, что
обеспечивает отображение каждого знака на определенном знако-
месте экрана. Привязанные к знакоместам комбинации из ОЗУ пе-
риодически подаются на знакогенератор. Последний преобразует
их в комбинации пространственно-матричного кода для отображе-
ния на экране. Возвращаясь к рис. 13.7, нетрудно увидеть, что
комбинация, например, цифры 2 должна преобразоваться в про-
странственно-матричные комбинации 0111000, 1000100, 0001000,
0010000, 0100000, 1000000, 1111100. Единицам соответствуют яркие
точки на экране в пределах первого знакоместа.
Емкость памяти ОЗУ определяется информационной емкостью
видеотерминала, т. е. максимальным количеством знаков, одновре-
менно отображаемых на экране. Иногда информационной емкости
недостаточно для отображения всего сообщения. Тогда сообщение
условно делят на несколько частей, называемых страницами.
Оператор может вывести на экран любую страницу. Емкость ОЗУ
при наличии нескольких страниц должна будет увеличиться.
Как правило, видеотерминальные устройства не только пассивно
отображают буквенно-цифровые данные, но и позволяют оператору
делать в тексте изменения, дополнения, сокращения, перестановки.
Все эти операции объединяются термином «редактирование». Для
редактирования в видеотерминалах предусматривают:
в клавиатуре — специальные служебные клавиши, пользуясь
которыми оператор может видоизменять отображаемый текст. При
нажатии соответствующей клавиши можно стереть знак, строку,
страницу, перемещать текст по строке влево и вправо, перемещать
строки вверх и вниз, вставлять знаки, слова и строки, защищать
данные от стирания или непроизвольного считывания, табулировать
данные, т. е. группировать их в виде таблиц. Количество таких
клавиш, называемых функциональными, может составлять от 16
до 32;
на экране видеотерминала наряду с отображаемым текстом
высвечивается также курсор — световая метка, показывающая,
в какой точке экрана произойдет запись или стирание очередного
292
знака. С помощью функциональных клавиш оператор может пере-
мещать курсор, определяя место редактирования на странице.
В современных видеотерминалах логические и запоминающие
устройства выполняют на микросхемах большой и средней степеней
интеграции. Режим работы микросхем может программно изменять-
ся, в результате чего можно задавать различный размер и шрифт
отображаемых знаков, их число в строке и на странице, позитив-
ное и негативное отображения и др. Видеотерминалы, построенные
на программируемых микросхемах, позволяют подключить к блокам
управления и стандартного стыка собственную одноплатную мик-
роЭВМ. Полученное сочетание дисплея и вычислительной машины
называют диалоговым вычислительным комплексом (ДВК). Раз-
личные модификации ДВК находят сейчас очень широкое приме-
нение во всех областях народного хозяйства, связанных с обработ-
кой информации, а также в качестве персональных и бытовых
компьютеров.
Промышленность выпускает разнообразные видеотерминальные
устройства, рассчитанные на определенные требования пользовате-
лей. В качестве примера рассмотрим один из серийно выпускаемых
терминалов, хорошо приспособленный для обработки и подготовки
информации в системах телеграфной связи и передачи данных.
Устройство визуального отображения (УВО) «Символ» предназначено для
отображения на экране алфавитно-цифровой и упрощенной графической информа-
ции, а также для обмена информацией с внешними удаленными устройствами.
Конструктивно УВО «Символ» состоит из двух независимых частей, соединяемых
многожильным кабелем: клавиатуры «Символ — К» и устройства отображения ин-
формации (УОИ) «Символ — И» с блоками питания, стандартного стыка, развертки,
запоминающим и управляющим устройствами.
Устройство отображения информации «Символ» имеет следующие режимы
работы:
1) автономный режим, в котором клавиатура электрически соединена с УОИ
для ручного набора и редактирования текста;
2) режим печати, в котором отображаемое на экране сообщение или его часть
документируется путем распечатки на рулонном телеграфном аппарате;
3) режим ввода или вывода информации. При этом УВО «Символ» работает
совместно с ЭВМ или АПД по каналам ТТ (передача ведется комбинациями кода
МТК-2 в стартстопном режиме со скоростью 50 или 100 Бод), ТЧ (передача ведется
комбинациями кода СКПД (ГОСТ 13052—74) со скоростью 200 или 1200 Бод) или
по многопроводной соединительной линии (передача ведется параллельными комби-
нациями кода СКПД со скоростью 14880 зн/с).
Размер поля изображения УВО «Символ» составляет 200X140 мм. Информация
отображается в 26, 13 или 6 строках по 80 либо 40 знаков в каждой строке. Таким
образом, информационная емкость экрана составляет 240 ... 2080 знаков на странице
Емкость памяти ОЗУ обеспечивает хранение трех страниц. Каждый знак текста
формируется в поле матрицы размерами 5x7 точек. Для создания промежутков
между знаками и строками общее поле матрицы увеличено до размеров 7хЮ.
293
Предусмотрено отображение буквенно-цифровых знаков различных размеров и на-
чертаний. Устройство обеспечивает возможность редактирования, а именно: переме-
щение набранного текста; стирание отдельных знаков, слов, строк, страниц; замена
участков текста; представление отображаемых данных в виде таблиц; «перелисты-
вание» страниц в прямом и обратном направлениях. Конструктивно УВО «Символ»
выполняется в настольном оформлении. Электропитание производится от сети пере-
менного тока напряжением 220 В.
К числу недостатков видеотерминальных устройств с телевизи-
онными экранами относятся: сравнительно большие габаритные
размеры, масса, энергопотребление, трудность работы в помеще-
ниях с нормальной и повышенной освещенностью, а также быстрая
утомляемость работников.
В последние годы осваиваются устройства отображения, имею-
щие качественно иную, чем дисплеи, физическую основу. К ним
относятся знакосинтезирующие индикаторы (ЗСИ) на точечных
светодиодах, жидких кристаллах и др. Они имеют более высокую,
чем электронно-лучевые трубки, яркость свечения, существенно
меньшие габаритные размеры и низкое энергопотребление. Экран
отображения набирается из отдельных ЗСИ, в зависимости от усло-
вий использования можно получить любую информационную ем-
кость экрана, начиная от нескольких знаков (отображающее уст-
ройство типа «бегущая строка»).
13.3. АБОНЕНТСКИЙ ПУНКТ ТАП-2
Абонентский пункт типа ТАП-2 производства ВНР в настоящее время не вы-
пускается промышленностью, однако в эксплуатации находится значительное коли-
чество этого оборудования. Этот абонентский пункт относится к числу низкоскорост-
ных (200 Бод) и рассчитан на работу по некоммутируемым и коммутируемым кана-
лам ТТ, имеющим стандартные характеристики и скорость передачи 200 Бод, а также
по некоммутируемым и коммутируемым каналам ТЧ с двух- или четырехпроводным
окончанием и стандартными характеристиками. В зависимости от выбранного типа
канала связи изменяется комплектация абонентского пункта в части устройств пре-
образования сигналов (УПС), которые имеют несколько модификаций.
Ввод и вывод информации в ТАП-2 производится восьмиэлементным кодом
СКПД ГОСТ 13052—74, имеется также возможность работы более короткими ко-
дами (с пятью, шестью и семью элементами в комбинации). Укороченная комби-
нация дополняется до восьми элементов нужным количеством нулевых элементов.
В аппаратуре ТАП-2 используется синхронный способ передачи двоичных сигналов
по каналу.
Защита информации от ошибок осуществляется на основе Рекомендации
МККТТ V.41. Передаваемые данные группируются в блоки длиной 120 или 240
информационных элементов и кодируются циклическим кодом с образующим числом
вида 10001000000100001 (см. § 12.3). При обнаружении ошибки весь блок целиком
стирается и запрашивается вторично. Для предотвращения вставок и выпадений
блоки нумеруются в порядке их ввода. Последовательность нумерации при приеме
294
блока также проверяется. Для защиты от ошибок, возникающих в самом або-
нентском пункте, используется восьмой проверочный элемент исходного кода
ГОСТ 13052—74. Перед циклическим кодированием все комбинации исходного кода
проверяются на четное (нечетное) количество единиц, чем и обеспечивается внут-
ренняя защита от ошибок. С учетом всех перечисленных способов защиты (цикли-
ческого кодирования, нумерации блоков и проверки на четность) коэффициент
ошибок при передаче данных не превышает 10~6 по знакам.
В качестве носителей информации в абонентском пункте ТАП-2 используются:
стандартная перфолента с числом информационных дорожек от пяти до восьми
плюс транспортная дорожка;
перфокарты с краевой перфорацией (на сетях нашей страны не применяются);
рулонная бумага для печати шириной 90...280 мм, максимальное число знаков
в строке 106.
В ТАП-2 реализован принцип «чистой» ленты (см. § 12.1): на перфорацию и
печать выводятся только безошибочно принятые комбинации. В зависимости от
комплектации пункта печать данных может отсутствовать.
В состав оборудования ТАП-2 входят следующие устройства:
электронный блок управления и защиты от ошибок ТАП-2А для варианта с
печатью данных или ТАП-2В для варианта без печати;
электрическая пишущая машинка типа «Консул-280»,
считыватель данных с перфоленты, перфокарты ЕС-6191;
перфоратор ЕС-7191;
устройство преобразования сигналов телеграфного типа УПС-ТГ или модем
типа ТАМ-2, имеющие скорость передачи 200 Бод;
переговорно-вызывное устройство;
телефонный или телеграфный аппарат служебной связи оператора. Все пере-
численные устройства выполнены с учетом требований Единой серии ЭВМ и каждое
имеет соответствующий индекс ЕС ЭВМ.
Структурная схема абонентского пункта ТАП-2 приведена на рис. 13.9. Ее
основой является электронный блок управления и защиты от ошибок (на рисунке
выделен штриховой линией), который содержит следующие устройства:
блок периферийных устройств (БПУ), осуществляющий управление работой
устройств ввода-вывода данных. Кроме того, в нем производится контроль переда-
ваемых и принимаемых комбинаций первичного кода на четное или нечетное коли-
чество единиц;
Рис. 13 9. Структурная схема абонентского пункта передачи данных ТАП-2
295
блок управления и индикации (БУИ), обеспечивающий контроль за работой
абонентского пункта, выбор режима работы, идентификацию, прерывания и тому
подобные операции, выполняемые обслуживающим персоналом в процессе работы;
блок защиты от ошибок (БЗО), обеспечивающий при передаче кодирование
информации циклическим кодом, нумерацию блоков данных, а при приеме — про-
верку безошибочности блоков, их номеров. Кроме того, он организует стирание и
запрос ошибочных блоков;
блок устройств преобразования сигналов (БУПС), согласующий работу БЗО
и УПС главным образом по временным параметрам;
блок управлений передачей (БУП), который по фиксированной программе
производит управление взаимодействием отдельных электронных блоков в составе
абонентского пункта. Управление осуществляется полностью автоматически, вмеша-
тельство оператора требуется только при нарушении связи или нестандартных
ситуациях;
переговорно-вызывное устройство (ПВУ) с аппаратом оператора (АО), служа-
щие для установления соединения на коммутируемых каналах, обмена автоответа-
ми и служебных переговоров.
В левой части схемы рис. 13.9 показана группа периферийных устройств ввода-
вывода данных: считыватель с перфоленты (Счит.), электрическая пишущая машин-
ка (ЭПМ) и перфоратор (Перф.). Пишущая машинка может работать как на
прием, так и на передачу данных. В варианте ТАП-2В пишущая машинка отсут-
ствует.
Как уже говорилось, передача данных и проверка безошибочности в абонент-
ском пункте ведутся поблочно. Длина информационной части каждого блока фикси-
рована и составляет 120 или 240 элементов, т е. 15 или 30 комбинаций исходного
кода. Наряду с информационными элементами в блок включаются также служеб-
ные и защитные элементы?' четыре элемента, обозначающие номер блока, и шест-
надцать проверочных элементов. Последние представляют собрй остаток от деле-
ния информационной части блока на образующее число циклического кода МККТТ.
Полная длина блока составляет таким образом 140 или 260 элементов. Наряду
с информационными блоками предусмотрена также передача служебного синхро-
блока, передаваемого в режиме фазирования.
В процессе работы абонентский пункт ТАП-2 обменивается с противополож-
ным АП или мультиплексором служебными комбинациями первичного кода
ГОСТ 13052—74: КТМ, ДА, НЕТ, СИН, КП, APi (назначение и состав этих комби-
наций см. в табл. 1.2 и пояснениях к ней). Кроме перечисленных комбинаций пере-
даются также служебные сочетания из них: ЛР| КП является сигналом окончания
связи и разъединения коммутируемого канала; APi СИН передается во время
перерыва в передаче данных с целью сохранения синхронности и синфазности, уста-
новленных ранее.
Абонентский пункт ТАП-2 работает в одном из двух режимов: местном или
линейном. В местном режиме устройства защиты от ошибок и преобразования сиг-
налов, а также канал связи в работе не участвуют, АП включается «На себя».
В этом режиме выполняются следующие операции:
печатание буквенно-цифрового текста на пишущей машинке, для чего клавиату-
ра машинки электрически соединяется с ее печатающим устройством;
подготовка данных на перфоленте. Цепи клавиатуры соединены с электромаг-
296
нитами перфоратора. В результате набираемые на клавиатуре знаки первичною
кода фиксируются на перфоленте в виде соответствующих кодовых комбинаций.
Скорость перфорации определяется темпом работы оператора на клавиатуре;
копирование перфоленты. Выходные цепи считывателя соединяются- с электро-
магнитами перфоратора. При необходимости к считывателю параллельно подклю-
чается печатающее устройство машинки, в результате чего вместе с перфолентой-
копией получают печатный текст. Возможно исправление ошибок, имеющихся на
перфоленте-оригинале. Скорость копирования без печати составляет 33 зн/с, а с пе-
чатью 10 зн/с;
контроль перфоленты на безошибочность. Считываемые с ленты комбинации
первичного кода автоматически проверяются на четное (нечетное) количество еди-
ниц. При нарушении признака четности (нечетности) считывание прекращается и
вырабатывается сигнал оператору. Скорость контроля 33 зн/с.
Обмен данными с другими АП или мультиплексором производится в линейном
режиме с участием всех устройств ТАП-2 и канала связи В линейном режиме вы-
полняются следующие операции:
вызов и установление соединения с противоположным АП с помощью телефон-
ного аппарата оператора или ПВУ;
обмен автоответами, ведение служебных переговоров по телефону или с помо-
щью телеграфного аппарата;
передача или прием данных с защитой от ошибок, возникающих в канале
связи. Передача ведется с заранее подготовленной перфоленты или вручную с кла-
виатуры, а прием — на перфоленту и (или) печать. Линейная скорость передачи
по каналу 200 Бод, скорость ввода-вывода зависит от способа ввода, вида носите-
ля, а также количества ошибок в канале. Передаче данных предшествует операция
начального фазирования;
ожидание. Выполняется при кратковременных остановках передачи данных, на-
пример при смене ленты в считывателе. Состояние синфазности двух АП сохраня-
ется. После ожидания передача возобновляется с сохранением прежней нумера-
ции блоков данных;
отбой и разъединение связи после окончания сеанса передачи данных. Проис-
ходит по инициативе одного из операторов или автоматически под управлением
служебных комбинаций АР|КП.
Линейный режим работы ТАП-2 имеет две разновидности: с ручным обслужи-
ванием и с автоматическим. В режиме ручного обслуживания обязательно присут-
ствие операторов на вызывающем и вызываемом пунктах. В режиме автоматическо
го обслуживания вызываемый АП может быть необслуживаемым. Если устанав-
ливается соединение между АП и мультиплексором, то оба эти устройства работа-
ют автоматически, без участия человека. Программа их взаимодействия вводится
в состав предварительно заготавливаемых данных, для чего используются служеб-
ные символы кода и управляющие последовательности.
Работу абонентского пункта ТАП-2 в линейном режиме удобнее изучать, поль-
зуясь алгоритмами, представленными на рис. 13.10 для вызывающего АП и
рис. 13 11 —для вызываемого АП. После вызова (рис. 13.10) производится набор
номера вызываемого абонента, в результате чего:
вызывающий АП получает сигнал занятости и повторяет вызов и набор;
устанавливается соединение двух абонентов и операторы начинают служебные
297
Рис. 13 10. Алгоритм работы вызывающего ТАП-2
переговоры, в ходе которых определяют формат сообщения, очередность передачи
и др. Затем АП переходит в режим передачи данных и в канал передается синхро-
блок определенного состава. За время передачи синхроблока между двумя АП долж-
ны установиться синхронность и синфазность. Если этого по каким-либо причинам
не происходит, абонентский пункт возвращается в режим служебной связи и опера-
тор производит синхронизацию вторично. После установления синхронности и син-
фазности начинается передача первого информационного блока совместно с номе-
ром блока и проверочными элементами циклического кода. Передав блок, АП
останавливается и ожидает ответа противоположного пункта — «Да», если блок
принят без ошибок, или «Нет», если в блоке обнаружены ошибки. Принятый ответ
анализируется. При наличии ошибки в блоке организуется его повторная передача.
Для этого ввод последующей информации приостанавливается и запоминающее
устройство АП передает блок вторичного. Повторно переданный блок также должен
быть подтвержден либо запрошен вторично противоположным АП, как это показано
298
Приен вызова
Рис. 13.11 Алгоритм работы вызываемого 1АП-2
на рис. 13.10. Переспросы могут продолжаться до шести раз подряд, число оши-
бочных блоков фиксируется специальным счетчиком После шести следующих под-
ряд переспросов передающий АП вырабатывает сигнал «Авария» для оператора и
переходит в режим служебных переговоров. Если же получено подтверждение
«Да», пункт передает следующий блок.
Рассмотрим алгоритм работы вызываемого абонентского пункта (рис. 13.11).
После приема входящего вызова АП автоматически переходит в режим служебной
связи, включается сигнализация, приглашающая оператора к служебному аппара-
ту. После проведения служебных переговоров вручную включают режим передачи
данных, АП принимает синхроблок, производятся синхронизация и фазирование
Если установить синфазность не удалось, пункт возвращается в режим служебной
связи. При наличии синхронности и синфазности АП принимает блок данных и при-
ступает к его обработке. Сначала проверяется номер блока Если он не соответ-
ствует ожидаемому порядковому номеру приема, это расценивается как вставка
или выпадение информации. В результате АП переключается в режим служебной
связи и приглашается оператор. При правильной нумерации блок проверяется на
безошибочность путем деления полного блока на образующее число циклического
299
кода и анализа остатка от деления, как было изложено в § 12.3. Возможны три
ситуации:
1) в принятом блоке обнаружены ошибки. При этом, как показано на рис. 13.11,
блок стирается, а на противоположный АП передается сигнал ошибки «Нет» для
повторения этого блока;
2) оцшбки в блоке отсутствуют, информационные комбинации блока выводятся
на носитель, в канал передается сигнал подтверждения «Да». Затем АП принимает
следующий блок данных;
3) в блоке имеются ошибки, но в результате проверки они остались необнару-
женными. Блок с ошибками выводится на печать или перфоленту, в канал переда-
ется «Да».
Рассмотренные алгоритмы являются упрощенными, они не отражают ряд вто-
ростепенных ситуаций, возникающих в ходе взаимодействия абонентских пунктов.
Так, в частности, не показаны; обмен автоответами, идентификации абонентов,
состояние неготовности АП, авария вводно-выводных устройств или канала и т. д.
Основной элементной базой электронных блоков абонентского пункта ТАП-2
являются интегральные микросхемы транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ)
вида И-НЕ, образующие триггеры, регистры сдвига, кодеры, декодеры и т д.
Микросхемы размещаются на печатных платах. Электроэнергия на все электронные
и механические устройства поступает от блока питания, на который подается напря-
жение переменного тока 220 В. Потребляемая от сети переменного тока мощность
составляет около 400 В-А. В блоке питания предусмотрена защита от перегрузок
и перенапряжений.
Все оборудование ТАП-2 конструктивно размещается на двух металлических
столах, устанавливаемых рядом. На основном столе расположены пишущая машинка
«Консул-260» и телефонный аппарат оператора. Под столешницей находятся элект-
ронные блоки и устройства преобразования сигналов. На столе имеется также
панель управления с органами контроля и установки режимов работы. На другом
столе, называемом столом периферийных устройств, расположены устройства ввода-
вывода данных: считыватель ЕС-6191 и перфоратор ЕС-7191, а также консоль для
перемотки перфоленты. Соединение всех электромеханических и электронных
устройств и блоков абонентского пункта в общую электрическую схему осуществля-
ется многожильными кабелями с разъемными соединителями. Требования техники
безопасности обеспечиваются применением защитного заземления, охватывающего
все устройства и блоки, а также защитой открытых токоведущих частей специаль-
ными кожухами.
В случае использования абонентского пункта ТАП-2 на телеграфной сети в
его комплект входит рулонный телеграфный аппарат типа Т-63 или Т-100 для обес-
печения служебной связи операторов. Телефонный аппарат при этом не нужен. Те-
леграфный аппарат должен быть установлен в непосредственной близости к сто-
лам АП. Минимально необходимая площадь для установки абонентского пункта
без учета площади, занимаемой телеграфным аппаратом, составляет 2000X1200 мм.
Абонентский пункт рассчитан на нормальную работу при температуре окружаю-
щей среды 10...35° С и относительной влажности воздуха 40...80%.
300
13.4. АБОНЕНТСКИЙ ПУНКТ АП-КК
Оборудование АП-КК (абонентский пункт — коммутация кана-
лов) предназначено для установки у абонентов сети передачи дан-
ных ПД-200, а также нскоммутируемых сетей с телеграфными кана-
лами. Оно позволяет производить ручной и автоматический обмены
данными с аналогичным абонентским пунктом или с ЭВМ серии
ЕС через мультиплексор или другие устройства сопряжения с кана-
лом связи. Имеется также возможность предварительной подготов-
ки данных, подлежащих передаче. Пункт АП-КК обеспечивает
документирование передаваемых и принимаемых данных путем рас-
печатки их на бумажном рулоне и перфорации.
Абонентский пункт АП-КК рассчитан для работы по стандарт-
ным каналам ТТ со скоростью 200 Бод. Каналы предоставляются
по четырехпроводной схеме включения, метод передачи — двусто-
ронний поочередный. Двоичные сигналы в канале передаются
синхронно в режиме передачи или приема данных и стартстопно в
режиме служебной связи (режим «Телеграф»).
Предусмотрены меры пс защите данных от ошибок. Передавае-
мые данные группируются в блоки и кодируются матричным кодом
(см. § 12.3). Исправление ошибок в принимающем АП производит-
ся путем стирания и запроса на повторение блока. Таким образом,
для организации исправлений используется известный метод ре-
шающей обратной связи с ожиданием подтверждения (РОС-ОЖ).
Ввод и вывод данных в АП-КК осуществляется стандартным
кодом передачи данных ГОСТ 13052—74. Для ввода и вывода дан-
ных использован электронный телеграфный аппарат семиэлемент-
ного кода типа РТА-80/7, который также обеспечивает служебную
связь операторов.
Количественные характеристики АП-КК соответствуют требова-
ниям ГОСТ. Стандартизованы также алгоритмы работы абонент-
ского пункта в составе сети ПД-200, а именно: правила установле-
ния соединения, обмена данными и служебными сообщениями, вид,
напряжение и длительность сигналов и др. Абонентский пункт
АП-КК имеет следующие технические характеристики:
Скорость передачи данных, Бод....................
Напряжение линейных сигналов, В .................
Форма представления данных ......................
Ввод данных .....................................
Вывод данных ....................................
Длина информационной части блока, байт...........
Способ защиты от ошибок .........................
Коэффициент ошибок по знакам ....................
Напряжение электропитания, В ....................
Потребляемая мощность, В-А.......................
Площадь, занимаемая АП, м2 ......................
200
±27
символами кода СКПД
с клавиатуры, с перфо-
ленты
на перфоленту, на печать
15, 30 или 45
матричный код по ГОСТ
20687—75
не более 2 • 10 ~
220+10%
2 -15%
не более 250
1,0
301
Рис 13 12. Укрупненная структурная схема абонеш-
ского пункта передачи данных АП-КК
Укрупненная структурная схема АП-КК приведена на рис. 13.12.
В состав пункта входят следующие устройства:
устройство обработки данных (УОД), осуществляющее весь
комплекс операций по преобразованию, передаче и приему данных,
обнаружению и исправлению ошибок, формированию и выделению
служебных команд и сигналов взаимодействия. Все необходимые
для работы напряжения постоянного тока УОД получает от уст-
ройства вторичного питания (УВП), питаемого, в свою очередь, от
сети переменного тока напряжением 220 В;
электронный телеграфный аппарат семиэлементного кода
РТА-80/7, используемый в качестве устройств ввода-вывода, подго-
товки и редактирования данных, представляемых либо в виде печат-
ного текста, либо в виде перфоленты. Аппарат служит также для
организации служебной связи оператора и имеет собственный блок
питания БП-7;
пульт управления оператора (ПУО), предназначенный для опе-
ративного контроля и управления работой абонентского пункта.
В состав пульта входит электронное табло, отображающее буквен-
но-цифровую информацию и режим работы пункта;
пульт микропроцессора (ПМП), служащий для проверки и вы-
явления неисправностей логических и запоминающих устройств,
образующих УОД. Имеется также возможность внесения изменений
в программу работы УОД.
В АП-КК, в отличие от ТАП-2, реализован аппаратно-програм-
ный принцип построения с преобладанием программных реализа-
ций. Поэтому элементная база АП-КК наряду с интегральными
микросхемами содержит элементы микропроцессорного комплекса.
В АП-КК применяются: большие интегральные схемы (БИС)
серии КР541; оперативные запоминающие устройства серии
КР541; постоянные запоминающие устройства серии КР556; интег-
ральные микросхемы средней степени интеграции (ИМС) серий
КР589 и К155.
Совокупность БИС, ОЗУ и ПЗУ образует программируемый
микропроцессорный комплекс с возможностью перестройки управ-
ляющей программы, называемый также микропроцессорным конт-
роллером (МК). Программа работы контроллера составлена с уче-
том выполнения большинства операций, заложенных в алгоритм
302
Рис. 13.13. Структурная схема устройства обработки данных абонентского пункта
АП-КК
работы абонентского пункта. Отдельные операции выполняются
аппаратными средствами с применением ИМС и навесного монтажа.
Состав устройства обработки данных показан на рис. 13.13:
М-С2 — модуль сопряжения по стандартному стыку С2; УПС-ТГ —
устройство преобразования сигналов телеграфного типа; КМКС —
коммутатор канала связи.
Особенностью схемы является наличие трех общих шин, соеди-
няющих между собой программно работающие модули и устройст-
ва. Общей шиной называется группа электрических цепей, по кото-
рым могут передаваться параллельным кодом многоразрядные
адреса, данные либо символы управления. Разрядность каждой
шины показана на рисунке, а возможные направления передачи
обозначены стрелками. Работа устройства обработки данных сво-
дится к циклическому обмену данными, адресами памяти и симво-
лами управления между микропроцессором и остальными модуля-
ми и запоминающими устройствами. Инициатором обмена может
быть любой модуль, подключенный к общим шинам. Микропро-
цессор обрабатывает вводимые в него данные и выдает их на шину
данных в сопровождении соответствующего адреса. Программа
приема, обработки, адресации и пересылки данных по стыкам С2
записана в ПЗУ, а также определяется режимом работы пункта,
задаваемым с пульта (ПУО) управления оператора через модули
управления (МУ) и сопряжения с пультом управления оператора
(МПУО).
зоз
Основой схемы УОД является микропроцессорный контроллер
(МК), состоящий из микропроцессора (МП), оперативного (ОЗУ)
и постоянного (ПЗУ) запоминающих устройств. Микропроцессор
производит арифметические операции с двоичными числами, пред-
ставляющими собой обрабатываемые данные, символы управления
и команды оператора. Программы вычислений хранятся в памяти
ОЗУ и ПЗУ. В ПЗУ находятся неизменяющиеся в процессе работы
программы и данные, а в ОЗУ — программы машинной обработки,
которые могут изменяться в зависимости от условий работы, зада-
ваемых оператором с пульта или клавиатуры аппарата РТА-80/7.
В целом можно считать, что АП-КК представляет собой специали-
зированную вычислительную машину, работающую в реальном вре-
мени. Источниками и потребителями информации являются канал
связи и телеграфный аппарат. Поэтому при дальнейшем изучении
основное внимание следует обратить не на вопросы схемотехники,
а на алгоритмы работы абонентского пункта.
В АП-КК предусмотрены следующие режимы работы: «Исход-
ное состояние», «На себя», «Телеграф», «Данные», «Монитор».
Выбор нужного режима производится оператором путем нажатия
кнопки на пульте управления оператора либо дистанционно по ка-
налу связи. В режиме «На себя» выполняются следующие про-
цедуры:
ввод и отображение текущего времени в часах и минутах;
запись информации, подлежащей передаче, на перфоленту;
распечатка заготовленной для передачи или принятой ленты;
получение копии перфоленты с одновременной распечаткой;
ввод в заготавливаемые данные ключевого слова из четырех
символов кода, под управлением которого считыватель автомати-
чески останавливается;
предварительный набор номера вызываемого абонента.
Предусмотрены две разновидности заготовки перфоленты: без
исправления и с исправлением ошибок, допущенных оператором.
В режиме без исправления каждый символ выводится на перфо-
рацию и печать непосредственно после нажатия клавиши. В режиме
с исправлением перфорация и печать производятся с задержкой
на девять символов. Благодаря этому вовремя замеченная ошибка
оператора может быть исправлена до перфорации.
Выход из режима «На себя» может осуществляться:
вручную оператором, переводящим АП-КК в исходное состоя-
ние;
автоматически при поступлении входящего вызова, после чего
АП-КК переключается в режим «Телеграф».
В режиме «Телеграф» ведутся служебные переговоры по кана-
лам коммутируемой или некоммутируемой телеграфной сети. После-
довательность операций такова:
вызов коммутационной станции;
304
установление соединения с вызываемым абонентом путем пере-
дачи ранее набранного номера;
обмен автоответами, ведение служебных переговоров старт-
стопными комбинациями семиэлементного кода без защиты от оши-
бок;
отбой и разъединение абонентов на коммутируемой сети. При
работе по некоммутируемым каналам в режиме «Телеграф» выпол-
няются лишь операции вызова, служебных переговоров и отбоя.
Все алгоритмы и сигналы взаимодействия АП-КК стандартизо-
ваны в соответствии с требованиями телеграфных сетей и коммута-
ционных станций. Например, вызывающий АП распознает и печа-
тает на рулоне следующие текстовые сочетания, принятые на ком-
мутируемых сетях документальной связи: NP—набран несущест-
вующий абонентский номер, NC — канал занят, ОСС — вызывае-
мый абонент занят, DER — абонентская линия вызываемого або-
нента повреждена, автоответ от него не поступил.
Основной режим работы АП-КК—режим «Данные». В этом
режиме ведется передача данных с клавиатуры или перфориро-
ванной ленты, подготовленной ранее. Предусмотрена защита от
ошибок, автоматическая сигнализация о всех нарушениях переда-
чи. Данные передаются по каналу блоками определенной длины
и защищаются матричным кодом. Передаче данных предшествует
операция фазирования, а если требуется — идентификация вызы-
ваемого абонента. В программу .работы АП-КК включены также
следующие подпрограммы:
поочередный обмен данными между двумя АП, т. е. автомати-
ческий переход от передачи к приему и наоборот;
прерывание и остановка передачи данных;
возвращение в режим служебной связи «Телеграф»;
автоматическое управление выводом принимаемых данных на
печать или перфоленту, или на то и другое одновременно. Более
подробно алгоритмы передачи и приема данных описаны ниже.
В режиме «Монитор» проверяется работоспособность абонент-
ского пункта и отыскание неисправных плат и функциональных
узлов его схемы. Для этих целей имеется специальный пульт микро-
процессора (ПМП) (см. рис. 13.13). Работу с ПМП ведет персонал
абонентского пункта.
Вышеперечисленные режимы работы и возможные переходы из
одного в другой показаны на рис. 13.14. Дополнительных пояснений
этот рисунок не требует.
Программа работы АП-КК предусматривает определенные огра-
ничения времени, отводимого на те или иные операции. Эти огра-
ничения называют тайм-аутами. Тайм-аут ТА-1, равный 2 с, огра-
ничивает время подготовки блока данных для передачи, а также
время передачи сигнала неготовности принимающего АП. Тайм-аут
ТА-2 (3 с) ограничивает время ожидания ответа на переданный
блок или служебные сигналы от принимающего АП. Тайм-аут
305
Исходный режин
______:___I г
Телеграф
] Г
Монитор
t___
На себя
| Фазирование
Идентификация
J
Рис. 13.14. Переключение режимов работы АП-КК
ТА-3, равный 32 с, ограничивает для принимающего АП время
ожидания очередного блока или служебных сигналов. Наконец,
тайм-аут ТА-4 (2 мин) устанавливает предельно допустимое время
фазирования двух АП после установления соединения и перехода
в режим передачи данных.
В процессе взаимодействия АП-КК обмениваются между собой
следующими служебными символами кода ГОСТ 13052—74 (см. по-
яснения к табл. 1.2): КТМ, НЗ, НТ, КБ, КТ, КП, НЕТ, СИН, АРЬ
АР2. Передаются также двухсимвольные управляющие последова-
тельности, имеющие следующие значения:
АР|0 и АР| 1 — подтверждение принимающего АП на каждый
четный и нечетный принятые блоки соответственно;
АР|< — прерывание для обратной внеочередной передачи сооб-
щения с более высоким приоритетом;
APi; — подожди с передачей, передается принимающим АП
при его временной неготовности свыше тайм-аута ТА-1;
НТ КТМ — задержка передачи, посылается передающим АП
при его неготовности свыше тайм-аута ТА-1;
АР|КП — переход в режим «Телеграф» по инициативе операто-
ра передающего или принимающего АП;
АР21; АР22; АР25 — соответственно печать, перфорация, печать
и перфорация принимаемых данных.
Данные, подлежащие передаче, должны быть представлены в
одном из двух следующих форматов: формат сообщения без заго-
ловка (НТ АР21 или 2, или 5 текст данных КТ); формат сообщения
306
с заголовком (НЗ AP2I, или 2 или 5 заголовок НТ текст данных
КТ). Цифра, следующая за служебным символом АР2, выбирается
исходя из того, на какой носитель нужно записать принятые дан-
ные. Длина текстовой части сообщения может быть любой. В тексте
данных не должны встречаться перечисленные выше управляющие
символы и последовательности. Любое отклонение от формата де-
лает передачу данных невозможной.
Алгоритм передачи данных (рис. 13.15) складывается из следующих операций.
После установления синфазности передающий АП посылает служебный символ
КТМ и ждет ответа. В качестве ответа от противоположного АП могут поступить:
АР|; — подожди с передачей. Передающий АП повторяет запрос приема КТМ
и вновь ждет ответа;
КТМ — противоположный АП также намерен вести передачу. При этом цикл
запроса КТМ повторяется до 7 раз, после чего АП переходит в режим фазиро-
вания;
АР|0 — подтверждение, свидетельствующее о готовности противоположного
АП к приему. С его получением АП проверяет наличие собственных данных для
передачи и в зависимости от результата проверки передает либо блок данных,
либо НТ КТМ — задержка передачи. Затем передающий АП в течение тайм-аута
ТА-2 ожидает ответа на переданный блок. При отсутствии ответа формируется
запрос КТМ. Если ответ поступил вовремя, его содержание анализируется. Возмож-
ны следующие варианты ответа:
APi; — неготовность к дальнейшему приему, передается КТМ;
АР। < — просьба прервать передачу и перейти к приему, вырабатывается сигнал
для оператора, который и принимает решение;
Нет — в принятом блоке есть ошибки; организуется повторение;
АР|0 или APi 1 — подтверждение на правильно принятый блок. Если четность
номера принятого блока не соответствует поступившему подтверждению, то пере-
дачей КТМ вторично запрашивается ответ. Число запросов подсчитывается. Как
видно из рис. 13.15, в зависимости от числа запросов алгоритм предусматривает:
при количестве запросов от двух до семи — сигнал для оператора;
при количестве запросов более семи — переход в режим фазирования.
Если проверка показала, что принятое подтверждение АРД или APJ соответ-
ствует четности переданного блока, то АП приступает к передаче следующего блока.
Предварительно проверяется, не является ли этот блок последним, т е. есть ли
еще данные, подлежащие передаче. Для последнего блока сообщения организуется
передача символа КП (конец передачи) на противоположный АП. Последний может
передать один из следующих ответов:
КТМ — изменение направления передачи данных; ранее передающий АП пере-
ходит в режим приема данных и посылает подтверждение АРД о готовности к
приему;
АР|КП — абонентские пункты переводятся в режим «Телеграф»;
КП — переход обоих АП в исходное состояние с разъединением коммутируемого
канала.
Алгоритм работы абонентского пункта АП-КК в режиме приема данных при-
веден на рис. 13.16. Как и при передаче, сначала проводится фазирование при-
307
Алгоритм работы передающего АП-КК
Рис. 13.15.
308
Приен КТМ
Рис 13.16. Алгоритм работы принимающего АП-КК
309
нимающего АП. Работа начинается с приема служебного символа КТМ, после
чего автоматически проверяется готовность пункта к приему данных. Если АП не
готов (например, отсутствует лента в перфораторе), в канал передается APi; (по-
дожди с передачей). Обмен символами КТМ и APi; может происходить сколь
угодно долго В состоянии готовности принимающий АП передает АР|0 и далее
ожидает приема в течение 1айм-аута ТА-3 При отсутствии приема за время ТА-3
абонентский пункт переходит в режим фазирования. Если же информация принята,
то определяется, что именно принято. Возможны следующие ситуации (см. рис. 13.16):
прием запроса КТМ, в ответ на который передается символ «Нет» с последую-
щим ожиданием приема;
прием НТ КТМ (задержка передачи) также сопровождается ответом «Нет»
и ожиданием приема;
прием символов НЗ (начало заголовка) или НТ (начало текста) свидетель-
ствует о начале приема первого блока данных. Блок принимается полностью и
проверяется на безошибочность. При обнаружении в блоке ошибок формируется
ответ «Нет». Если же блок признан верным, то данные выводятся на печать или
перфорацию. Одновременно в канал передается подтверждение АР|0 или APi 1
(в зависимости от номера принятого блока). После этого принимающий АП ожидает
приема следующего блока, как показано на рисунке. В ходе приема данных АП
постоянно следит, нет ли в принимаемой информации служебного символа КП (ко-
нец передачи). При обнаружении КП на противоположный пункт посылается (по
выбору оператора) один из трех символов: КТМ — изменение направления пере-
дачи; АР|КП — переход в режим «Телеграф»; КП — переход в исходное состояние.
В рассмотренных алгоритмах передачи и приема данных для облегчения их
изучения не показан ряд второстепенных ситуаций и взаимосвязей двух абонент-
ских пунктов АП-КК.
Конструктивно оборудование АП-КК выполнено в виде металли-
ческого стола габаритными размерами 860X760X1170 мм. На
верхней крышке стола размещаются электронный телеграфный ап-
парат РТА-80/7 с трансмиттерной и реперфораторной приставками,
пульт управления оператора и блок питания телеграфного аппа-
рата. В тумбе стола помещены электронные модули устройств
фильтрации и линейного питания, унифицированный вторичный
источник питания, ЗИП. Пульт микропроцессора представляет со-
бой автономную настольную конструкцию. Все узлы и модули або-
нентского пункта соединяются между собой многожильными кабе-
лями с разъемными соединителями. Подключение АП к внешним
цепям осуществляется с помощью розеток и вилок. В комплект
АП-КК входят также контейнер для бумажных отходов и консоль
для перфоленты.
Управление абонентским пунктом со стороны оператора в основ-
ном осуществляется с помощью пульта оператора. На пульте
располагаются:
кнопочный регистр, состоящий из 12 кнопок управления;
индикационное табло типа «бегущая строка», одновременно
зю
отображающее до девяти информационных знаков кода и сигнали-
зирующее о режиме работы АП;
светодиоды сигнализации и звуковой индикатор сигналов.
Кнопки пульта управления имеют следующее назначение:
ВКЛ — включение питания абонентского пункта;
ВР — отображение на индикационном табло текущего времени;
КВ — фиксация определенного ранее режима работы АП;
НП — ввод какого-либо начального параметра, например теку-
щего времени, ключевого слова и т. д.;
НН — подготовка к набору номера называемого абонента;
ИД — включение режима работы с идентификацией абонента;
НС, ПМ, ПД, ИС — перевод АП в режимы «На себя», «Прием
данных», «Передача данных», «Исходное состояние» соответственно;
УС — установление соединения с другим абонентским пунктом;
СС — перевод АП в режим служебной связи «Телеграф».
13.5. ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ
СРЕДСТВ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
Основной задачей технической эксплуатации является обеспе-
чение работы аппаратуры и систем передачи данных во время их
эксплуатации, при хранении и транспортировке. Техническая экс-
плуатация обеспечивается:
техническим персоналом, занимающимся обслуживанием дейст-
вующей и резервной аппаратуры, установленной на вычислитель-
ном центре, предприятии связи, в автоматизированной системе
управления и др.;
техническими и программными средствами контроля, измерения
и диагностики обслуживаемого оборудования;
комплексом технической документации: инструкциями по уста-
новке, монтажу и эксплуатации, руководящими техническими ма-
териалами (РТМ), техническими паспортами, формулярами, аппа-
ратными журналами и т. д.
Количественно степень работоспособности аппаратуры передачи
данных выражается государственными стандартами, техническими
условиями, действующими нормами и характеристиками. Ими, в
частности, задаются предельно допустимые значения пропускной
способности, коэффициента ошибок, краевых искажений, уровней
сигналов и помех, коэффициента готовности, времени наработки
на отказ (см. § 1.4).
Характерной особенностью обслуживания технических средств
передачи данных является то, что объекты обслуживания — або-
нентские пункты, мультиплексоры — зачастую рассредоточены на
значительной территории, поодиночке или небольшими группами.
В этих условиях возникает задача выбора наиболее экономичной
системы технической эксплуатации и ремонта оборудования. Воз-
можны следующие варианты технического обслуживания:
зп
1. Индивидуальное обслуживание, при котором каждый объект
или абонент передачи данных имеет полный комплект измеритель-
ного оборудования, собственный набор запасных частей, инструмен-
та (ЗИП), полный комплект измерительных приборов. Обслужива-
ние производится техническим персоналом данного объекта. Низкая
экономичность такого варианта очевидна и не требует пояснений.
2. Централизованное обслуживание, когда все средства переда-
чи данных ведомства или организации обслуживаются одной брига-
дой специалистов, имеющей расширенный набор ЗИП, приборы и
инструмент.
3. Сервисное обслуживание, при котором большая часть работ
по технической эксплуатации однотипного оборудования независимо
от его ведомственной принадлежности ведется работниками завода-
изготовителя или специализированной организации.
Все вышеизложенное относится к обслуживанию лишь оконеч-
ных установок передачи данных. Техническая эксплуатация кана-
лов, соединительных линий и коммутационных устройств сети пере-
дачи данных, как правило, производится работниками предприятий
связи.
Техническая эксплуатация систем и аппаратуры передачи дан-
ных складывается из следующих видов работ: плановой профи-
лактики, текущего контроля, настройки и ремонта. Планово-про-
филактические работы производятся на работающей аппаратуре,
независимо от ее работоспособности, с заранее определенной пе-
риодичностью. В ходе ежедневной профилактики ведется удаление
пыли и бумажных отходов, заправка бумажных носителей и кра-
сящей ленты, простейшие измерения параметров аппаратуры и ка-
налов. В полностью электронных системах ежедневная профилакти-
ка может отсутствовать.
Ежемесячная или ежеквартальная профилактика включает бо-
лее сложные измерения электрических характеристик, а при необхо-
димости — замену отдельных узлов и блоков, их регулировку,
тестовый контроль работоспособности, если он предусмотрен кон-
струкцией данного устройства. Результаты проверки и измерений
фиксируют на специальном бланке или в журнале. Частным слу-
чаем такой профилактики является паспортизация, т. е. проведение
расширенных и тщательных измерений для получения эталонных
характеристик конкретной системы передачи данных, так называе-
мого паспорта.
Текущий контроль и настройка систем передачи данных выпол-
няется обслуживающим персоналом по мере необходимости, при
нарушении действия связи или резком ухудшении качества переда-
чи. В ходе контроля и настройки выполняются следующие опера-
ции:
эксплуатационные измерения характеристик передачи или тесто-
вый контроль работоспособности аппаратуры и каналов;
определение места и причины непрохождения связи;
312
устранение причины непрохождения связи путем оперативной
регулировки или замены аппаратуры, канала, отдельных узлов и
блоков. Время, отводимое на все эти операции, обычно жестко
лимитировано. Фактические затраты времени текущего контроля и
настройки определяются характером неисправности, квалификацией
обслуживающего персонала и ремонтопригодностью аппаратуры.
Ремонтопригодность зависит от наличия в составе аппаратуры из-
мерительных приборов и органов регулировки, легкости замены
отдельных плат, блоков, предохранителей и др.
Ремонтные работы аппаратуры передачи данных подразделяют-
ся на неплановые и плановые. Необходимость во внеплановом
ремонте возникает при невозможности устранить причину неисправ-
ности путем замены оборудования или его части. Плановый ремонт
проводится в определенные заводом-изготовителем сроки для дан-
ной аппаратуры, по мере выработки ее технического ресурса. Раз-
личают средний и капитальный ремонт. В ходе планового ре-
монта производится замена тех или иных деталей, настройка и
регулировка всего комплекса, проверка соответствия его пара-
метров нормам.
Средний и капитальный ремонты отличаются объ-
емом проводимых работ. Капитальному ремонту может предшество-
вать несколько средних ремонтов. Все перечисленные виды работ
по технической эксплуатации средств передачи данных в обяза-
тельном порядке регистрируются в аппаратных журналах и форму-
лярах.
Эксплуатационная документация аппаратуры и систем переда-
чи данных имеет большое значение при организации технической
эксплуатации. Документы составляются в соответствии с требова-
ниями Единой системы конструкторской документации (ЕСКД).
Состав эксплуатационных документов зависит от назначения и
сложности системы передачи данных, трудоемкости обслуживания
и других факторов. Основными документами системы технической
эксплуатации являются:
техническое описание (ТО), в котором излагаются сведения
о назначении, технических характеристиках, принципах и алгорит-
мах работы, приводятся структурные, функциональные и принци-
пиальные схемы узлов, блоков и всего устройства в целом;
инструкция по эксплуатации (ИЭ), определяющая действия об-
служивающего персонала при исправном действии аппаратуры,
системы;
инструкция по техническому обслуживанию (ИО), регламенти-
рующая периодичность и состав плановых работ, методы измере-
ний, поиска и устранения неисправностей, взаимоотношения персо-
нала со смежными участками, предприятиями связи и др.;
формуляр (Ф), в который записываются сведения о перемеще-
ниях аппаратуры, времени работы, средних и капитальном ремон-
тах, рекламациях;
313
ведомость запасных частей, инструмента и принадлежностей
(ЗИП), определяющая состав, количество и место нахождения
запасных изделий, специализированного инструмента и принадлеж-
ностей;
нормы расхода эксплуатационных материалов;
технический паспорт системы передачи данных, канала связи.
Приведенный перечень документов является примерным. В кон-
кретных условиях отдельные документы могут отсутствовать или
объединяться. Так, иногда выдается одно ТО на несколько комплек-
тов однотипной аппаратуры. Как правило, система эксплуатацион-
ной документации подготавливается к моменту сдачи аппаратуры
или системы в эсплуатацию.
Нормальная техническая эксплуатация средств передачи данных
требует определенного материально-технического обеспечения. Лю-
бая служба передачи данных в процессе работы потребляет сле-
дующие материальные ценности: контрольно-измерительные прибо-
ры, запасные части и изделия (блоки, платы, радиотехнические
компоненты), эксплуатационные материалы (провода, припой и
флюсы, ветошь, растворители, краски), инструмент и принадлеж-
ности, а также средства обеспечения охраны труда и техники без-
опасности. Необходимый набор контрольно-измерительного обору-
дования на объекте определяется техническим описанием исполь-
зуемой ааппаратуры и инструкциями по техническому обслужива-
нию. Наряду с радиотехническими приборами широкого применения
(осциллографом, генератором, указателем уровня) широко приме-
няются специальные измерительные приборы (датчики испытатель-
ных текстов, приборы выявления ошибок, измерители искажений
и др.). Отдельную группу контрольно-измерительных устройств
составляют программируемые приборы тестового контроля, выпол-
няемые на основе микропроцессоров или микроЭВМ. Такими при-
борами обычно комплектуются современные абонентские пункты,
устройства сопряжения, мультиплексоры.
Запасные части и изделия входят в состав ЗИП. Различают
одиночный и ремонтный ЗИП. В свою очередь, одиночный ЗИП,
рассчитанный на обеспечение одного комплекта аппаратуры пере-
дачи данных, подразделяется на аварийный (ЗИП-A) и станционный
(ЗИП-1). Комплект ЗИП-A состоит из легкосъемных элементов
схемы и предназначен для проведения внепланового ремонта путем
замены неисправных деталей, плат и блоков. Станционный ЗИП-1
служит для пополнения ЗИП-A и замены элементов навесного
монтажа. В его состав входят транзисторы, разъемные соедините-
ли, транформаторы и др.
Ремонтным ЗИП обеспечивается группа однотипной аппарату-
ры, он используется при проведении плановых ремонтов. Все виды
ЗИП первоначально комплектуются заводом-изготовителем, а затем
пополняются по мере расходования службой материально-техниче-
ского обеспечения данного объекта. Вышедшие из строя и затем
314
отремонтированные узлы и блоки могут возвращаться в состав ЗИП.
В ходе технической эксплуатации персонал взаимодействует
со смежными службами: предприятием связи, предоставляющим
для передачи каналы и соединительные линии; вычислительным
центром, являющимся источником и потребителем передаваемых
данных; службой энергоснабжения. Порядок взаимодействия, обя-
занности смежных участков и степень ответственности за наруше-
ния связи регламентируются соответствующими инструкциями и
договорными документами.
Наибольшее число неисправностей и нарушений работы систем
передачи данных возникает за счет каналов связи, ТТ или ТЧ кана-
лов. В понятие «канал» включается также соединительная линия
между абонентом передачи данных и предприятием связи (теле-
графом, междугородной телефонной станцией, узлом городской
телефонной сети). При обнаружении частичной или полной не-
исправности канала персонал службы передачи данных сдает его
на проверку связистам, сообщая при этом время начала неисправ-
ности и ее характер. Персонал предприятия связи организует опе-
ративную проверку канала, а при необходимости — текущий ремонт
или настройку. После восстановления нормальной работы канал
или соединительная линия передается для дальнейшей эксплуата-
ции на объект передачи данных. В аппаратном журнале фикси-
руется время простоя и причина неисправности. Если устранить
неисправность канала в течение определенного времени не удается,
работники предприятия связи организуют временную замену ка-
нала.
Кроме текущих внеплановых проверок и настроек производятся
также плановые профилактические измерения каналов и ремонт
каналообразующего оборудования. На время профилактики канала
абоненту предоставляется другой исправный канал. Иногда персо-
нал службы передачи данных участвует в работах по проверке
и настройке каналов и соединительных линий.
Большое внимание при организации технической эксплуатации
уделяют вопросам техники безопасности и охраны труда. Помеще-
ния, в которых устанавливается аппаратура передачи данных, отно-
сятся к категории опасных, так как для электропитания аппара-
туры и измерительных приборов используют напряжения 220 и
380 В. Поэтому обслуживание средств передачи данных требует
соблюдения определенных правил защиты от поражения электри-
ческим током.
Инструкция по технике безопасности составляется на основе
документации завода-изготовителя и вывешивается в непосредст-
венной близости от работающей аппаратуры. К эксплуатации до-
пускается лишь технический персонал, изучивший инструкцию, про-
шедший специальный инструктаж и имеющий соответствующее удо-
стоверение. При проведении ремонта и технического обслуживания
устройств, находящихся под напряжением, в помещении должно
315
быть не менее двух человек. Работа внутри шкафов и устройств
должна проводиться только при отключенном питании. Применяе-
мые электроинструмент, паяльники и переносные лампы должны
питаться от сети напряжением не выше 36 В; металлические корпу-
са приборов и инструмента должны быть заземлены.
Работающая аппаратура передачи данных может являться
источником пожара, поэтому помещения объекта оборудуют средст-
вами сигнализации и пожаротушения, выполненными в соответст-
вии с техническим проектом. При возгорании электропроводящих
частей и проводов запрещается пользоваться для тушения водой
или пенными огнетушителями. Легковоспламеняющиеся материалы
и горюче-смазочные вещества хранят в закрытых металлических
шкафах.
В помещениях, в которых установлена аппаратура, должны
быть аптечки, резиновые коврики, перчатки, специальные огне-
тушители.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Какие устройства входят в состав средств передачи данных?
2. Что такое система передачи данных и чем она отличается от аппаратуры
передачи данных?
3. Что такое абонентский пункт передачи данных, где он устанавливается и
какие функции выполняет?
4. Что такое мультиплексор передачи данных и каково его назначение?
5. Чем обусловлена унификация аппаратуры передачи данных и на основе
чего она производится?
6. Каково назначение вводно-выводных устройств?
7. Перечислите известные вам средства ввода-вывода. Какие виды носителей
информации они используют?
8. Чем отличаются печать и перфорация данных от аналогичных операций
в телеграфной связи?
9. Что представляет собой накопитель на гибком магнитном диске?
10. Перечислите назначение и состав видсотерминального устройства.
11. Каким образом формируются знаки на экране видеотерминала?
12. Каковы пути развития устройств отображения?
13. Перечислите основные характеристики АП типа ТАП-2.
14. Из чего складывается полный блок данных в АП типа ТАП-2?
15. Какова скорость работы ТАП-2 при подготовке и передаче данных?
16. Пользуясь рис. 13.10 и 13.11, опишите алгоритмы передачи и приема дан-
ных в АП типа ТАП-2.
17. Перечислите основные характеристики абонентского пункта АП-КК. В чем
их отличие от характеристик АП типа ТАП-2?
18. Что является вводно-выводным устройством в АП-КК?
19. Каковы функции микропроцессорного контроллера в АП-КК?
20. Перечислите режимы работы абонентского пункта АП-КК.
316
21. Как осуществляется взаимодействие АП-КК и коммутационной станции?
Какими служебными сигналами они обмениваются?
22. Пользуясь рис. 13.15 и 13.16, опишите алгоритмы работы АП-КК в режи-
мах передачи и приема данных.
23. Каковы задачи технической эксплуатации средств передачи данных? Из
чего складывается система технической эксплуатации?
24. Какие виды работ выполняются в ходе технической эксплуатации?
25. Почему все работы, проводимые при эксплуатации, документируются и что
это дает?
26. Как организовано материально-техническое обеспечение эксплуатации
средств передачи данных?
27. Опишите взаимоотношения между персоналом, обслуживающим средства
передачи данных, и персоналом предприятий связи.
28. Какие требования техники безопасности обязательны при эксплуатации
аппаратуры передачи данных?
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Телеграфные правила. Ч. II. Техническая эксплуатация.— М.: Радио и связь,
1984.— 182 с.
2. Твердое Б. И. и др. Телеграфная и факсимильная аппаратура: Справочник.—
М.: Радио и связь, 1986.— 248 с.
3. Л. Н. Копничев, В. С. Алешин. Оконечные устройства документальной элект-
росвязи.—М.: Радио и связь, 1986.— 248 с.
5. С. И. Сахарчук, Н. Б. Зелигер. Электронные телеграфные аппараты.—
М : Радио и связь, 1986.— 144 с.
5. Павлова Г. Ф. Основы телеграфии.— М.: Радио и связь, 1983.— 152 с.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие .......................................................... 3
Введение ............................................................. 5
Глава 1. принципы передачи дискретных сообщений .............. 13
1.1. Кодирование дискретных сообщений ............................... 13
1.2. Виды двоичных сигналов и способы их передачи ................... 19
1.3. Синхронизация и фазирование .................................... 22
1.4. Искажения и ошибки ............................................. 25
1.5. Характеристики систем передачи дискретных сообщений ............ 31
Контрольные вопросы ............................................. 35
Глава 2. основные характеристики телеграфных аппаратов ....... 36
2.1. Структурная схема стартстопного телеграфного аппарата .......... 36
2.2. Классификация телеграфных аппаратов ............................ 41
2.3. Эксплуатационные характеристики ................................ 43
2.4. Функциональные возможности телеграфных аппаратов ............... 46
2.5. Конструктивные характеристики .................................. 48
Контрольные вопросы ............................................. 50
Глава 3. электромеханические телеграфные аппараты ................... 51
3.1. Особенности конструкторских решений передающей части аппаратов . 51
3.2. Особенности конструкторских решений приемной части аппаратов . 57
3.3. Теоретические вопросы стартстопной передачи и приема ........... 65
Контрольные вопросы ............................................. 74
Глава 4. электронно-механические телеграфные аппараты ............... 74
4.1. Общие сведения ................................................. 74
4.2. Особенности элементной базы .................................... 75
4.3. Принцип работы приемопередающей части ...................... 81
4.4. Устройства сопряжения с линией ................................. 92
4.5. Принцип работы знакопечатающих устройств с интегральным литеро-
носителем ........................................................... 97
4.6. Рулонный телеграфный аппарат РТА-7Б и его модификации ......... 107
Контрольные вопросы ........................................... Ю8
Глава 5. электронные телеграфные аппараты и терминалы.............. Ю8
5.1. Общие сведения ................................................. Ю8
5.2. Элементная база .............................................. 1 Ю
Общие сведения .................................................. 1Ю
Принцип работы микроЭВМ на основе МПК БИС серии КР580 (К1821) И4
Запоминающие устройства ........................................ 121
318
5.3. Архитектура электронных аппаратов и терминалов ................. 123
Контрольные вопросы ............................................. 126
Глава 6. передающая часть электронных телеграфных аппаратов 128
6.1. Организация вывода данных в передатчике телеграфного аппарата .. 128
6.2. Клавиатура электронного телеграфного аппарата .................. 131
Принцип действия клавишных переключателей ....................... 131
Управление клавиатурой .......................................... 134
6.3. Принцип действия автоответчика ................................. 137
6.4. Особенности построения считывающих устройств ................... 140
Контрольные вопросы ............................................. 145
Глава 7 приемная часть электронных телеграфных аппаратов 146
7.1. Методы регистрации единичных элементов ......................... 146
7.2. Приемники ...................................................... 151
7.3. Печатающие устройства .......................................... 155
Общие сведения о методах печатания в современных телеграфных ап-
паратах ......................................................... 155
Мозаичные (знакосинтезирующие) печатающие устройства ............ 162
Управление печатающими устройствами ............................. 165
Печатающие устройства отечественных телеграфных аппаратов ....... 169
Дискретный электропривод печатающих устройств ................... 171
7.4. Особенности построения перфорирующих устройств ................. 174
7.5. Принцип действия устройств телеграфной автоматики, использующих
безбумажную технологию .............................................. 177
Контрольные вопросы ............................................. 181
Глава 8. техническая эксплуатация телеграфных аппаратов ............. 182
8.1. Цепи сопряжения телеграфных аппаратов с каналами связи ......... 182
8 2. Режимы работы и схемы включения телеграфных аппаратов .......... 183
8.3. Регламентное обслуживание телеграфных аппаратов ................ 187
8.4. Службы технической эксплуатации оконечного телеграфного оборудо-
вания ............................................................ 190
Контрольные вопросы ............................................. 191
Глава 9 качество работы телеграфных аппаратов .............. 191
9.1. Общие сведения ................................................. 191
9.2. Краткая характеристика измерительного оборудования для испытаний
телеграфных аппаратов ............................................... 193
9.3. Понятие о системе контроля и диагностики телеграфных аппаратов.. 194
Контрольные вопросы ............................................. 197
Глава 10 принципы передачи неподвижных изображений .......... 198
10.1. Общие сведения ................................................ 198
10.2. Анализирующие устройства факсимильных аппаратов ............... 202
10.3. Синтезирующие устройства факсимильных аппаратов ............... 209
10.4. Синхронизация и фазирование факсимильных аппаратов ............ 215
10.5. Каналы факсимильной связи ..................................... 219
Контрольные вопросы ............................................. 224
Глава 11. оконечное оборудование факсимильной связи .......... 225
11.1. Классификация факсимильных аппаратов .......................... 225
11.2. Факсимильные аппараты «Штрих» ................................. 227
11.3. Факсимильный аппарат «Изотоп-2» ....................•'......... 232
319
11.4. Системы передачи изображений газетных полос .................... 237
11.5. Техническая эксплуатация факсимильных аппаратов ................ 245
Контрольные вопросы ............................................. 249
Глава 12. принципы передачи данных ................................... 250
12.1. Общие сведения ................................................. 250
12.2. Способы защиты от ошибок ....................................... 258
12.3. Избыточное кодирование ......................................... 265
12.4. Преобразование сигналов при передаче данных .................... 273
12.5. Стандартные стыки передачи данных .............................. 279
Контрольные вопросы ............................................. 281
Глава 13. аппаратура передачи данных ................................. 282
13.1. Номенклатура средств передачи данных ........................... 282
13.2. Устройства ввода-вывода и отображения данных ................... 286
13.3. Абонентский пункт ТАП-2 ........................................ 294
13.4. Абонентский пункт АП-КК ........................................ 301
13.5. Техническая эксплуатация средств передачи данных ............... 311
Контрольные вопросы ............................................. 316
Список литературы .................................................... 317
ТЕЛЕГРАФИЯ И ОКОНЕЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
ДОКУМЕНТАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ