BC/NW 2006, №1 (8): 10.3

 

ПРИЁМОПЕРЕДАТЧИК ЦИФРОВОЙ ЛИНИИ СВЯЗИ

 

Д.А. Ежков,  О.А. Дулов

 

(УлГТУ, г.Ульяновск)

 

 

С развитием микроэлектроники в последнее время всё более распространёнными становятся системы управления на основе микроконтроллеров, предоставляющих широкие возможности сбора, анализа и обработки данных. Системы, центральным ядром которых являются недорогие и функциональные микроконтроллеры, используются всюду, где необходимо анализировать поступающие данные. Это и системы автоматизации дома, и системы сигнализации и пожаротушения, и различные электронно-измерительные приборы, и многое другое. В настоящее время в технических ВУЗах лабораторные установки и учебные стенды либо остаются устаревшими, не позволяя наглядно наблюдать многие достижения современной науки (например, оцифровку сигнала), либо занимают довольно большой объём, что очень неудобно. Поэтому актуальной остаётся проблема разработки и внедрения учебных стендов, имеющих малый объём, низкую стоимость и широкие возможности. Стенд, рассмотренный в данной работе, представляет собой имитатор цифровой линии связи (в том числе и оптической), позволяя студентам наглядно наблюдать несколько стадий обработки сигналов.

Стенд состоит из следующих компонентов:

- передающая часть (набор входных разъёмов, предусилитель, контроллер, микросхемы памяти, кодер,  передающий оптический модуль);

- приемная часть (приемный оптический модуль, декодер, контроллер, ЦАП, выходной усилитель, набор выходных разъёмов);

- периферия (управляющие кнопки, светодиоды и семисегментные индикаторы).

Главной отличительной особенностью данного стенда является широкий спектр решаемых им задач. На стенде можно наглядно увидеть:

- входной аналоговый сигнал различной формы (гармонический, меандр, «пила» и т.п.);

- преобразование аналогового сигнала в цифровой с вариацией параметров преобразования;

- цифровой сигнал после кодирования с использованием различных кодов;

- влияние параметров оптической среды на качество принимаемого сигнала;

- цифровой сигнал после декодирования;

- цифро-аналоговое преобразование;

- выходной аналоговый сигнал.

Наблюдение аналогового сигнала на входе даст студенту первичное представление о гармонических и других аналоговых сигналах различной формы. Аналого-цифровое преобразование можно производить, изменяя параметры преобразования, а, в частности, частоту дискретизации. В итоге, после цифро-аналогового преобразования студент сможет наблюдать влияние частоты дискретизации на форму преобразованного сигнала.

Исследование открытой оптической линии связи позволяет наблюдать изменение качества сигнала при введении в линию различных  помех. А применение кодирующе-декодирующей системы наглядно показывает помехозащищенность линии при использовании различных кодов.

Входной сигнал может быть подан с НЧ-генератора, со звуковой платы компьютера или же взят из модуля памяти. Выходной сигнал можно наблюдать с помощью осциллографа или же, если передается голос, услышать его через динамик.

Микросхемы памяти используются для хранения аналоговых сигналов стандартной формы: «пила», меандр, прямоугольные сигналы различной длительности и многие другие.

Применение светодиодов и индикаторов позволяет визуализировать управление стендом, а клавиатура делает это управление более гибким.

Разработанный стенд внедрен в учебный процесс и используется при подготовке студентов радиотехнических специальностей.

 

Литература

1. Теория электрической связи / Под ред. Д.Д. Кловского. М.: Радио и связь, 1998.