Шпаргалка

Готовые шпоры по каналам передачи данных

Категория:

Шпаргалка

Дисциплина:

Каналы передачи данных

Город:

Беларусь, Минск

Учебное заведение:

БНТУ, ФИТР

Стоимость работы:

20 руб.

Оценка: 10
Объем страниц: 43
Год сдачи: 2020
Дата публикации: 23.11.2020

Фрагменты для ознакомления

Содержание

1)      Общее строение схемы канала передачи информации в системе автоматизации. 3

2)      Получение и передача данных от объекта управления. 4

3)      Виды линий связи (проводные каналы). 4

4)      Волоконооптические линии связи. 5

5)      Полярный вид уплотнения информации. 6

6)      Разделение по уровню. 6

7)      Разделение по форме сигнала. 7

8)      Частотный вид уплотнения. 8

9)      Амплитудная модуляция. 9

10)       Временное уплотнение сигнала. 11

11)       Позиционное уплотнение. 12

12)       Кодовое уплотнение. 13

13)       Схема замещения проводной линии связи. 13

14)       Параметры проводной линии (активное сопротивление, индуктивность) 13

15)       Параметры проводной линии (емкость, волновое сопротивление). 14

16)       Параметры проводной линии (коэффициент распределения, характеристика затухания). 14

17)       Герметичный контакт (МУК) 15

18)       Датчик тока. 15

19)       Датчик скорости. 16

20)       Датчик положения. 17

21)       Высоковольтные линии передач в качестве линий связи. 17

22)       Строение атмосферы с точки зрения распространения радиоволны. 19

23)       Классификация радиоволн по частотному диапазону. 19

24)       Радиорелейные линии связи. 20

25)       Ионосферные системы. 21

26)       Космические радиолинии. 21

27)       Фильтр верхних частот (ФВЧ). 22

28)       Фильтр нижних частот (ФНЧ). 23

29)       NRZ. 26

30)       RZ. 28

31)       Манчестерский код. 30

32)       Бифазный код. 32

33)       NRZI 33

34)       MLT-3. 34

35)       Частотная модуляция. 35

36)       Квадратурная модуляция. 36

37)       Оптические линии. 37

38)       Спутниковые линии. 39

39)       Атмосферные ОЛС. 40

40)       Световодные ОЛС. 40

 

1. Общее строение схемы канала передачи информации в системе автоматизации

Автоматика - область науки и техники, которая изучает способы и средства управления без непосредственного участия человека. 
Цель автоматизации: 1) обеспечение безопасного труда; 2) обеспечение выполнения технологического процесса (ТП) с максимальной производительностью; 3) обеспечение максимального срока службы оборудования.

1. объект управления (ОУ):

2. Получение данных об ОУ

3. Передача данных от датчиков

4. Управляющее устройство

5. Задание

6. Исполнительное устройство

ОУ включает: 

  1. Устройство, выполняющее часть ТП.
  2. Оборудование, выполняющее часть ТП.
  3. Совокупность устройств и оборудования, выполняющие ТП, связанные одним ТП.
  4. ТП может быть объектом управления АСУ ТП
  5. Коллектив людей.
  6. Предприятие АСУ ТП
  7. Район, город, страна

На управляющее устройство передаются задания(5), которые задаются задатчиком. В устройстве управления анализируется отклонение информации от задания и принимается решение. В стандартном случае используются стандартные законы управления.  В соответствии с принятым законом управления, решение исполняется исполнительным устройством(6). 

Преимущества от выхода к входу – ОС: ПОС, ООС.

ООС - уменьшает отклонение от задания. ПОС – увеличивает (используется в генераторах).

Используется для получения колебаний, а также может применяться в магнитных усилителях для повышения коэффициента усиления. 

 

2. Получение и передача данных от объекта управления

Датчики - устройства, преобразующие физические параметры ОУ (объекта управления) в сигнал, удобный для передачи и измерения. Сигнал бывает механический, гидравлический, пневматический, оптический, акустический.

Передача данных от датчиков к объекту управления осуществляется по каналам связи. 

Канал связи - система из линий связи и специального оборудования, которое обеспечивает передачу и прием информации. 

Линии связи: 

  1. Проводные
  2. Коаксиальный кабель
  3. Витая пара
  4. Беспроводные линии связи

 

3. Виды линий связи (проводные каналы)

Проводные линии связи по использованию подразделяются на воздушные и кабельные. На воздушных линиях металлические провода подвешиваются к изоляторам, укрепленным на специальных опорах. Используемый провод может
быть стальным, медным или биметаллическим. К числу проводных воздушных линий связи относятся и высоковольтные линии электропередач (ЛЭП), которые кроме своего основного назначения -транспортировки электрической энергии -используются в качестве линий связи.

Достоинства воздушных линий связи: дешевизна, простота исполнения

Недостатки: низкая помехоустойчивость, низкое быстродействие, возможность повреждения оборудования атмосферой.

Коаксиальный кабель. 

Достоинство: высокое быстродействие, помехозащищенность.

Недостаток: дорогой.

Витая пара-2 проводника, скрученные с определенным шагом.

Повышается помехозащищенность. Резко уменьшается электромагнитное излучение от кабеля в пространстве. Имеет высокое быстродействие, меньшую дальность и дешевле, чем коаксиальный. 

 

4. Волоконооптические линии связи

Оптический кабель. 

  • Ступенчатый
  • Градиентный

Ступенчатый кабель:

Рис. 4.1. Строение оптического кабеля.

1 - оболочка, 2 - сердцевина, 3 - источник света.

1, 2 - изготовлены из кварцевого стекла, кроме этого используется нейлон и др. полимера. 

Принцип действия: световой луч от источника света направляется в торец световода под углом полного отражения. Так как оболочки и сердцевина имеют разные коэффициенты преломления, световой отражаясь от оболочки распространяется вдоль волокна, световода с малыми потерями.

Подразделяются на:

  • Одномодовое
  • Многомодовое

Мода-тип электромагнитной волны. 

В одномодовом кабеле распространяется только один тип волны, сердцевина 3-5мкм. В многомодовом-несколько, сердцевина >20 мкм. 

Градиентный кабель: 

Рис. 4.2. Строение градиентного кабеля.

Имеет плавноизменяющийся коэффициент преломления (от центра к периферии), всегда многомодовое. 

Достоинства: самое высокое быстродействие (огромный объем информации, практически безграничный), один из самых высокозащищенных от помех. 

Недостаток: высокая стоимость, хрупкость, сложность ремонта.

 

5. Полярный вид уплотнения информации

Рис. 5.1. Схема уплотнения полярного уплотнения.

 

6. Разделение по уровню

В системах с разделением по уровню параметром разделения служит амплитуда сигналов, принимающая ряд дискретных значений, а полезная информация может содержаться в длительности сигналов. Сигналы первого канала имеют уровень (амплитуду) U0, сигналы второго канала U0/2, третьего U0/4 и n-го U0/2n-1. Рассмотрим в качестве примера двухканальную систему, где а - сигнал первого канала, б - второго канала, в - в линии связи, г - разностный.

Рис. 6.1. Временные диаграммы сигналов многоканальной системы с разделением по уровню.

Оба сигнала могут быть сдвинуты один относительно другого и иметь
различную длительность. На линию поступает сигнал . 

На приемной стороне из линейного сигнала U выделяется с помощью двух ограничителей разностный сигнал ∆U. Сигнал второго канала Ux2 получается путем вычитания удвоенного значения ∆U: . Сигнал первого канала получается как разность .

 При n > 2 для разделения применяются несколько ограничителей и схем
вычитания.

 

7. Разделение по форме сигнала

Для разделения сигналов, различающихся по форме, используются операции, наиболее чувствительные к изменению формы, - обычно дифференцирование, интегрирование и вычитание. Рассмотрим процедуру разделения, когда функции носителя образуются путем последовательного дифференцирования. Пусть, например:

Рис. 7.1. Временные диаграммы сигналов многоканальной системы с разделением по форме.

На линию поступает сумма.На приемной стороне выделение U2 осуществляется путем дифференцирования функции U(t). Интегрирование U2 восстанавливает переданный сигнал второго канала Ux2(t). U1 получается путем вычитания Ux2(t) из U(t). Разделение канальных сигналов по форме лежит в основе построения
широкополосных систем с шумоподобными сигналами. Для передачи можно
использовать одну и ту же полосу частот линий связи и передачу производить.

 

8. Частотный вид уплотнения

Рис. 8.1. Схема частотного уплотнения.

f1, f2, f3-источники сигнала с разной частотой.

Для разделения сигналов используются резонансные полосовые фильтры, которые выделяют из суммарного исходный сигнал.

Рис. 2.2. Резонансный полосовой фильтр.

Рис.8.2. График модуляции сигнала несущей частоты.

В данном случае применяется модуляция сигнала несущей частоты. 

 

9. Амплитудная модуляция

Рис.9.1. Схема амплитудной модуляции

Рис. 9.2.  Несущая частота.

Рис.9.3. Полезный сигнал.

с - сместитель сигнала

м – микрофон

у – усилитель

гн – генератор несущий

Рис.9.4. Амплитудно-модулированный сигнал.

Получили сигнал с высокой радиочастотой, которая свободно распространяется в эфире. Для того чтобы восстановить исходный сигнал необходимо провести демодуляцию.

Рис. 9.5. Выпрямленный сигнал.

Фильтрация сигнала =>фильтр низкой частоты.

Радиоприемники:

  • Детекторный. Состоит из диода и наушника.

Рис. 9.6. Детекторный радиоприемник

  • Прямого усиления

Рис. 9.7. Схема прямого усиления.

УВЧ-усилитель высоких частот (усиливает радиосигнал до необходимого уровня)

Д-детектор(производит демодуляцию) 

УНЧ-усилитель низких частот 

LC-колебательный контур выделяет резонансную частоту

КПЕ-конденсатор переменной емкости обеспечивает настройку на частоту радиостанции.

 

 10. Временное уплотнение сигнала

Используется длительность импульсов.

Рис.10.1. Длительность импульсов при временном уплотнении.

Пример исполнительного устройства.

Рис. 10.2. Схема исполнительного устройства.

Устройство работает следующим образом: за счет параллельного подключения к реле К2 ёмкости С, оно имеет более длительное время срабатывания. При коротком импульсе К1 сработает, К2 не сработает. При длительном импульсе сработают оба реле.

37