Разработка функциональной электрической схемы кодирующего устройства для формирования сверточного кода

На основе структурной схемы кодера построим функциональную электрическую схему кодирующего устройства (рис.3). При аппаратной реализации используем конструкции на интегральных цифровых микросхемах. Среди серий ИМС выбираем К555 (ТТЛШ – транзисторно-тразисторная логика с использованием диодов Шотки).

Микросхема К555ИР8 - 8-разрядный регистр с последовательной загрузкой и параллельной выгрузкой. Входы: 2 - информационный вход, 8 - тактовый вход, 9 - сброс. Выходы: 3, 4, 5, 6, 10, 11, 12, 13.

Микросхема К555ИР9 - 8-разрядный сдвиговый регистр с параллельной загрузкой и имеет два режима работы: параллельная загрузка и сдвиг. Входы: WR – вход выбора режима; SYN – тактовый вход; входы параллельной загрузки – 3, 4, 5, 6, 11, 12, 13, 14. Выход: 9 – Q7.

Микросхема К555ЛП5 – четыре двухвходовых логических элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ (сумматор по mod2).

Микросхема К555ТВ15 – два JK-триггера. Используется в качестве счетного Т-триггера, выполняющего функцию деления частоты на 2. Входы: 4, 12 – входы синхронизации; 1, 15 – входы установки нуля; 5, 11 – входы установки единицы; Выходы: 6, 10 – прямые выходы.

Микросхема К555ЛИ1 – 4 элемента 2И.

Примечание: на микросхемах К555ЛИ1, К555ЛП5 и К555ИР8 7-й выход - общий (земля), 14-й выход – напряжение питания; на микросхемах К555ТВ15, К555ИР9 8-й выход – общий, 16-й выход – напряжение питания;

Принцип работы кодера

Перед началом работы при подаче единичного потенциала на вход 9 регистра сдвига DD.1 содержимое ячеек памяти регистра обнуляется.

При подаче тактового импульса генератора тактовых импульсов на синхровход 12 JK-триггера DD.4 (в данном случае работает как счетный триггер) его прямой выход 10 установиться в единичное состояние и с него высокий потенциал поступает на синхровход 8 регистра сдвига DD.1. Под действием тактовых импульсов на информационный вход 2 регистра сдвига DD.1 поступают информационные символы сообщения. На первом такте в регистре сдвига будет находиться 1-й разряд информационного сообщения. Как только пришло ( =1) символов сообщения с выходов 8 и 3 сумматоров по mod2 DD.2.1 и DD.2.2 на входы 1 и 4 ключа DD.4 поступает ( =2) сформированных символов.

Далее при подаче тактового импульса на синхровход 4 JK-триггера DD.4 его выход 6 установится в единичное состояние, тем самым на входы 2 и 5 ключа DD.5 подается единица, и информация с выходов 3 и 6 ключа DD.5 параллельно поступает на входы 1 и 0 регистра DD.5. Затем, по приходу очередного тактового импульса на синхровходы 4 и 12 JK-триггера DD.4 его прямые выходы 6 и 10 установятся в нулевое состояние, следовательно, по приходу низкого потенциала на синхровход 8 регистра сдвига DD.1, считывание информации с его выходов производиться не будет, а ключи DD.4 закроются. Так как частота прихода импульсов с генератора на регистр DD.5 в два раза выше, чем частота прихода импульсов на регистр DD.1, то сформированные символы кодовой последовательности, записанные в ячейки памяти регистра DD.5, будут последовательно выталкиваться в канал передачи данных.

Исходя из рассмотренного принципа работы кодирующего устройства, можно утверждать, что по приходу всего дискретного сообщения на выходе будет сформировано символов кодовой последовательности.

В памяти регистра сдвига останутся последние символы сообщения. Это существенный недостаток, который влияет на конечный результат кодирования, поэтому на практике после окончания сообщения, имеющего длину , на вход кодирующего устройства дополнительно подается нулей (4нуля) для того, чтобы выдвинуть из регистра сдвига оставшуюся информацию.

Поэтому длина кодовой последовательности будет определяться:

;

Это говорит о том, что скорость кода в канале связи

,

что не очень хорошо, так как лишняя избыточность приводит к дополнительным затратам энергии на передачу. Однако если не производить указанное выталкивание символов из регистра сдвига, то не удастся достичь нужного кодового расстояния.