Принцип дії

Основна перевага кодово-імпульсної модуляції перед імпульсної полягає в істотно більшому числі переданих команд при тій же кількості імпульсів в кодової посилці. Якщо в щойно розглянутому шифратори десятьма імпульсами можна передати лише десять різних команд, то при використанні десятіпозіціонного двійкового коду – 210 = 1024 команди.

Такий тип кодування широко використовується в різних системах охоронної сигналізації, для яких випускаються спеціалізовані мікросхеми кодерів і декодерів. Часто одна й та ж мікросхема виконує обидві ці функції і називається кодеком.

Як правило, в них закладена можливість генерації сотень тисяч кодів, але програмування конкретного варіанту проводиться одноразово, і оперативна перебудова не передбачається. Це ускладнює їх використання в якості багатоканальних шифраторів, та й така кількість кодів при дистанційному управлінні не потрібно.

Крім того, пульти управління моделями не настільки мініатюрні, щоб відмовитися від побудови шифраторів на більш доступних універсальних цифрових мікросхемах. Саме такий варіант виконання шифратора і розглянуто нижче.

Принципова схема

Принципова схема девятіканального шифратора наведена на рис. 2.15.

Логіка функціонування та технічні характеристики пристрою припускають його використання разом з дешифратором, описаним в розділі 6.1.3.

Розглянемо принцип дії шифратора. Заявлена ??кількість каналів вимагає використання чотирирозрядний двійкового коду. Принцип формування модифікованої кодової посилки проілюстрований раніше (рис. 1.2). З малюнка видно, що спочатку необхідно сформувати послідовність тактових імпульсів, відстань між якими буде визначати інтервал часу, що відводиться на передачу одного розряду двійкового числа.

Це завдання вирішується за допомогою тактового генератора, що представляє собою автоколивальний мультивібратор, реалізований на елементах DD3.2, DD3.3. Величина розрядного інтервалу тр визначається постійної часу RIO, С1 і обрано рівної 5 мс.

Як відомо, мультивібратора на логічних елементах виробляє послідовність прямокутних імпульсів, близьку за формою до меандру. Для формування вузьких тактових імпульсів послідовність пропускається через вкорочують пристрій, реалізоване на базі диференціюються ланцюга С2, R11 і елемента DD5.1.

   

   

Принцип укорочування імпульсів ілюструє рис. 2.16, на якому наведені результати моделювання вузла за допомогою програми Micro-Cap 8. Величина, позначена як Ucp, являє собою напруга спрацьовування логічного елемента DD5.1 ??і для мікросхем КМОП відповідає приблизно половині напруги живлення (2,5 В). Постійна часу диференціюються ланцюга обрана так, щоб тривалість вихідних імпульсів (тв) дорівнювала 0,5 мс.

Двійкове число, яке представляє код команди, формується на виходах А1-А4 шифратора DDI при натисканні однієї з командних кнопок SA1-SA9. Це число подається на входи паралельної записи Dl-D4 регістра DD2. Запис числа в регістр проводиться при наявності високого потенціалу на перемикає вході «Р / S» мікросхеми. При подачі на цей вхід низького потенціалу виробляється послідовний висновок розрядів двійкового числа (через вихід «Q3» регістру) по передніх фронтах тактових імпульсів, що подаються на вхід «С» мікросхеми. Для повного виведення числа, очевидно, потрібно чотири тактових імпульсу.

Управління перемиканням режимів паралельного запису і послідовного виведення проводиться за допомогою службових імпульсів, що виробляються лічильником DD4 з тактовою послідовності, подається на його вхід «С». Лічильник протягом чотирьох тактів забезпечує на своєму вихід 12 високий потенціал, необхідний для режиму запису, а протягом наступних чотирьох – низький перемикаючий регістр в режим послідовного виводу.

Елементи DD3.1, DD5.2, DD5.3 і DD3.4 забезпечують формування модифікованої кодової посилки у формі, зображеної на рис. 1.2, ст. Читачі, які бажають розібратися з процедурою формування детальніше, можуть отримати графіки сигналів у характерних точках, моделюючи роботу шифратора у згаданій вище програмі.

Інтегруюча ланцюг R12-C6, спільно з елементом DD5.4 усуває короткі сплески («голки») на початку і наприкінці формованих імпульсів, що виникають через неточний часів

   

ного збігу імпульсів на входах логічних елементів. При відсутності такого ланцюга на приймальному боці виникали б помилки при дешифрування команд.

Деталі та конструкція

Зазначені на схемі цифрові елементи можуть бути замінені імпортними аналогами:

? КР1564ІВЗ – 74НС147;

? К561ІР9 – CD4035B;

? К561ІЕ9 – CD4022;

? К561ЛЕ5 – CD4001;

? К561ЛП2 – CD4030.

Конденсатори С1 і С2 повинні бути плівковими або метал-лобумажнимі, наприклад К73-17.

Налаштування

Налаштування пристрою полягає в установці періоду проходження імпульсів на виведення 4 елементи DD3.3 рівним 5 мс (контролюється на екрані осцилографа). Для цього підбирається величина резистора R10. Далі щуп осцилографа переносять на висновок 3 DD5.1, і підбором величини резистора R11 встановлюють тривалість тактових імпульсів рівної 0,5 мс.

Двійкове число (молодший розряд праворуч) відповідає номеру натиснутою командної кнопки. Кодова посилка буде повторюватися з періодом 40 мс весь час, поки буде натиснута командна кнопка. Якщо жодна з кнопок не натиснута, при включеному живленні шифратор весь час виробляє кодову комбінацію 0000.

   

Дніщенко В. А.

500 схем для радіоаматорів. Дистанційне керування моделями.
СПб.: Наука і техніка, 2007. – 464 е.: мул.