Экзаменационный билет № 8

1. Понятие о кодировании и передача кодовых комбинаций с помощью сигналов

Кодирование — процесс преобразования диск­ретных сообщений в дискретные сигналы в виде кодовых комбина­ций символов, составленных по определенному закону. Кодирова­ние нашло широкое применение в современных системах передачи информации для защиты ее от помех.

Код — закон или правило, по которому осуществляется кодиро­вание. Кодовые комбинации составляются из символов, заданная совокупность которых называется алфавитом, а закон, по которому составляются эти комбинации, называется языком сообщений. Например, в обыденной жизни сообщение может быть составлено на русском, английском, немецком или другом языке и записано с помощью русского, латинского или другого алфавита. Кодовые комбинации могут быть записаны буквами, цифрами либо другими символами.

Наиболее широкое применение в технике нашел двоичный код, так как он соответствует двоичной природе многих сообщений («да-нет», «включено-отключено»). Операции с двоичными числами достаточны просты.

Двоичный числовой код нашел широкое применение в технике. Количество значащих цифр системы называется основанием системы счисления т. по которому и определяется система счисления. В нашем случае двоичная (т = 2) система счисления. В ней имеется только две цифры 0 и 1. Число цифр, образующих кодовую комбинацию, называется длиной п.

При кодировании каждому сообщению приписывается определенная комбинация числового кода. Так, сообщения о состоянии четырех выключателей на контролируемом пункте представлены в табл. 1.1.

Варианты сообщений о состоянии выключателей

Таблица 1.1

№ сообщения	Состояние выключателей	№ сообщения	Состояние выключателей

Место цифры в числовой комбинации называется разрядом. Значение (вес) разряда определяется основанием т и порядковым номером разряда. В десятичной системе в первом разряде (крайнем правом) содержатся единицы, во втором — десятки, в третьем — сотни и т.д. В двоичной системе первый разряд также содержит единицы, второй — двойки (вместо десятков), третий — четверки (вместо сотен) и т.д. (табл. 1.2). Таким образом, вес цифры при переводе ее из одного разряда в другой более высокий увеличивается в т раз.

При передаче по каналу связи каждому символу соответствует свой сигнальный признак. Например, при двоичном коде (табл. 1.3) цифре 1 соответствует импульс, а цифре 0 — пауза (вариант I). Можно 1 передавать длинным импульсом, а 0 — коротким (вариант II) или передать эти символы разными частотами.

Ряд десятичных и соответствующих им двоичных чисел

Таблица 1.2

Число	Число
Десятичное	Двоичное четырехразрядное	Десятичное	Двоичное четырехразрядное

При десятичном коде надо иметь десять состояний сигнала, например, десять сигнальных частот.

Полное число сигналов, образуемых числовым кодом, определяется выражением

N=mⁿ, (1.19)

где т — основание системы счисления;

п — число разрядов (элементов сигнала).

Полное число возможных сигналов, принимает вид: N =2ⁿ.

Передача кодовых комбинаций с помощью сигналов

Таблица 1.3

2. Асинхронный RS-триггер на интегральных логических элементах И-НЕ. Устройство и принцип работы схемы, таблица состояний.

Для элемента И – НЕ логический 0 является активным сигналом: наличие его хотя бы на одном входе обуславливает на выходе логическую 1 независимо от сигналов на других входах.

Логическая 1для элемента И – НЕ является пассивным сигналом: с ее поступлением на вход состояние выхода элемента не изменяется.

№ набора	S	R	Q	Q	t
			Q0	Q0	0 – t1
					t1- t2
					t2- t3
			Q0		t3- t4
					t4- t5
			Q0

Рис.2 Асинхронный RS-триггер на элементах И-НЕ. а – структурная схема,

б – условное обозначение, в – временная диаграмма, г - таблица истинности.

В силу сказанного триггер И-НЕ (рис.2,а) переключается логическим 0. На условном изображении такого триггера (рис.2,б) это отражается инверсными входами.

Нетрудно понять, что для данного триггера комбинация входных сигналов S = 0, R = 0 является запрещенной, а комбинация S = 1, R = 1 не меняет его предыдущего состояния.

Отсюда следует, что переключающим сигналом для рассматриваемого триггера является логический 0, а также то, что вход Ѕ (установки триггера в состояние триггера Q = 1) должен быть связан с элементом, выход которого принят за не Q (рис. 2,а).

Так как триггеры на элементах ИЛИ-НЕ и И-НЕ переключаются противоположными логическими сигналами, то переключательную таблицу для рассматриваемого триггера можно получить из табл. 1.г, заменяя 1на 0 и наоборот, в столбцах Ѕ и R. Более того, табл. 1.г, будет соответствовать триггеру на элементах И-НЕ, если считать, что в указанных столбцах записаны инверсии входных сигналов Ѕ и R. Чтобы подчеркнуть переключение триггера нулем, такие обозначения иногда ставят у его входных сигналов.