Элементы аппаратуры объединения и разделения цифровых потоков

В аппаратуре временного объединения и разделения цифровых потоков станций спутниковой связи широкое распространение получили ряд устройств, таких как:

• счетчики;
• регистры;
• распределители.

Счетчиком называется электронное устройство, выполненное на основе триггеров и предназначенное для подсчета числа импульсов, деления частоты их следования и других преобразований цифровых сигналов. Счетчик характеризуется модулем счета Мсч, т.е. число входных импульсов, при котором счетчик возвращается в исходное состояние.  Работу счетчика можно проанализировать по таблице переходов и диаграмме работы. Схема реверсного четырехразрядного счетчика с установочными входами R и S для всех разрядов имеет вид  счетчик производит деление частоты следования импульсов. Частота следования импульсов на выходах триггера: f(Q3) = fвх/2 ;  f(Q2) = fвх/2 ;  f(Q1) = fвх/2. При необходимости можно получить схему с любым коэффициентом деления, в том числе и с переменным (управляемые). В интегральном исполнении выпускаются 4, 8 и 12-ти разрядные счетчики.

Регистром называется устройство, предназначенное для ввода (записи), хранения и выдачи (считывания) цифрового кода, выраженного в виде двоичного числа Основными элементами регистра являются двоичные ячейки памяти, роль которых играют триггеры различных типов. Количество ячеек (триггеров) определяется количеством разрядов двоичного числа, предназначенного для ввода в регистр.

Регистры подразделяются на:

• параллельный или регистр памяти - разряды двоичного числа записываются в ячейки одновременно;
• последовательный или регистр сдвига - разряды двоичного числа записываются и считываются последовательно во времени - разряд за разрядом.

Наиболее распространенным является регистр сдвига, т.е. код, формируемый на входах, можно сдвигать на один разряд подачей тактовых импульсов. Для записи числа все триггеры предварительно устанавливаются в нулевое состояние. Затем на вход подается серия импульсов, соответствующая записываемому числу, например 011. Под действием 3-х тактовых импульсов (С) все цифры последовательно запишутся в соответствующие разряды. Для хранения этой информации подача синхроимпульсов прекращается. Выдача может быть параллельной, когда она снимется сразу со всех трех входов , или последовательной - когда информация выдается с выхода последней ячейки (в данном случае на информационный вход первой ячейки сигнал не подается, а подаются только три импульса синхронизации). Во многих случаях при построении устройств необходимо осуществлять сдвиг информации вправо и влево. Регистры, обеспечивающие сдвиг информации в обоих направлениях, называются реверсивными.

Распределителем - называют устройство, выполняющее функцию поочередной выдачи импульсов по различным каналам. Распределители реализуются на основе триггеров, счетчиков и других логических элементах. Структурная схема распределителя включает делитель на двух JK триггерах и канальные элементы ИЛИ-НЕ. В исходном состоянии на выходах Q1 и Q2 - уровни логической "1" (устанавливается подачей импульса установки "1" на вход S). По окончании первого импульса оба триггера устанавливаются в состояние "0". При этом: на вход первой схемы ИЛИ-НЕ поступают два логических нуля, соответственно на выходе появляется логическая "1". На входах 2-ой и 3-ей схемы ИЛИ-НЕ - комбинации 10 и 11 соответственно, поэтому на выходах "0". По окончании второго импульса происходит подключение только 1-ого триггера и на выходе Q1 появляется "1" , а на выходе Q1- "0". При этом на обоих входах второй схемы ИЛИ-НЕ появляется комбинация "0 0", на выходе "1".

Под воздействием 4-ого входного импульса на всех выходах "0". После этого цикл повторяется, и на выходах распределителя появляются импульсы с частотой следования