Часовий поділ

Часовий поділбазується на тому, що заздалегідь відомо, якому каналу який відрізок часу роботи системи відповідає, тобто при часовому поділі сигнали U_k (x, t) датчиків передаються тільки у відведені для них відрізки часу D t_k, які не перетинаються (рис. 5.5, а).

Поділ інформації в таких системах (рис. 5.5, б) здійснюється комутаторами, робота яких має бути строго синхронізованою (тобто працювати з однаковою швидкістю на передавальній і приймальній сторонах) і синфазованою (тобто працювати без зсуву). За допомогою комутатора К ₁ до модулятора, а потім до передавального пристрою почергово підключаються датчики D ₁, D ₂, …, D_N. На приймальній стороні системи сигнали після підсилення в приймальному пристрої й демодуляції поділяються комутатором К ₂. Сигнали, які відповідають кожному каналу, надходять до своїх адрес (реєструючих пристроїв) споживача А ₁, А ₂, …, А_N. Синхронізація й синфазування комутаторів на передавальній стороні здійснюється за допомогою пристроїв керування. Пристрій керування ПК ₁ передавальної сторони виробляє сигнали (імпульси синхронізації), які відрізняються від сигналів, що несуть інформацію. Ці синхронізувальні сигнали (імпульси) передаються по лінії зв’язку й сприймаються пристроєм керування ПК ₂ приймальної сторони, який керує комутатором К ₂. Синхронізацію на приймальній і передавальній сторонах можна виконати покроково або циклічно.

При покроковій синхронізації роботою комутаторів К ₁ і К ₂ керує єдиний пристрій керування — генератор імпульсів. При цьому кожному імпульсу синхронізації відповідає один крок комутаторів.

При циклічній синхронізації на приймальній і передавальній сторонах є свої пристрої керування — генератори імпульсів, частоти яких одинакові. Унаслідок деякої нерівності частот синхронізація порушується, і один із комутаторів (К ₁ або К ₂) починає відставати. Це відставання з кожним періодом буде збільшуватися. Для виключення неузгодженості роботи системи після кожного періоду керувальні генератори мають бути синхронізованими. Опитування каналів при часовому поділі буде відбуватися періодично, коли всі датчики послідовно підключаться до системи на однакові інтервали часу.

Взаємний вплив каналів при часовому поділі зазвичай є незначним і дає можливість будувати системи з великою кількістю каналів. Завдяки цій обставині, а також простоті технічних засобів цей метод поділу каналів набув широкого застосування в СКК КІВ.

На рис. 5.6, а показано сигнали на виході датчиків 1, 2, 3 (сигнали Х ₁, Х ₂, Х ₃), на виході комутатора К₁ (модулятора) і сигнали на виходах пристроїв на приймальній стороні в системі з амплітудною модуляцією. Сигнал синхронізації характеризується шириною імпульсу. На рис. 5.6, б показано сигнали на виході модулятора й комутатора К ₁ n -канальної системи при широтно-імпульсній модуляції. У цьому випадку найбільша ширина імпульсу, яка відповідає максимально можливому значенню вимірювального параметра x_і, має бути меншою за час, відведений для даного каналу. Тут імпульси синхронізації відрізняються від інформаційних імпульсів амплітудою, а також шириною. Їхня ширина в 4…5 разів більша за максимальну ширину інформаційних імпульсів.

У системах з часовим поділом каналів неперервна вимірювальна величина передається у вигляді окремих вибірок (рис. 5.6, а, б), віддалених одна від одної на період Т. На приймальній стороні системи необхідно відновити величину за цими вибірками. Тому період роботи комутатора (системи) має бути знайдений, виходячи з похибки відновлення досліджуваного процесу. Цей період Т можна визначити різними способами, наприклад за теоремою Котельникова:

де F _max — смуга частот швидкозмінного вимірюваного параметра.

Вихідна величина (вихідний процес) відновлюється за допомогою фільтра низьких частот.

Рис. 5.6. Сигнали в системах з часовим поділом при АМ і ШІМ

У системах з часовим поділом каналів інформація по кожному каналу передається періодично протягом короткого часу D t_i, причому цей час набагато менший за період опитування всіх каналів, а за решту часу періоду інформація передається по інших каналах. Якщо в системах з частотним поділом кожному каналу виділяється певна смуга частот DF (рис. 5.4, а), то в системах з часовим поділом каналів кожному каналу задається свій інтервал часу. Опитування каналів при часовому поділі буде відбуватися періодично, коли всі датчики послідовно підмикаються до системи на одинакові інтервали часу. Необхідно відзначити, що як при частотному, так і при часовому поділі каналів для зменшення впливу каналу на канал між ними потрібно залишати захисні проміжки. Значення цих проміжків за частотою й часом визначаються допустимими похибками систем.