Ppm или pcm ?

Вступление
Принцип PPM-кодирования
Принцип PCM-кодирования
Пример — PCM 1024
Неспециализированная обстановка со стандартами PCM и PPM
А нужен ли режим failsafe?
Преимущества и недочёты разных подходов
Заключение

Вступление

В то время, когда мы пользуемся аппаратурой радиоуправления, нас постоянно интересует его устойчивость и надёжность радиоуправления к помехам. Возможно, все вы понимаете, что аппаратура радиоуправления не редкость PPM и PCM. PPM — с аналоговым принципом кодирования, PCM — с цифровым.

PPM — дешевле, PCM — дороже.

какое количество себя не забываю, постоянно интересовался, как PCM-аппаратура надежнее и стоит ли доплачивать дополнительных денег за PCM-приемник. Вразумительного ответа ни в магазинах, ни у привычных взять не удалось. Все доводы были или из серии кто громче крикнет, или сводились к конкретным примерам из судьбы, что также не устраивало.

Исходя из этого было нужно самостоятельно искать данные и разбираться.

Нужно заявить, что сравнение PPM и PCM было достаточно прекрасно сделано на страничке http://www.aerodesign.de/peter/, исходя из этого тот материал и был забран за базу данной статьи. Многие излишние технические детали были опущены, но желающие смогут их взглянуть в оригинале.

Тут приводятся преимущества и недочёты обеих совокупностей. А дальше вы сами сможете решить, какой аппаратурой пользоваться в каждом конкретном случае.

Принцип PPM-кодирования

О PPM-кодировании не писал лишь ленивый. Стандарт весьма ветхий, универсальный и распространенный. Исходя из этого, описание будет кратким.

В PPM-кодере любой канал задается импульсом, длительностью от 700 до 2200 мкс. Границы смогут мало варьироваться, в зависимости от конкретной модели аппаратуры. Среднему положению рулевой машинки соответствует импульс длительностью около 1500 мкс.

Все канальные импульсы объединяются в последовательность и передаются каждые 18-20 мс. Пауза между передачей помогает для синхронизации.

Принцип PCM-кодирования

Тут все пара сложнее, чем с PPM. Единый стандарт на кодирование отсутствует. Любая компания придумывает собственный механизм кодирования данных.

В PCM-аппаратуре, информация о каждом канале передается в виде числа. Точность, с которой задается значения сигнала, образовывает от 8 до 10 разрядов. Другими словами, в зависимости от реализации PCM, возможно будет задать 256, 512 либо 1024 разных положения для ручки передатчика (ну либо для рулевой машинки).

Эти со всех каналов объединяются в последовательность, к ним добавляется синхропакет, контрольная сумма, и все это подается на модулятор. В приемнике, по окончании детектора, сигнал поступает на микроконтроллер, что по синхропакету определяет начало фрейма данных, декодирует их, контролирует контрольную сумму и в зависимости от результата решает, что делать дальше (выдать на рулевые машинки, проигнорировать, перейти в режим failsafe и т.д.).

Все методы PCM, существующие на сегодня, применяют для защиты информации лишь контрольную сумму. Никакой избыточности нет и в помине. Это значит, что при искажения возможно будет выяснить, что эти повреждены, но вернуть ничего не окажется.

Вторым нюансом PCM есть то, что эти передаются пара продолжительнее, чем в PPM. Это легко подсчитать. Нужно показывать 8-10 каналов, по 8-10 бит на канал.

Плюс контрольные суммы, служебная информация и синхропоследовательность. Итого, получается 100-160 бит. Ввиду того, что спектр излучения передатчика ограничен, продолжительность одного бита не может быть меньше 0.3 мс.

Так, на передачу полного фрейма данных (информации обо всех каналах на заданный момент времени) должно уйти 30-50 миллисекунд, против 20 у PPM. Кое-какие производители аппаратуры применяют разные хитрости, дабы расширить скорость передачи.

Пример — PCM 1024

Разглядим метод PCM 1024, что употребляется в передатчиках Futaba. Он достаточно занимателен и снабжает довольно маленькую продолжительность фрейма данных.

Любой фрейм складывается из синхроимпульса, информации о значении каналов, служебных данных и контрольной суммы. Служебные эти несут в себе данные о работе в режиме failsafe. При помехе, в то время, когда контрольная сумма не сходится, эти из всего фрейма будут утеряны.

Неспециализированный цикл передачи данных занимает 28.5 мс.

Дабы снизить размер фрейма, для каждого сигнала поочередно передается то безотносительное значение (все 10 бит), то разностное (в виде трансформации, которое занимает меньше места). Обратите внимание, что в четных фреймах полные значения передаются для каналов 1, 3, 5, 7, 9, а в нечетных фреймах — для каналов 2, 4, 6, 8. При таковой схеме передачи, выпадение одного фрейма неимеетвозможности очень сильно оказывать влияние на точность данных, а скорость обновления самые динамичных каналов находится на высокой отметке. Всего 14.25 мс, что кроме того чуть меньше чем в PPM.

Неспециализированная обстановка со стандартами PCM и PPM

Как уже говорилось выше, любой производитель аппаратуры пытается реализовать собственный стандарт PCM. По большому счету, тут прослеживается желание получить побольше денег, нежели рвение как следует улучшить надежность связи. Однако, мы с вами, как пользователи, вряд ли можем кардинально поменять обстановку.

Исходя из этого давайте ознакомимся с тем, что происходит, для неспециализированного развития.

Z-PCM (512) от JR/Graupner. 8 аналоговых каналов, любой канал может передавать 512 положений (разрядность — 9 бит). Эти передаются в 2 приема, по 4 канала в каждом пакете, защищенном контрольной суммой. Продолжительность передачи 1 пакета — 22 мс. Любой пакет складывается из информации о канале 1 либо 5, 2 либо 6, 3 либо 7, 4 либо 8. В случае если какой-то канал остается неизменным, то передатчик машинально заменяет его вторым каналом из пары. Так, информация о самые динамичных каналах передается чаще.

При единичной неточности пропадают информацию о 4-ех каналах.

S-PCM (1024) от JR/Graupner. Предстоящее развитие Z-PCM. Точность — 10 бит. Размер 1 блока данных был уменьшен и продолжительность сейчас образовывает 10.5 мс.

Полный цикл передачи данных обо всех каналах складывается из 4 блоков данных и продолжается 44 мс. При единичной неточности пропадают информацию о 2-ух каналах.

Simprop PCM (System 90). Употребляется прямой подход. Целый фрейм продолжается 55 мс, складывается из 6 блоков для аналоговых каналов (по 8 бит на канал) и 6 блоков для дискретных каналов (по 3 бита на канал).

Любой блок защищен своим битом четности. Не самый надежный вариант, но в полной мере приемлемы (с учетом того что возможность двойных неточностей значительно меньше чем возможность одинарных).

Robbe Futaba PCM 1024. Одно из самых любопытных ответов, имеющее громаднейшую скорость передачи информации по сравнению соперничающими методами. Подробности реализации были обрисованы в прошлой главе.

Multiplex IPD (Intelligent Pulse Decoding). Изначально, компания Multiplex имела собственный PCM-стандарт, но потом от него отказалась и начала продвигать улучшенную версию PPM, которую назвали IPD. Сущность содержится в применении микроконтроллера для обработки принятого сигнала.

Микроконтроллер разбирает поступающую информацию и пробует свести влияние неточностей к минимуму, в том месте где это вероятно. Заодно реализуется функция failsafe.

Потому, что нас интересует только надежность передачи информации, тут опущены все технические подробности реализации, дабы не забивать вам голову. В итоге, вам так как нужно решить, какой выбрать приемник, а не делать такие приемники собственными руками. Но очень интересные смогут взглянуть исходные тексты аудиодрайвера для RC-передатчика.

Он разрешает подключить передатчик через линейный вход soundblaster-а и осознаёт протоколы PCM 1024 и S-PCM.

А нужен ли режим failsafe?

Failsafe — это таковой режим, в то время, когда при отсутствии сигнала с передатчика, рулевые машинки устанавливаются в заблаговременно заданное положение. Сам по себе таковой режим возможно реализован по-различному. Значительно чаще такая функция встроена в приемники, которые содержат в микроконтроллер (PCM- и IPD-приемники).

Но эта функция возможно встроена и в цифровые рулевые машинки.

Сложно сообщить конкретно, что данный режим нужен, либо напротив, вреден. Как вы понимаете, обстановки бывают самые различные. В одном случае failsafe сможет при помехе спасти вашу модель, а в другом — с легкостью ее угробит.

И заблаговременно тут сложно что-либо предугадать.

Вправду конкретно успешное использование, которое приходит на ум — это модели вертолетов. Так как довольно часто их запускают поблизости от людей, а ротор вертолета воображает огромную опасность для жизни. В полной мере может произойти, что при сильной помехе вертолет полетит в сторону толпы. И уж само собой разумеется вопросы сохранности самой модели наряду с этим отойдут на второй план.

Failsafe разрешит скинуть газ вертолета до минимума и уменьшит возможность людских жертв. Вертолет, вероятнее, просто не долетит до людей.

Применительно к самолетам, возможно сделать неспециализированное заключение, что во многих случаях газ было бы хорошо скинуть до минимума. В большинстве случаев, имеется громадная отличие между обстановкой, в то время, когда модель врезается в почву на холостом ходе и в то время, когда врезается на полном газе. Конечно, обращение уже идет не о спасении модели, а о минимизации вероятного ущерба.

Преимущества и недочёты разных подходов

Преимущества PPM:

Возможность совместной передатчиков и работы приёмников разных производителей.
дешевизна и Простота реализации.
Помехи в эфире возможно найти на самой ранней стадии происхождения (рулевые машинки начинают подергиваться).

Недочёты PPM:

Ввиду простоты протокола, обнаруживать неточности передачи сложно.

Преимущества PCM:

Правильное позиционирование рулевых машинок, не зависящее от других факторов и дальности.
Сохранение положений сервомашинок при маленьких помех. Это ведет к повышению расстояния на котором рулевые машинки все еще управляются. Но нужно не забывать, что ценой есть замедленная реакция (из-за выпадения искаженных фреймов данных), и возможность перехода приемника в режим failsafe.
Возможность установить рулевые машинки в заданное положение при полном пропадании сигнала либо при сильных помехах (режим failsafe).

Недочёты PCM:

PCM-приемники более дорогие, если сравнивать с подобными PPM-приемниками.
Ввиду более многих PCM-сигнала, избирательность по соседнему каналу мало уступает избирательности подобных PPM-приемников. Очень не рекомендуется летать над передатчиком, трудящемся на соседнем канале. Но, к PPM-приемникам это также относится, не смотря на то, что и в чуть меньшей степени. Конечно, и в том и другом случае речь заходит о сравнимых приемниках (к примеру, похожих и качественных приемниках двойного преобразования).
Различные производители по-различному реализуют протоколы PCM. Благодаря этого передатчики и приёмники различных производителей фактически ни при каких обстоятельствах не смогут трудиться совместно в режиме PCM.
Проверка качества приема очень сильно затруднена, потому, что приемник маскирует помехи (сервомашинки не дергаются, а фиксируются на месте). О наличии помех возможно определить через чур поздно (в то время, когда они такие большие, что приемник уже переходит в режим failsafe).

Заключение

Какие конкретно возможно сделать выводы?

От больших проблем с управлением, PCM все равно не выручает.
PCM оказывает помощь ликвидировать незначительные редкие помехи. Эти помехи не имеют важного влияния на безопасность полетов, но отсутствие малых и редких подергиваний сервомашинок разрешает руководить моделью более комфортно.
В случае если уровень помех не разрешает летать на PPM, то применять PCM также ненужно. Модель все равно может утратить управление в любую секунду, причем, благодаря фильтрации помех в PCM, утрата управления будет весьма неожиданной.
Раздельно стоит упомянуть ситуации, в то время, когда источник помех предсказуем (наподобие искрового зажигания). В официальных бумагах одного из разработчиков электронного зажигания CH Ignitions компания не рекомендует применять режим РСМ, потому, что он маскирует помехи от зажигания и не разрешает своевременно найти неполадки. В этом случае на малых расстояниях помехи парируются пропусками сломанных пакетов, а на увеличенной расстоянии будет утрата аппарата. Сложно сообщить по поводу регулярных полетов, но контролировать и обкатывать модель с искровым зажиганием вправду лучше в режиме PPM.

Запомните, что ненужно выбирать аппаратуру по принципу PPM/PCM. Значительно большее значение имеет уровень качества выполнения остального радиотракта (ВЧ-приёмника и модуля передатчика). Легко в случае если приемник PCM, то он в большинстве случаев неизменно двойного преобразования (за исключением моделей компании Graupner) и с хорошими чертями. В общем, в случае если у вас хорошая аппаратура с PCM — пользуйтесь ею в этом режиме.

В случае если легко FM, но приемник двойного преобразования — также пользуйтесь и не расстраивайтесь.

Эту статью не следует разглядывать как исчерпывающее сравнение PPM и PCM, либо как какой-то результат. Скорее, как важное начало конструктивного диалога, что возможно продолжить на форуме.

Игромир

Рандомные статьи:

RC Quick Tip — PWM, PPM, CPPM, S-BUS and Sat. explained

Похожие статьи, которые вам понравятся: