Устройство сопряжения телеграфного ключа с интерфейсом USB ПЭВМ Российский патент 2019 года по МПК H04L1/24 

АННОТАЦИЯ

Устройство сопряжения телеграфного ключа с интерфейсом USB ПЭВМ, управляемое специализированным программным обеспечением, позволяет осуществлять в реальном масштабе времени мониторинг достоверности информации, передаваемой с телеграфного ключа в виде последовательностей 1 и 0. Заявляемое устройство сопряжения обеспечивает также выполнение функции имитации работы телеграфного ключа в радиолинии на локальной сети, и возможность корректировки передаваемой информации при помощи ПЭВМ.

ОПИСАНИЕ

Область техники

Изобретение относится к электросвязи, конкретно к оборудованию систем передачи информации в телеграфной связи. К этому оборудованию предъявляются высокие требования в части обеспечения и контроля качества передачи информации. В известном оборудовании соответствие этим требованиям достигается за счет сложных и дорогостоящих специализированных технических средств контроля качества передаваемой цифровой информации.

Согласно международной патентной классификации (МПК) изобретение может быть отнесено к классам H04L 1/24 (Электротехника. Техника электрической связи. Передача цифровой информации в телеграфной связи Устройства для обнаружения или предотвращения ошибок в принятой информации. Проверка правильности работы.)

Техническим результатом изобретения является осуществление в реальном масштабе времени мониторинга качества информации, передаваемой с телеграфного ключа в виде последовательностей 1 и 0; обеспечение выполнения устройством функции имитации работы телеграфного ключа в радиолинии на локальной сети, и возможность корректировки передаваемой информации при помощи ПЭВМ.

Технический результат достигается при помощи заявляемого устройства согласования телеграфного ключа с интерфейсом USB ПЭВМ и специализированного программного обеспечения для мониторинга в реальном масштабе времени информации, передаваемой с телеграфного ключа; для имитации работы телеграфного ключа в радиолинии на локальной сети, и для корректировки передаваемой информации при помощи ПЭВМ.

Предпосылки к созданию изобретения

В настоящее время качество передачи информации в системах связи контролируется различными устройствами мониторинга, обнаружения или предотвращения ошибок.

Одни из таких устройств вырабатывают реальный сигнал, разделенный на каналы во временной и в кодовой области. Другие оценивают точность модуляции для конкретного канала с разделением по времени.

Исследования, проведенные авторами, показали, что такие устройства контроля качества передаваемой цифровой информации обладают рядом недостатков, в том числе: высокая погрешность оценки отличия модулированного передаваемого сигнала от идеальной формы; неправильное разделение модулируемых сигналов во времени; сложность реализации из-за дефицитности необходимой элементной базы.

Аналогичное устройство контроля

Аналогичное устройство приведено в А.С. RU 2276460 «Способ и устройство для измерения качества формы сигнала». Изобретение относится к радиотехнике, в частности, к устройствам обнаружения и исправления ошибок передаваемой цифровой информации в системах связи. Изобретение осуществляет оценку качества формы сигнала. Сущность изобретения заключается в следующем. Реальный сигнал, образованный системой связи высокоскоростной передачи данных, разделяется по отдельным временным и кодовым каналам. Контрольно-измерительная аппаратура вырабатывает идеальную форму сигнала, соответствующую реальному типу сигнала, вырабатывает оценку сдвигов между параметрами реальной и идеальной формы сигнала, затем производит оценку результатов различных измерений формы сигнала. Заявленный технический результат - повышение точности измерения формы сигналов, которые разделены на каналы во временной области и кодовой области.

Прототип изобретения

В качестве прототипа может служить устройство, реализующее способ обнаружения и коррекции ложных импульсов при передаче речи методом импульсно-кодовой модуляции (ИКМ).

Изобретение относится к технике цифровой обработки речевых сигналов, передаваемых по линии связи методом ИКМ. Обнаружение и коррекция ложных импульсов при передаче речи методом ИКМ осуществляется путем отслеживания идущих друг за другом повышенных сдвоенных "скачков" уровня первой производной речевого сигнала, и измерения среднего модуля первой производной сигнала на протяжении этого отрезка путем накопления модулей разности двух соседних ИКМ-отсчетов сигнала и установки двух одинаковых адаптивных порогов разного знака, пропорциональных среднему модулю первой производной. После обнаружения кодовой комбинации, содержащей ложный бит, повышают относительный уровень двух адаптивных порогов в моменты пауз речи, а коррекцию ошибочного отсчета сигнала осуществляют путем замены его предшествующим неискаженным отсчетом. Техническим результатом выступает повышение качества приема речевых сигналов.

Недостатки данного изобретения: во-первых, отсутствие возможности исправлять ложные импульсы из-за малой избыточности квазитроичного кода; во-вторых, снижение эффективности из-за зависимости оптимальных адаптивных порогов обнаружения ошибок от типа сигнала; в-третьих, снижение эффективности коррекции цифровых ошибок вследствие перебора только двух старших разрядов нелинейного ИКМ-сигнала.

Существо изобретения

Разработанное устройство 2 предназначено для сопряжения телеграфного ключа 1 с ПЭВМ 4 через интерфейс USB 3, что позволяет телеграфисту видеть, слышать и анализировать передаваемые посылки кода Морзе на ПЭВМ (Рис 1).

Устройство сопряжения снабжено программой, обеспечивающей отображение и мониторинг передаваемой телеграфной информации, выполнение функции имитации работы в радиолинии на локальной сети, а также возможность корректировки передаваемой информации при помощи ПЭВМ. Интерфейс программного обеспечения представлен на рисунке 2.

Программа разработана на основе языка программирования С++. Это компилируемый, статически типизированный язык программирования общего назначения. Язык поддерживает процедурное программирование, объектно-ориентированное программирование, обобщенное программирование, обеспечивает модульность, раздельную компиляцию, обработку исключений, абстракцию данных, объявление типов (классов) объектов, виртуальные функции. Интерфейс ПО изображен на рисунке 2. На этом рисунке:

- рабочая панель представлена в виде чередующихся закладок: файл; настройки, справка;

- зеленая лампочка служит индикатором наличия связи между устройством сопряжения и ПЭВМ по USB кабелю;

- окно выбора необходимого телеграфного ключа (ТК) для мониторинга передаваемой информацией;

- кнопка СТАРТ, предназначенная для начала мониторинга передаваемой информации;

- в первой информационной строке отображаются данные, которые поступают с выбранного телеграфного ключа;

- вторая информационная строка дублирует информацию с телеграфного ключа, и позволяет наблюдать за правильной работой самого устройства сопряжения;

- третья информационная строка позволяет осуществлять необходимую коррекцию передаваемой информации.

Структурная схема устройства сопряжения представлена на рисунке 3. Принцип работы устройства сопряжения:

1) устройство сопряжения 2 подключается к ПЭВМ через USB-провод, а к телеграфному ключу через контакты 2 и 7 на разъеме 10x1F-H8,5 27;

2) устройство сопряжения питается от +5 В, которые поступают с USB-разъема 3 ПЭВМ; индикация о включенном состоянии устройства сопряжения обеспечивается зелеными светодиодами CN 8 и 9;

3) если телеграфный ключ 1 замкнут, то передается сигнал «единица» с микроконтроллера ATmega328 5 и одновременно загорается зеленый светодиод 9;

4) если телеграфный ключ разомкнут, то передается сигнал «нуль» с микроконтроллера ATmega328 и одновременно загорается желтый светодиод 20;

5) в случае выхода из строя одного из элементов структурной схемы, программное обеспечение будет отображать ложную информацию во втором окне, предупреждая о некорректной работе устройства сопряжения 2;

6) в случае выхода из строя микроконтроллера ATmega328 5 или программатора СР341А 6 обеспечивается возможность их оперативной замены за счет наличия на плате предусмотренных заранее специальных посадочных мест;

7) в случае пропадания питания с USB-разъема ПЭВМ возможно дополнительный источник питания в виде блока питания +5 В, который подключается к устройству сопряжения через разъем DC2.1ММХ 30;

8) при подключении нескольких телеграфных ключей к разъемам 28 и 29 устройства сопряжения создаются условия для имитации работы телеграфных ключей в радиолинии;

9) дальнейшее увеличение количества контролируемых телеграфных ключей обеспечивается при помощи подключения аналогичного устройства сопряжения к разъему 26.

Достоинства устройства сопряжения:

1. высокая точность отображения передаваемой цифровой информации;

2. удобство мониторинга передаваемой цифровой информации;

3. простота интерфейса ПО;

4. возможность корректировать содержимое передаваемой информации;

5. наличие резервного источника питания;

6. отображение правильности работы самого устройства сопряжения;

7. возможность имитации работы телеграфного ключа в радиолинии на локальной сети.

Литература

1. Белецкий А.Ф. Основы теории линейных электрических цепей. - М.: Связь, 1967. - 608 с.

2. Тихонов В.И. Статистическая радиотехника. - М.: Радио и связь, 1982 - 624 с.

3. Мэзон С., Циммерман Г. Электронные цепи, сигналы и системы. Перевод с англ. - М.: Издательство иностранной литературы, 1963. - 619 с.

4. Мэйнке Х., Гундлах Ф. Радиотехнический справочник. - М. - Л.: Государственное энергетическое издательство, 1956. - 416 с.

Изобретение относится к электросвязи. Техническим результатом изобретения является осуществление в реальном масштабе времени мониторинга качества информации, передаваемой с телеграфного ключа; обеспечение выполнения устройством функции имитации работы телеграфного ключа в радиолинии локальной сети и возможность корректировки передаваемой информации при помощи ПЭВМ. Устройство сопряжения телеграфного ключа с интерфейсом USB ПЭВМ содержит четыре контактных разъема 10x1F-Н8,5; USB-разъем для питания устройства сопряжения; дополнительный источник питания, подключаемый к устройству сопряжения через разъем DC2.1MMX; микроконтроллер ATmega328; зеленый и красный светодиоды; желтый светодиод; посадочные места под микроконтроллер ATmega328 и программатор СР341А, обеспечивающие оперативную замену микроконтроллера и программатора; резисторы номиналом 100 Ом, 0,25 Вт; конденсаторы номиналом 100 мкФ; операционные усилители; транзистор КГ-315; программатор СР341А выполнен с возможностью обеспечения функции имитации работы в радиолинии на локальной сети и корректировки информации, передаваемой на ПЭВМ. 3 ил.

Устройство сопряжения телеграфного ключа с интерфейсом USB ПЭВМ, содержащее четыре контактных разъема 10x1F-Н8,5, обеспечивающих подключение телеграфных ключей к устройству сопряжения; USB-разъем, по которому поступает +5 В от ПЭВМ для питания устройства сопряжения; дополнительного источника питания в виде блока питания +5 В, подключаемого к устройству сопряжения через разъем DC2.1MMX; зеленые светодиоды, индицирующие о включенном состоянии устройства сопряжения; красный светодиод, индицирующий о пропадании питания; микроконтроллер ATmega328, передающий импульс-единицы и импульс-нуля в зависимости от того: телеграфный ключ замкнут или разомкнут; зеленый светодиод, загорающийся при передаче с микроконтроллера ATmega328 импульса-единицы, когда телеграфный ключ замкнут; желтый светодиод, загорающийся при передаче с микроконтроллера ATmega328 импульса-нуля, когда телеграфный ключ разомкнут; программатор СР341А; посадочные места под микроконтроллер ATmega328 и программатор СР341А, обеспечивающие оперативную замену микроконтроллера и программатора в случае, если они выведены из строя; резисторы номиналом 100 Ом, 0,25 Вт; конденсаторы номиналом 100 мкФ; операционные усилители; транзистор КГ-315; программатор СР341А выполнен с возможностью обеспечения функции имитации работы в радиолинии на локальной сети и корректировки информации, передаваемой на ПЭВМ.