Устройство для передачи и приема сигналов Советский патент 1983 года по МПК G08C15/08 

00

vj

О5

to

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к устройствам сопряжения и проводной связи между устройствами ЦВМ,

Известно устройство для обмена информацией, содержащее информационные проводные линии связи, элементы коммутации и элементы памяти по числу разрядов обмениваемых слов. Каждый из элементов памяти содержит первый и второй ЕС-триггеры, а также первый, второй и третий элементы,-И, причем выход первого элемента И подключен к S-входу первого триггера, а выход второго элемента И - к R-входам первого и второго триггеров/ выход первого триггера соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого подключен к S-входу второго триггера, выход которого является выходом элемента памяти. Выход каждого элемента памяти подключен к первому входу соответствующего элемента коммутации, Устройство содержит также общий элемент НЕ, выход которого соединен с первым . входом первого элемента И и с третьим входом третьего элемента И каждого элемента памяти и элемент задержки, выход которого подключен к пер,вому входу второго элемента И каждого элемента памяти. Каждая информационная проводная линия связи подключена к выходу одноименного элемента коммутации и вторым входам одноименных первого, второго и третьего элементов И, Устройство также содержит общую шину считьшания, подключенную к вторым входам элементов коммутации и входам элемента НЕ и элемента задержки, Сигналы, поступающие на шину считывания, позврляют осуществлять двусторонний обмен информацией по информационньлм проводным линиям связи путем переключения устройства с режима приема в режим передачи и обратно Щ ,

Недостатком устройства является то, что оно не обеспечивает параллельную работу своих приемо-передающих устройств (ППУ) ,

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и дости1гаемому результату является устройство для передачи и приема сигналов, содержащее приводную линию связи, подключенную своими концами через согласующие резисторы к идентичным передатчикам первого и второго приемопередающих устройств (ППУ), Выводы вышеупомянутых первого и второго согласующих резисторов подключены через одноименные резистивные преобразователи к приемникам первого и второго ППУ, При параллельной работе первого и второго ППУ формируема; ими дискретная информация в результате совместной циркуляции по линии связи оказывается взаимно промодулированной, Резистивные преобразователи преобразуют эту промодулирован ную информацию в знакопотенциальный код, который дешифрируется приемнйками 2} ,

К недостаткам устройства относится то, что оно обеспечивает параллельный обмен информацией только между двумя абонентами.

Цель изобретения - повышение информативности устройства за счет обеспечения параллельного обмена информацией по ней одновременно для п-го числа абонентов,

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для передачи и приема сигналов, содержащее на каждой приемопередающей части приемник сигналов и передатчик сигналов, соответственно вход и выход которых соединены с линией связи, на каждую приемопередающую часть введены п Преобразователей сигнала, сумматор, выходной блок, (п-1) передатчиков сигналов и () приемников сигналов, выходы преобразователей сигналов подключены к входам передатчиков сигналов и сумматора, выход которого соединен с первыми входами приемников сигналов, выходы которых подключены к соответствующим входам ВЕЛХОДНго блока, выходы которого являются выходами приемопередающей части, первые входы которой являются входами преобразователей сигнала, вторые -входы - с вторыми входами приемников сигналов, к третьим входам которого подключены выходы передатчиков сигналов, выходы (n-l) передатчиков сигналов соединены с линией связи.

На фиг, 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства;на фиг, 2 - потенциально- и токо-временные диаграммы работы (приемопередающей части устройства, ППУ); на фиг, 3 - пример выполнения принципиальной схемы выходного блока; на фиг, 4 - временные диаграммы работы выходного блока; на фиг, 5 - пример схемы согласования ППУ,

Устройство (фиг, 1 ) содержит первое и второе ППУ 1 и 2 и линию связи 3, Каждое ППУ содержит п преобразователей 4 сигналов, п передатчиков 5 сигналов, сумматор 6, выходной блок 7 и () приемников 8 сигналов, выходы которых подключены раздельно к входам блока 7, выходы которого 9-11 являются выходами. ППУ,а первые входы ППУ 32-14 являются одновременно входами преобразователей 4, выходы которых подключены раздельно к cooTeeTCTByKyjusM входам сум атора 6 и передатчик.ов , выходы которых объелии ны с одмиг- и концов линии связи 3 и г .ецпьри iX:iдами приемников 8, у которых вторые входы подключены совместно к выходу токового сумматора 6,во вторые входы приемников 8-к вторым входам 15-21 ППУ; соединенньам с соответствующими источниками тока.

Устройство работает следующим образом.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства для случая выполнения ППУ с п-3, хотя в общем случае число п для каждого ППУ может быть произвольным. Импульсная информация (входная) устройства в произвольные моменты времени посту пает со стандартными значениями потенциальных уровней на входы 12 14 согласно временным диаграммам, приведенным на фиг. 2 (1 - 3) для ППУ 1 и (4 - 6) для ППУ 2. Эти пО тенциальные сигналы преобразуются парными преобразователями 4 каждого ППУ в уровни тока а;(фиг. 2) - (1, фиг. 2) вторыми - в уровни тока 2J (8,11 на . 2) , а третьими в,уровни тока 4 - (9,12 на фиг.2). Последние поступают на передатчики которые осуществляют их умножение н множитель, постоянный для заданной конкретной линии связи. Выбор значения этого множигеля определяется отношением выходного сопротивления, которое имеет ППУ при отключении его от линии связи, к его же выходному сопротивлению при подключении его к нагруженной линии связи, т.е. с учетом имеющегося соотношения между нагрузочными параметрами ППУ и линии связи. . .

Для .случая короткой линии- связи ее погонными сопротивлениями можно пренебречь и считать, что ток, формируемйй передатчиками, перераспре:.деляется только между приемниками первого и второго ППУ. В этом случа значение множителя для каждого из передатчиков 5 будет равно 1 и диаграммы Суммарных токовых сигналов, .формируемых на их выходах- и выходах сумматоров 6, будут идентичны и показаны на фиг. 2 (13) для случая работы только ППУ 1 и на фиг. 2 (14 для случая работы только ППУ 2. Приемники 8 каждого ППУ непрерывно осуществляют при этом операцию сравнения уровней токов, поступакядих на их первые и вторые входы. Токовые уровни сигналов, поступающих на вторые входы преемников, используются ими в качестве переменных опорных уровней отсчета при сравнен 1и. В результате-приемники 8 ППУ, работающего только в рожйме передачи, не

воспринимают передаваемую в линию связи одноименными передатчиками информацию, а приемники ППУ, работаю щего только в режиме приема, у которых сигналы на их .вторые входы при этом не поступают, воспринимают поступающую к ним из линии связи информацию. Эта принимаемая инфор-, мация, в зависимости от числа одноименно работающих передатчиков, мо1жёт быть представлена 2 - 1 . комбинациями токовых .уровней, т.е. J, 2J, за, 4, SCr, 65, 75.Для: обеспечения возможности избирательной селекции каждого из этих токовых уровней только одним из приемников каждому из них ставится в соответствие определенный постоянный порог . срабатывания на единицу меньвшй яорядково1го номера приемника, т.е.

0,J , 23, 3J, 4J, 53; 6J. Эти эначе-ния постоянных порогов срабатывания подаются на третьи входы приемников от. клеммисточника тока, показанных на фиг. 1 (15 - 21). Кс1ждый из приемников осуществляет аналоговое сравнение уровня принимаемого сигнала с суммарным уровнем опорных сигналов, поступающих на его второй и третий входы. При этом выходные сигналы будут формироваться на выходах тольк тех приемников, у которых суммарный порог срабатьшания окажется менее значения уровня принимаемого сиг.нала. При параллельной работе ППУ 1 и 2 одновременно в режиме приема и передачи в линии связи начинает циркулировать результирующий ток, ткущий уровень которого определяетсясуммой уровней токов, формируемых .отдельными работающими передатчиками. На фиг. .2 (15) приведена токовременная диаграмма .результирующего уровня тока для случая, одновременной работы всех шести передатчиков ППУ 1 и 2. Для этого же случая на фиг. 2 (16 - 22) приведены временны диаграммы сигналов, формируемых на выходах соответствующих.приемников ППУ 2, а на фиг. 2 (23 - 29) - формруемых на выходах соответствующих приемников ППУ 1. Сформированные таким образом потенциальны сигналы на выходах приемников 8 ППУ 1 и 2 затем преобразуются в блоке 7. При этом на их выходах, .а следова.тельно и на выходах ППУ 911 формируются потенциальные сигналы в .соответствии с кодовыми последовательностями, приведенными в таблице, где 1 наличие потенциального уровня на выходе приемника, в О - отсутствие потенциального уровня. Таким образом, все приемники и передатчики обоих ППУ рассматриваемого устройства могут работать параллельно и -независимо друг от друта, т.е. как синхронно, так и асинх ронно передавать при этом частотноимпульсные сигналы с произвольнЕдми временными характеристиками. Блок 7 содержит семь логических элементов И, показанных на фиг.З (22 - 28), и три логических элемент ИЛИ, показанных на фиг. 3 (29 - 31) Временные диаграммы работы элементов И и ИЛИ, принадлежащих ППУ 2, соответствуют моментам времени 1 - 10, приведенным на фиг. 4. Временны диаграммы работы элементов И и ИЛИ соответствуют моментам времени 11 - 20, приведенным на фиг. 4, На фиг. 5 приведена в качестве примера упрощенная принципиальная схема сопряжения ППУ с проводной линией связи. На фиг. 5 (1) показан упрощенная принципиальная схема передатчика 32, выполненного в виде генератора тока, управляемого логическим инвертором с открытым коллек тором. На входы 35-37 передатчико поступают управляющие импульсы положительной полярности. На фиг. 5 (3) показана упрощенная принципиаль ная схема приемника 34, выполненная в виде парафазного переключателя тока-, управляемого от фop «poвaтeля 33 опорного напряжения (фиг. 5) . При выполнении неравенства Uon UQn 2 фиг. 5 (34) на выходах 38 - 44 приемников 34 формируются импульсы 41оложительной полярности.. Передатчики ППУ могут включаться и выключать ся в любой очередности,а приемники только поочередно друг к другу в сто рону увеличения или уменьшения их по рядкового номеров.Очередность включе ния и выключения приемников определяется .величинами потенциальных уровней на выходах формирователей .33 (фиг. 5), которые задаются значениями их входных токов. На входы 21 (формирователей поступает ток от сумматора б, а на входы 45 - 52 от источника тока 15 - 21. Выходы всех приемников и выходы всех передатчиков ППУ подключены к одному концу линии связи 53. Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в следующем. Предлагаемое устройство позволяет повысить информативность за счет некоторого усложнения структуры ППУ. Это позволяет сократить количество используемых линий связи, так как в ряде случаев их стоимость значительно превосходит стоимость ППУ. Устройство предназначено для группового сопряжения технологических частотно-импульсных датчиков с одной УВМ, обслуживающей их в режиме разделения времени. Кроме того, устройство может иметь предпочтение при использовании его для сопряжения с БИС, например микропроцессорами, имеющими жесткое ограничение по числу используемых ими выводов. При этом возможно достигнуть не толь-ко повышения информативности, но и увеличения быстродействия самих БИС. Однако при этом требуется размещение одного из ППУ не-: посредственно в самой БИС, либо формировать последнюю из наборов БИС меньшей степени интеграции. Особенно предпочтительным будет примене-. нйе устройства для этих целей при дальнейшем повышении степени кнтаграции БИС. Устройство может принимать и выдавать потенциально-импульсную информацию со стандартными унифицированными уровнями сигналов.

т.е. не требует дополнительных согласующих-устройств. Использование предлагаемого алгоритма параллельного обмена информацией по одной линии связи, реализованного в предлагаемом устройстве, выгодно отличает последнее от известного.

Таким образом, устройство позволяет снизить число требуемых линий

связи, количество необходш ых выво дов БИС, реализовать уплотнение информации в линии и увеличение ее пропускной способности.

эффективность от использования предлагаемого устройства будет определяться ценностью и срочностью передаваемой информации.

JiJI

±s

JJ

/////////////////////Ai

ts

il

NN NNNX

iS

iff

±L

ifO i

иг If

i6

i8

/// f

13

Г Ч, г и

fit

45ES

1

iSK

E

f7i

3i

M.

tff /////////// ///////////////7Л

ff r xxxxxxxxxxxyxxx x/xxx/ 1

-rr.

iff p. (риг. I .

if

Ijf

a«L

аМ.

aiC

i

1

tfO

-adS-.

1

Г

iZV i4-f

V///////////////A

i y////////////////////// 9

is V///////////////////////A W

i Y////////////////////////

I f

- .

V///////////////A s

Tv//////////////////////7 s

. ///////////////////////Л ifOt

Y/////////////////////// tl2. t

фигЛ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА СИГНАЛОВ, содержащее на йаждой приемопередающей части приемник сигналов и передатчик сигналов, соответственно вход и выход которых соединены с линией связи, отличающееся тем, что, с целью повыиюния информативности устройства, в негодна каждую ПЕЙемопередающую часть введены п преобразователей сигнала, сумматор, выходной блок, (п-1) передатчиков сигналов и ()приемников сигналов, выходы преобрач зователей сигналов подключены к входам передатчиков сигналов и сумматора, выход которого соединен с первыми входами приемников сигналов, выходы которых , подключены к соотйетствуюцим входам выходного блока, выходы которого являются выходами приемопередающей части, первые входы которой являются входами преобразователей - сигнала, вторые входы с вторыми входами приемников сигналов , к третьим йходам которых подключены выходы передатчиков сигналов выходы (п-1) передатчиков сигналов соединены с линией связи.C/J