Устройство для передачи асинхронных сигналов Советский патент 1984 года по МПК G08C19/28 

2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что масштабао-временной преобразователь содержит распределитель сигналов, реверсивный счетчик, формирователь импульсов, элемент ИЛИ, первый выход распределителя сигналов подключен к первому входу реверсивного счетчика, выход которого соединен с входом формирователя импульсов, выход которого соединен с входом элемента ИЛИ, выход которого является выходом масштабно-временного преобразователя, второй выход распределителя сигналов подключен к второму входу элемента ИЛИ, второй вход распределителя сигналов объедин с вторым входом реверсивного счетчика и является вторым входом масштабно-временного преобразователя, третий и четвертый входы которого являются соответственно третьим и четвертым входами реверсивного счетчика, первый вход распределителя сигналов является первым входом масштабно-временного преобразователя.

3. Устройство по П.1, отличают еес я тем, что блок управления содержит триггер, элемент И, счетчик, коммутатор, выход триггера соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с входсЯ счетчика, выход которого подключен к первому входу коммутатора и к первому входу триггеру, второй вход элемента И, вторые входы коммутатора и триггера являются соответственно первым, вторым и третьим входами блока управления, первый, второй и третий выходы которого являются соответственно выходами триггера, элемента И и коммутатора.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДА АСИНХРОННЫХ СИГНАЛОВ по авт. СВ. № 590800, отличающее ся тем, что, с целью повышения формативности, в него введены ге нератор тактовой частоты, делител частоты, масштабно-временные - преФиг1 образователи, блок управления, выход генератора тактовой частоты соединен с первым входом блока управления и входом делителя частоты, выход которого соединен с вторым входом блока управления, первые входы масштабно-временных преобразователей являются входами устройства, объединенными в группу, первый, второй и третий выходь: блока управления соединены соответственно с вторыми, третьими и четвертыми входами масштабно.-временных преобразователей, выходы которых подключены к соответствующим входам шифратора адреса, стартовый вход устройства подключен к третьему входу блока управления.

1

Изобретение относится к система передачи данных кодоимпульсным методом, и может быть использовано в области измерительной техники в измерительно-информационных комплексах с повышенной надежностью.

По основному авт.св. № 590800 известно устройство передачи асинхронных сигналов, содержащее шифратор адреса, входы которого соединены со входами устройства, линии связи, выходы которых подклкРчены к соответствующим входам регистратора, переключающий элемент блоки разделения кодов, каждый из которых выполнен на распределителе, параллельном регистре, элементе ИЛИ, одновибраторе и формирователе сигналов, причем выход шифратора ещреса соединен с первыми входами распределителей блоков разделения кодов и со входом переключающего элемента,выходы которог подключены к вторым-входам соответствующих распределителей блоков разделения кодов, в каждом из которых первый выход pacпepeдeJiя теля подключен к первому входу элемента ИЛИ, его второй выход - к первому входу параллельного регистра, выход которого соединен со вторым входом элемента ИЛИ, выход элемента ИЛИ подключен ко входу одновибратора, выход которого соедиСнен с третьим входом распределителя и через .формирователь1,сигналов - со вторым входом параллельного регистра, выход элемента ИЛИ каждого блока разделения кодов соединен с линией связи ij.

Известное устройство при высокой

плотности поступления асинхронных сигналов обеспечивает за короткий интервал времени At (Л1 i , где разр время разрешения линии связи и регистратора) передачу только

Q первых четырех поступивших на вход устройства сигналов, причем два из них с искажением временного положения, максимальное значение которого равно t рязр остальные сигналы теряются.

Первый и второй по счету сигналы, пришедшие в течение &t, передаются в регистратор в темпе их поступления на вход устройства соответственно по первой и второй ли0 ниям связи. Третий и четвертый сигналы поступают в параллельные регистры и передаются по соответствующим линиям связи по мере их освобождения от первых двух сиг5 налов Вследствие этого возникает искажение их временного положейия, т.е. передача третьего (четвертого) сигнала в регистратор относительно его появления на входе устрой0 ства имеет задержку, причем величина задержки неопределена и колеблется в пределах от О до tpo3pТак как линии связи и параллельные регистры заняты предыдущими сиг5 налами, пятый, шестой и т.д. сигкалы, пришедшие в интервале dt, теряются в устройстве.

Цель изобретения - повьпиение информативности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены генератор тактовой частоты, делитель частоты, масштабно-временные преобразователи, блок управления, выход генератора тактовой частоты соединен с первым входом блока управления и входом делителя .частоты, выход которого соединен с вторым входом блока, управления, первые входы масштабно-временных преобразователей являются входами устройства, объединенными в группу, первый, второй и третий выходы блока управления соединены со ответственно с вторыми, третьими и четвертыми входами масштабновременных преобразователей, выходы которых подключены к соответствующим входам шифратора адреса, стартовый вход устройства подключен к третьему входу блока управления.

Кроме того, масштабно-временной преобразователь содержит распределитель сигналов, реверсивный счетчик, формирователь импульсов, элемент ИЛИ, первый выход распределителя сигналов подключен к первому входу реверсивного счетчика, выход которого соединен с входом формирователя импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого являеся выходом масштабно-временного пробразователя, второй выход распределителя сигналов подключен ко второму входу элемента ИЛИ, второй вход распределителя сигналов- объединен с вторым входом реверсивного счетчика и является вторым входом масштабно-временного преобразователя, третий и четвертый входы которого являются соответственно.третьим и четвертым входами реверсивного счетчика, первый вход распределителя сигналов является первым входом масштабно-временного преобразователя.

При этом, блок управления содержит триггер, элемент И, счетчик, коммутатор, выход триггера соединен с первым входом элемента И, .выход которого соединен с входом . счетчика, выход которого подключен к первому входу коммутатора и к певому входу триггера, второй вход элемента И, вторые входы коммутатора и триггера являются соответственно первым, вторым и третьим входами блока управления, первый, второй и третий выходы которого являются соответственно выходами триггера, элемента И и коммутатора.

Благодаря введению генератора и делителя тактовой частоты, схемы управления и масштабно-временных побразователей устройство стало способным передавать и регистрировать с высокой точностью асинхронные сигналы, характеризующиеся высокой плотностью их поступления на вход устройства. Масштабно-временными преобразователями производится запоминание момента прихода сигнала на вход устройства относительно общего синхросигнала. Полученный 0 временной интервал оцифровывается в масштабно-временных преобразователях с помощью меток генератора . частоты. По окончанию плотного потока входных сигналов схема управ5 ления переводит указанные преобразователи в режим воспроизведения записанной информации. Воспроизведение информации осуществляется с помощью меток делителя частоты. При совпадении количества меток,

0 записанных в масштабно-временной преобразователь, с количеством меток , выданных делителем тактовой частоты, первый формирует сигнал, следующий в регистратор. Записанные

5 в масштабно-временные преобразователи интервалы времени увеличиваются в М раз, где М - коэффициент деления тактовой частоты. Таким образом, прежде чем пере0 дать входные сигналы по линии связи в регистратор, производится их временная трансформация, разуплотнение во времени, т.е. уменьшение плотности потока в М раз входных сигна5 лов.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 кривая распределения плотности ЛП/ДТ входных сигналов во времени. 0 Устройство содержит шифратор 1 адреса (для действующего макета N 128 входов), линии 2 связи (кабель,, протяженностью до 3000 м) , выходы которых подключены к соотс ветствующим входам регистратора 3. Регистратор 3 предназначен для преобразования времен поступления кодов с линии связи в двоичный код и занесения полученной информации в блок оперативной памяти (БОП), входящий в состав регистратора. Используется серийно выпускаемый БОП - ИУЗ.069.010.1.

В устройство также входят переключающий элемент 4, рапсределяю5 .щий выходные коды шифратора J адреса по блокам 5 и 6 разделения кодов (БРК), каждый из которых состоит из распределителя 7 сигналов на два выхода, параллельного буферного ре0 гистра 8, элемента ИЛИ 9, одновибратора 10 и формирователя 11 сигналов. Буферный регистр В выполнен на микросхеме К155 ИР13, одновибратор 10 и формирователь 11 сигналов - на 5 микросхеме К155 АГ1 каждый, переключавощий элемент 4, распределител 7, элемент ИЛИ 9 - на логических элементах микросхем серии К155. Выход шифратора 1 адреса соединен с первыми входами распределителей 7 БРК 5 и б и со входом пере ключакясего элемента 4, выходы кото рого подключены к вторым входам соответствующих распределителей 7 БРК, в каждом из которых первый выход распределителя 7 подключен к первому входу элемента ИЛИ 9, второй выход распределителя 7 - к пер вому входу параллельного регистра выход которого соединен со вторым входом элемента ИЛИ 9. Выход элемента ИЛИ 9 подключен ковходу одновибратора 10, выход которого сое динен с третьим входом распределит ля 7 и через формирователь 11 сигналов - со вторым входом регистра Выход элемента ИЛИ 9 каждого БРЕ соединен с линией 2, Устройство содержит последовате но соединенные генератор 12 и дели тель 13 тактовой частоты, между входами устройства, объединенными в группу КЗ К. входов 14 (для макета устройства ), и шифратора 1 масштабно-временные преобразовател 15, (К+1) вход 16 устройства (для макета - 65-й вход) является стартовым и подключен дополнительно к блоку 17 управления, тактовые вход котогэго соединены с выходами генератора 12 и делителя 13 тактов частоты, ,й его первый, второй, тре тий выходы - со вторым, третьим, четвертым входами каждого масштабно-временного преобразователя 15, соответственно. Генератор выполнен на одном транзисторе КТ 3102Б по .схеме индуктивной тректочки с емкостной обратной связью и кварцевой стабилизацией частоты, частота генератора 25 МГц.- Делитель 13 частоты выполнен на триггерах К531ТВ9П, коэффициент деления 100. Блок 17 управления состоит из последовательно соединенных триггера 18, элемента И 19, счетчика 2 и коммутатора 21, выполненного на гическом элементе микросхемы К531ЛАЗП. Первый вход триггера 18 подключен к выходу счетчика 20, его второй вхой служит входом блона 17 управления, вторые входы эле мента И 19 коммутатора 21 являются тактовыми входами блока 17 упра ления, выходы триггера 18, элемента И 19 и коммутатора 21 - первыу, вторым, третьим выходами схемы 17 управления соответственно. Масштабно-временной преобразова тель 15 состоит из распределителя сигналов, выполненного на трех логических элементах микросхемы К531ЛАЗП, первый и второй входы которого являются одноименными входами преобразователя 15, его первый выход подключен к последовательно соединенным реверсивному счетчику 23, подключенному вторым входом к второму входу распределителя 22 сигналов, формирователю 24 импульсов, выполненному на микросхеме К155АГ1, и элементу ИЛИ 25, второй вход которого соединен со вторым выходом распределителя 22 сигналой, а выход является выходом преобразователя 15, третий и четвертый входы которого, являются одноименными входами счетчика. Устройство работает следующим образом. Сигналы, приход которых на вход устройства ожидается в интервале времени Т, (фиг. 2), заведены на первые к входы, остальные - на оставшиеся (K+l)-N входы 26. Сигнал по входу 16 устройства, помимо своего основного назначения как информационного сигнала, дополнительно является стартовым. Асинхронные сигналы, пришедшие на входы 26 устройства, а также на входы 14, но не попавшие во временной интервал Трр, регистрируются по известному принципу последовательной регистрации. Передача асинхронных сигналов ведется в темпе поступления их на вход устройства. Входные сигналы преобразуются в двоичный код шифратором 1 адресаИ через распределитель 7, элемент ИЛИ 9 первого БРК 5 посредством линии 2 связи поступают на соответствующий вход регистратора 3. В случае прихода в короткий интервал времени Atitp jp ,где время разрешения линии связи и регистратора, на вход устройства нескольких сигналов первый код поступает в регистратор 3 по тракту, указанному выше, второй код переключающим элементом 4 направляется через распределитель 7, элемент ИЛИ 9 второго БРК 6, линию 2 на соответствующий вход регистратора 3, третий код запоминается в параллельном регистре 8 БРК 5 и по освобождению соответствующей линии связи от предыдущего кода одновибратором 10 и формирователем 11 сигнала код выводится из регистра 8 в линию 2 связи, четвертый код запоминается в параллельном регистре 8 БРК 6 и аналогично третьему передается в регистратор 3 по своему тракту. Сигналы, поступившие на входы 14 во временном интервале Tf,p , регистрируются по принципу параллельной регистрации - запоминаются . в преобразователях 15 и по окончании

ТПР разуплотняются во нремени и передаются в регистратор 3. Генератор 12 тактовой частоты формирует последовательпость импульсов F. , которые используются для измерения врменного интервала прихода информационного сигнала относительно стартового сигнала, поступившего на (К+1) вход устройства. Делитель 13 тактовой частоты формирует последовательность импульсов F , которая используется для преобразования коротких временных интервалов в длинные, осуществляя согласование скорости поступления информации с пропускной способностью последовательной регистрации.

В исходном состоянии нулевым потенциалом с триггера 18 блока 17 управления запрещено прохождение через распределитель 22 входного сигнала в реверсивный счетчик 23 и через элемент И 19 импульсов F с генератора 12 тактовой частоты, а также потенциалом со счетчика 20через коммутатор 21 импульсов F с делителя 13 тактовой частоты.

В случае появления информационных сигналов на входе преобразователей 15 они через распределитель 22 сигнала и элемент ИЛИ 25 подаются на выход.

По приходу сигнала на стартовый вход 16 устройства триггер 18 блока 17 управления переключается в единичное состояние, при этом вход преобразователя 15 отключается от входа элемента ИЛИ 25 и подключается ко входу реверсивного счетчика 23, который переводится в режим сложения. Через элемент И 19 с генератора 12 тактовой частоты поступают импульсы F, количество которых подсчитывается реверсивным счетчиком преобразователя 15и сччиком 20 блока 17.

По -приходу информационного сигнла на вход преобразователя 15 его реверсивный счетчик 23 прекращает подсчет импульсов F.

Счетчик 20 блока 17 управления через время (время переполнения счетчика 20) после начала счет формирует потенциал, который дает .разрешение на прохождение через коммутатор 21 импульсов Fo с делителя 13 тактовой частоты,а также переключает триггер 18 в исходное состояние, вследствие чего запрещается прохождение импульсов Р через элемент И 19, распределитель 22 коммутирует вход преобразователя 15 ко входу элемента ИЛИ 25, реверсивный счетчик 23 переводится в режим вычитания и начинает обну литься импульсами F.

. По окончании процесса обнуления формирователь 24 выдает импульс и через элемент ИЛИ 25 он поступает на выход преобразователя 15.

Временная привязка сигналов, зарегистрированных по параллельному и последовательному методам, осуществляется с помощью стартого сигнала.

Полное разрещающее время устройства и погрешность регистрации высокоинтенсивного потока асинхрон0 ных сигналов не превышает величины 1/F , т.е. увеличивая значение F,|, можно снизить эти величины до малых значений.

Разрядность счетчика 23 опреде5 ляется исходя из длительности Т,

интервала времени поступления плотного потока сигналов и точности ЛС измерения временных интервалов. Так, при TO 100 МКС и ДГ 10 не,

Q т.е. F 100 МГц, необходим 14-разрядный двоичный счетчик с временем переполнения Tp|p 163840 не. Для оптимального использования элементов преобразователей 15 разрядность

5 счетчиков должна находится в пределах 10-14.

При регистрации двух или нескольких разнесенных во времени потокоц,, информации для каждого потока дополнительно вводятся блок управления и масштабно-временные преобразователи. В случае, если , то дополнительно вводятся блок управления и блок преобразователей 15, прием сигналов которыми производится сразу же по окончании записи основными масштабно-временными преобразователями .

Величина частоты F выбирается

из учета времени разрешения t канала цередачи и регистратора ,jp . Для удобства обработки полученных результатов соотношение берется кратным ю, где

,2,3,...

По сравнению с известным предлагаемое устройство имеет существен.но технико-экономический эффект, заключающийся в повышенной надежности передачи и точности регистрации при высокой плотности поступления сигналов. Пропускная способность известного устройства существенно ограничена временем разрешения линии связи с регистратора, -вследствие чего часть сигналов высокоинтенсивного потока теряется, а часть регистрируется с искажением временного положения. Введение генератора тактовой частоты,делихеля частоты,блока управления и масштабно-временных преобразователей позволяет с большей точностью запоминать временное положение {временной интервал) сигналов, производить его временную трансформацию, т.е. преобразование .коротких временных интервалов, зарегистрированных в ячейках МВП, в длинные, т.е. осуществлять согласование скорости поступления сигналов на вход устройства с пропускной способностью линии связи.

При поступлении на входы, известного устройства и течение 100 мкс 100 асинхронных сигналов с нормальным распределением плотности вероятность при разрешающем времени линии связи 2 МКС вероятность потери инфбрмации получена 0,25, причем 20% сигналов зарегистрировано с погрешностью 2 мкс. Предлагаемое устройство позволяет зарегистрировать те же сигналы, при частоте тактового генератора F 25 мГц, с точностью не хуже 40 не при вероятности потери информации, не превышающей 0,01.

Таким образом, кроме достоинств известного устройства, таких как большое количество входных сигналов , передача и регистрация их в

а/7

&т

темпе поступления в течение длительного интервала времени, введение указанных выше блоков существенно расширяет возможности предлагаемого устройства, так как это

позволяет с высокой степенью надежности и точности передавать кратковременные потоки асинхронных сигналов, характеризующиеся высокой плотностью поступления на вход устройства.

Предлагаемое устройство можно эффективно и широко использовать в ответственных измерительных комплексах с повышенной степенью на5дежности, в частности в области измерительной техники при проведении динамических испытаний узлов и приборов для передачи на большие расстояния и регистрации асинхрон0ных сигналов в течение продолжительного интервала времени, содержащего участки, характеризующиеся высокой плотностью входных сигналов .

Фиг.г