Устройство для передачи и приема сигналов Советский патент 1984 года по МПК G08C15/02 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для организации обмена информацией между модулями 1ифровых вычислительных систем.

Известно устройство передачи сигналов с частотным разделением каналов, предназиаченное для передачи сообщений по N каналам, которое содержит N параллельно включенные генераторы, через соответствующие ключи подключенные к линии связи, выход которой юдключен к входам полосовых фильтров, выходы которых через детекторы подключены к соответствуюи1,им нороговым элементам 1.

Недостатком этого устройства является ограниченная информативность при передаче информации, так как при частоте передачи, соизмери лой с частотой reiicpaTOpoe, избирательность фильтров, а следовательно, и качество разделения каналсж, ухудшается.

Наиболее близким но технической сущности к предлагаемому является устройство для приема и иередачи импульсов, содержащее на передающей стороне генераторы импульсов, формирователи импульсов по числу информационных сигналов, выход каждого задаю1це о генератора подключен к первому входу соответствуюн1его формирователя импульсов, вторые вхОлЦз формироиате.гей импульсов явл5 ;отсн информационными входами устройства, выходы формирователей импульсов подк.иочены к соответствующ,им входам нерсдакицего усилителя, выход которого через линию связи соединен на приемной стороне с входом приемного усилителя, выход которого нодключен к входу формирователя импульсов, выход которого соединен с первым входом триггера, к второму входу которого подключен выход .элемеита ИЛИ. Первый выход триггера соединен с вхол.ами элементов 3ai peта, второй выход триггера соединен с первыми входами пороговых элеме1-ггов, вторые входы пороговых элементов объединены с вторыми входами соотйетствуюндих элементов запрета и соответствующей ми входами элемента ИЛИ, выходы iiopoiOBbix элементов являются выходами устройства 2. Недостатком известного устройства является низкая надежность устройства., что обусловлено невозможностью перестройки элементов выделения сигнала ма npHeivi сигналов разной длнте;1ьности.

Целью изобретения является новьпиение надежностн передачи информации и криптоетой кости устройства.

Поставленная нель достигается тем, что в устройство, содержащее на передающей стороне генераторы импульсов, формирователи и.мнульеов но числу информан.ионных сигналов, выход каждого генератора подключен к первому входу соответетвующего формирователя имиу чьсов, вторые- входы формирователей имну.льсов являются инфор;.а::,гонными входами устройства, выходы формировате чей импульсов подключены к соответств юа..ин входам передающего усилителя, выход которого через линию связи соединен на приемной стороне с входом приемного усилителя, выход приемного усилителя подключен к входу формирователя имнульсов, выход которого соединен с первым входом триггера, к второму входу которого нодключен выход элемента ИЛИ, элементы запрета, пороговые элементы, первый выход триггера соединен с первыми входами элементов запрета, второй выход триггера соединен с первыми входами нороговых элеменпов, вторые входы пороговых элементов объединены с вторыми входами соответствующих элементов запрета и еоответетвующими входами элемента ИЛИ, выходы пороговых элементов являются выходами устройства, введены переетраиваемые полосовые , выполненные на основе пьезоэлектрических резонаторов, коммутатор, блок задания смещающих напряжений, выход приемного уеилителя нодключен к объединенным между собой первым входам перестраиваемых полосовых фильтров, выходы элементов запрета еоединены с вторыми входа гчи соответствующих перестраиваемых фильтров, выходы которых подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ, выходы б.юка задания смещающих напряжений нол.ключены к соответствующим входам коммутатора которого соеди-нены с третьими входами соответствующих перестраиваемых полосовых фильтров.

Таки.м образом, возможность перестройки каждого из перестраиваемых полосовых фильтров на прием сигналов разной длительности позволяет изменять порядок расположения сигналов на выходе устройства при одном и том же порядке их раснсложеняя на входе устройства, расширить номенкла -уру передаваемых сигналов, а также организовать скользящее резервирование каналов к, следовательно позволяет расширить функциональные возможности устройства, например, путем использования его з качестве перестраиваемого коммутатора, перестраиваемого селектора импульсов или

путем исг:ользо8ания его для передачи информации li ; ац1ифрованном виде.

На фиг. I представлена структурная схема предлагаемого устройства для передачи и приема сигналов; на фиг. 2 - конструки,ия пьезоэлектрического резонатора.

Устройство (фиг. П состоит из генераторов i импульсов, первых формирователей 2.;-2п импульсов, передающего усилителя 3, линии 4 связи, приемного, усилителя 5, перестраиваемых полосовых фильтров 6.;- -бц, второго формирователя 7 импульсов, элемента ИЛИ 8, триггера 9, элемента запрета 10 - 10ц, нороговых элементов 1 If - 11|, коммутатора 12 и блока 13 задания смешающих напряжений, информационных шин (j. В качестве перестраиваемого полосового фильтра 6i-6(5 использован пьезокерамический фильтр, выполненный на пьезоэлектрическом резонаторе (фиг. 2), имеющий четыре электрода и представляющий собой поляризованную по толщине пьезоэлектрическую пластину 15, на плоскости, перпендикулярной оси поляризации, на которой нанесены электроды. На одну из этих плоскостей нанесены три электрода 16-18 - первый, второй и третий входы пьезокерамического фильтра, выходом которого является сплошной электрод 19, нанесенный на противоположную плоскость, электрод 47 имеет ось симметрии, совпадающую с осью симметрии пьезоэлектрического резонатора. Входные электроды 16 и 18 имеют равную площадь и симметричны относительно одной из осей симметрии пьезоэлектрической пластины. Применение в качестве перестраиваемых полосовых фильтров пьезокерамических фильтров, осуществляющих не только высококачественную фильтрацию сигналов ввиду их высокой добротности (10), но и задержку их на половину периода резонансных колебаний, позволяет осуществить отрицательную связь в цепи: выход полосового фильтра 6 - элемент запрета lOj - второй вход полосового фильтра (где i 1-п) и погасить паразитные колебания. 1-гПодавая на третий вход перестраиваемого полосового фильтра 6 смещающие напряжения различных номиналов, можно изменять резонансную частоту пьезоэлектрического резонатора, и такимобразом, перестраивать пьезокерамический фильтр на прием сигналов разной длительности. Формирователи , .импульсов представляют собой формирователи единичных импульсов. Формирователь 7 импульсов представляет собой дифференцирующую цепочку. Коммутатор 12 представляет собой любой из известных коммутаторов, например плату с механически перекоммутируемыми входами и выходами. Блок 13 задания смещающих напряжений представляет собой набор стабилизированных напряжений различных номиналов. Устройство работает следующим образом. Первые формирователи при поступлении сигналов с информационных щин 14j-14п осуществляют формирование импульсных сигналов определенной длительности, причем длительность импульсов, вырабатываемых m первым формирователем, вычисляется по формуле tr r+Tf где Т -длительность базового импульса, равная полупериоду первой моды резонансных колебаний перестраиваемого полосового фильтра 6 -6 выполненного на основе пьезоэлектрического резонатора; m -номер первого формирователя; fo,5-щирина полосы пропускания полосового фильтра при импульсном возбуждении по уровню 0,5. Длительность импульсов задается генераторами 1 - 1. Таким образом, осуществляется кодирование передаваемых символов по информационным щинам I2i-12п импульсными сигналами разной длительности. С первых формирователей сигналы поступают на усилитель 3, а затем - в линию 4 связи и на усилитель 5. Селекцию импульсов по их длительности осуществляют перестраиваемые полосовые фильтры 6i-6п. Амплитуда напряжения на их выходах максимальна при длительности входного импульса, равной половине периода резонансных колебаний пьезоэлектрического резонатора. Уровень напряжения, соответствующий уровню полезного сигнала на выходах фильтров 6i-6f фиксируется соответствующими пороговыми элементами . При импульсном возбуждении фильтров 6i-бг возникают паразитные колебания, следующие за полезным сигналом. Следовательно, граничная частота передачи сигналов в предлагаемом устройстве ограничена временем затухания паразитных колебаний в резонаторах фильтров . Гашение паразитных колебаний в предлагаемом устройстве с помощью введения отрицательной обратной связи по цепи: выход фильтра - информационный вход элемента запрета lOj - Юц - выход элемента запрета - второй вход фильтра 6i-6п, сдвиг фазы входных сигналов на 180°, необходимый для осуществления отрицательной обратной связи, обеспечивается применением в качестве фильтров 6i-61 пьезоэлектрических резонаторов: На время прохождения через фильтры 6i-6п полезного сигнала элементы запрета закрыты, а пороговые элементы открыты. Для этого введены формирователь 7 импульсов, элемент ИЛИ 8 и триггер 9. Формирователь 7 осуществляет формирование по переднему фронту пришедшего из линии связи 4 сигнала обнуление триггера 9, что приводит к открытию пороговых элементов HI-lln и закрыванию элементов 10 -10пзапрета. Отфильтрованные сигналы с выходов фильтров 6i-6 Г) поступают на входы элемента ИЛИ 8. Задним фронтом отфильтрованные полезные сигналы, прошедшие на выход элемента ИЛИ 8, перебрасывают триггер в единичное состояние, что вызывает открывание элементов запрета (открывание цепи отрицательной обратной связи) и закрывание пороговых элементов lli-lln. Таким образом, происходит гашение паразитных ударных колебаний. Перед началом передачи информации на третьи входы перестраиваемых полосовых фильтров 6j-бц подаются с блока задания смещающих напряжений 13 через коммутатор 12 соответствующие смещающие напряжения. Подача на третьим входы перестраиваемых полосовых фильтров смещающих напряжений приводит к сдвигу их резонансных частот, величина которого зависит от величины смещающего напряжения. Изменение величины смещающего напряжения на входе того или иного перестраиваемого полосового фильтра 6j-6f7 осуществляется с помощью коммутатора 12, который производит переключения стабилизированных напряжений различных номиналов. Таким образом, производится перестройка фильтров 6j-6п на прием сигналов различной длительности. Такое подключение третьих входов перестраиваемых полосовых фильтров через коммутатор к задатчику смещающих напряжений позволяет изменять порядок расположения сигналов на выходе устройства при одном и том же порядке их расположения на входе, а также расширить номенклатуру передаваемых сигналов. При организации скользящего резервирования m элементов из п перестраиваемых полосовых фильтров 6j-6п () находятся в рабочем режиме, а п-гп элементов - в резервном. Для замены любого из m pa-, бочих элементов одним из п-ш резервных элементов на третий вход выбранного резервного элемента с блока 13 задания смещающих напряжений через коммутатор 12 подается смещающее напряжение, величина которого обеспечивает смещение его резонансной частоты до значения резонансной частоты заменяемого элемента. Таким образом, любой из m рабочих перестраиваемых полосовых фильтров может быть заменен любым из п-гп резервных перестраиваемых полосовых фильтров. Технико-экономические преимущества предлагаемого устройства по сравнению с известным заключаются в возможности перестройки полосовых фильтров на прием сигналов разной длительности, что позволяет уменьшить затраты на оборудование и организацию резервирования каналов связи при заданном уровне надежности путем организации их скользящего резервирования. Преимущества предлагаемого устройства по сравнению с многоканальной электрической линией связи КА2.148.000, помимо возможности организации скользящего резервирования каналов связи, заключаются также в повышении быстродействия устройства в 2-3 раза, что обеспечивает уменьшение объема кабельных линий связи в 1,2-1,5 раза.

/7 78 J519

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА СИГНАЛОВ, содержащее на передающей стороне генераторы импульсов, формирователи импульсов по числу информационных сигналов, выход каждого генератора подключен к первому входу соответствующего формирователя импульсов, вторые входы формирователей импульсов являются информационными входами устройства, выходы формирователей импульсов подключены к соответствующим входам передающего усилителя, выход которого через линию связи соединен на приемной стороне с входом приемного усилителя, выход приемного усилителя подключен к входу формирователя импульсов, выход которого соединен с первым входом триггера, к второму входу которого подключен выход элемента ИЛИ, элементы запрета, пороговые элементы, первый выход триггера сое.динен с первыми входами элементов запрета, второй выход триггера соединен с первыми входами пороговых элементов, вторые входы пороговых элементов объединены с вторыми входами соответствующих элементов запрета и соответствующими входами элемента. ИЛИ, выходы пороговых элементов являются выходами устройства, отличающееся тем, что, с целью повыщения его надежности и криптостойкости, в него введены перестраиваемые полосовые фильтры, выполненные на основе пьезоэлектрических резонаторов, коммутатор, блок задания смещающих напряжений, выход приемного усилителя подключен к объединенным между собой первым входам перестраиваемых полосовых фильтров, выходы элементов за«Л прета соединены с вторыми входами соответствующих перестраиваемых фильтров, выходы элементов запрета соединены с вторыми входами соответствующих перестраиваемых фильтров, выходы которых подключены -к соответствующим входам элемента ИЛИ, выходы блока задания смещающих напряжений подключены к соответствую00 щим входам коммутатора, выходы которого 4 соединены с третьими входами соответствующих перестраиваемых полосовых оо фильтров. СП