Оптоэлектронное устройство для контроля линейного тракта электронного телеграфного аппарата Советский патент 1984 года по МПК H04L11/08 

Изобретение относится ктелеграф ойи вычислительной технике и может использоваться для контроля и диагностики состояния линии связи и пара ) метров tJeлeгpaфныx сигналов в электронных телеграфных аппаратах. По основному авт, св. № 879803 известно оптоэлектронное устройство для контроля линейного тракта электронного телеграфного аппарата,содерж щее первый и второй фотодиоды, включен ныепоследовательно между шиной питания и общей шиной и оптически связанные соответственно с первым и вторым светбдиодами, первый переменный резистор, включенный последовательно с вторым светодиодом между шиной питания и об щей шиной, передатчик и индикатор, третий и четвертый фотодиоды, третий светодаод, второй переменньм резистбр, регулируемый элемент задержки, четыре элемента И-НЕ, причем третий и четвертый фотодиоды включены последовательно между шиной питания и общей шиной, третий фотодиод оптически связан с первым светодиодом, четвертьм фотодиод оптически связан с третьим светодиодом, включенным последовательно с вторым переменным резистором между шиной питания и общей шиной, первые входы всех элементов И-НЕ подключены к выходу регулируемого элемента задерж ки, вход которого соединен с выходом передатчика и с вторыми входами всех элементов И-НЕ, третьи входы первого и второго элементов И-НЕ : подключены к входам первого и второго фотодиодов, входы третьего и четвертого фотодиодов соединеяы с четвертым входом первого элемента И-НЕ и третьим входом третьего элемента И-НЕ, четвертые входы втоporef и третьего элементов И-ЙЕ соединены с-вькодом первого элемента И-НЕ, с третьим входом четвертого элемента И-НЕ и с входом индикатора, другие входы которого соединены с вькодами второго, третьего и четвертого элементов И-НЕ 1 J. Однако известное устройство имеет низкую точность контроля. Цель изобретения - повышение точности контроля., Поставленная цель достигается тем что в оптоэлектронное устройство длЯ1.. контроля линейного тракта электронного телеграфного аппарата, содержащее первый и второй фотодиоды, вклюценные последовательно между шиной питания и общей шиной и оптически связанные соответственно с первым и вторым светодиодами, первьй переменньй резистор, включенный последовательно с вторым светодиодом между шиной питания и общей шиной, передатчик и индикатор, третий и четвертьй фотодиоды, третий светодиод, второй Переменный резистор, регулируемый элемент задержки, четыре элемента И-НЕ, причем третий и четвертый фото дйоды включены последовательно между шиной питания и общей шиной, третий фотодиод оптически связан с первым светодиодом, четвертый фотодиод оптически связан с третьим светодиодом, включенным последовательно с вторым переменным резистором между шиной питания и общей шиной, первые входы всех элементов И-НЕ подключены к выходу регулируемого элемента задержки, вход которого соединен с выходом.передатчика и с вторыми входами всех элементов И-НЕ, третьи входы первого и второго элементов И-НЕ подключены к входам первого ивторого фотодиодов, входы третьего и четвертого фотодиодов соединены с четвертым входом первого элемента И-НЕ и третьим входом третьего эле-. мента И-НЕ, четвертые входы второго и третьего элементов И-НЕ соединены с выходом первого элемента И-НЕ с третьим входом четвертого элемента И-НЕ и с входом индикатора,другие входы которого соединены с выходами второго, третьего и четвертого элементов И-НЕ, введены дополнительный переменный резистор, три инвертора, дополнительные регулируемый элемент задержки, коммутатор режима, дополнительный элемент И-НЕ, электронный ключ, при этом управляющий вход электронного ключа соединен с Выходом коммутатора режима и входом первого инвертора, а первый и второй выходы электронного ключа подключены соответственно к общей шине и через дополнительный переменный резистор к точке соединения третьего светодиода и второго переменного резистора, выход первого инвертора подключен к первому входу дополнительного элемента И-НЕ непосредственно, а к второму входу - через допслнительнь1й регулируемый элемент задержки, третий вход дополнительного элемента И-НЕ соединен с выходом второго инвертора, вход которого соединен с точкой соединенияг тре тьего и четвертого фотодиодов, а вы ход дополнительного элемента И-НЕ подключен к входу индикатора, причем выход передатчика соединён с пер вым входом коммутатора режима и с входом- третьего инвертора, выход которого подключен к вторс 1у входу коммутатора режима, На чертеже представлена структур ная электрическая схема предпагаемого устройства. Оптоэлектронное устройство для контроля линейного тракта электронного телеграфного аппарата содержит первый, второй, третий и четвертый фотодиоды 1-4., первый второй и третий светодиоды 5-7, первый и второй переменные резисторы 8 и 9, дополнительный переменный резистор 10, индикатор 11, телеграфный аппарат 12, ш состав которого входят передатчик 13, выходной блок 14 и линейная бата рея 15, регулируемый элемент 16 задержки, дополнительньй регулируемьй элемент 17 задержки, первый, второй, третий и четвертый элементы И-НЕ 18-21, дополнительньй элемент И-НЕ 22, первый, второй и третий инверторы 23-25, электронный ключ 26, коммутатор 27 режима, шину 28 питания, общую шину 29, линию 30 связи. Устройство работает следую цим образом. При фор ровании телеграфным аппаратом 12 стартового сигнала с вы хода передатчика 13 на вход выходного блока 14 поступает низкий уровень напряже:ния. Выходной блок 14 находится в закрытом состоянии и ток через линию 30 связи и первый светодиод 5 rie протекает (или протекает только TOIC утечки выходного блока 14). При отсутствии тока через первый светодиод 5 отсутствуют токи и через оптически связанные с ним первый и третий фотодиоды 1 и 3, в результате чего второй фотодиод 2 находится в вентильном режиме, который задается током, протекающимчерез второй светодиод 6 и первый пе ременный резистор 8, и поэтому на третьих входах первого и второго эле ментов И-НЕ 18 и 19 низкий уровень напряжения. Через третий светодиод 7 протекает ток, .определяемый величи ной второго переменного резистора,9 (через дополнительный переменный резистор 10 в этот момент ток не протекает, так как электронньм ключ 26 закрыт низким уровнем напряжения, поступающим на его вход с выхода передатчика 13 через коммутатор 27 режима). Ток, Протекающий через третий светодиод 7, обеспечивает проводящее состояние четвертого фотодиода 4, и поэтому на четвертом входе первого элемента И-НЕ 18,третьем входе третьего элемента И-НЕ 20 и входе второго инвертора 24 - высокий уровень напряжения . С выхода регулируемого элемента 16 задержки на первые входы первого, второго, третьего и четвертого элементов И-НЕ 18-21 поступает низкий уровень напряжения, на вторых входах которых также низкий уровень. Все элементы И-НЕ работают таким образом, что при наличии хотя бы на одном из входов любого элемента И-НЕ низкого уровня, на его выходе вьфабатывается высокий уровень. Поэтому у всех элементов И-НЕ 18-21 в этот момент времени на выходах присутствует высокий уровень, в результате чего индикатор 11 включен. С выхода первого инвертора 23 на первьй вход до полнительного элемента И-НЕ i. 22 поступает высокий уровень напряжения, на втором входе дополнительного элемента И-НЕ 22 также высокий уровень напряжения, который поступает через дополнительный регулируемый элемент 17 задержки. На третий вход дополнительного элемента И-НЕ 22 поступает низкий уровень напряжения с выхода второго инвертора 24. При наличии на одном из входов дополнительного элемента И-НЕ 22 низкого уровня напряжения на его выходе вырабатывается высокий уровень, поэтому индикатор 11 выкхпочен, что Свидетельствует об отсутствии тока утечки выходного блока 14 телеграфного аппарата (или о том, что амплитуда бестоковой посыпки телеграфного сигнала находится в допустимых пределах) . При этом ток через третий светодиод 7 с помощью второго переменного резистора 9 выставлен так, что в. общей точке третьего и четвертого фотодиодов 3 и 4 напряжение может сохранять свой высокий уровень до значений тока через первый светодиод 5, соответствующих допустимым амплитудам бестоковой посыпки. Еели амплитуда бестоковой посьшки превысит допустимый уровень, ток через третий фотодиод 3 становится равным току через четвертый фотодиод 4, в результате чего с этого момента времени на вход второго инвертора 24 на чнет поступать низкий уровень напряжещя, а с выхода второго инвертора 24 на третий вход дополнительного элемента И-НЕ 22 будет поступать высокий уровень напряжения. На всех трех входах дополнительного элемента И-НЕ 22 одновременно окажутся высокие уровни напряжения, поэтому на его выходе вырабатывается низкий уровень напряженияj который включает индикатор 11. С помощью втЬрого переменного резистора 9 можно устанавливать любой уровень, относительно которого будет осуществляться контроль амплитуды бестоковой посылки телеграфного сигнала. При формировании телеграфньм аппа ратом 12 стопового сигнала с выхода передатчика 13 на вход выходного блока 14 поступает высокий уровень напряжения. Выходной блок.14 открывается, через линию 30 связи и первый светодиод 5 начинает нарастать . ток по переднему фронту (токовая посьтка). В момент включения выходного блока 14 высокий потенциал; с выхода передатчика 13 через коммутатор 27 режима включает электронный ключ 26, в результате чего ток через третий светодиод 7 возрастает и определяется теперь величиной параллельно вклю ченных второго и дополнительного пер менных резисторов 9 и 10. Так как на входе первого инвертора 23 также присутствует высокий потенциал, на его выходе устанавливается низкий уровень напряжения, который сразу (без задержки) поступает на первый вход дополнительного элемента И-НЕ 2 и блокирует его работу. В результате этого на выходе дополнительного элемента И-НЕ 22 устанавливается высокий-уровень напряжения на все время стопового сигнала, что исключает включение индикатора 11. При увеличении тока через первьй светодиод 5 увеличиваются токи и через первый и третий фотодиоды 1 и 3. При достижении через первый сретодиод 5 тока, равного нижней границе допуска амплитуды токовой посьшки, в общей точке первого и.второго фотоДиодов 1 и 2 начинает появляться высокий уровень напряжения, который поступает на третьи входы первого i второго элементов И-НЕ 18 и 19 (положение нижней границы допуска амплитуды токовой посылки может регулироваться с помощью первого переменного резистора 8). Ток через первый светодиод 5, достигнув своего номи- нального значения, прекращает рост. При этом ток через третий светодиод 7 с помощью дополнительного переменного резистора 10 выставлен так, что в общей точке третьего и четвертого фотодиодов 3 и 4 напряжение может сохранять свой высокий уровень до значений тока через первый све- тодиод 5, соответствующих верхней границе допуска амплитуды токовой посылки. Поэтому для токовой посылки с номинальной амплитудой на четвертом входе первого элемента И-НЕ 18 и третьем .вх.оде третьего элемента И-НЕ 20 постоянно сохраняется высокий уровень напряжения. Через время задержки регулируемого элемента 16 задер- . жкина первых,входах всех элементов И-НЕ 18-21 появляется высокий уро- , вень напряжения. В результате на всех входах первого элемента И-НЕ 18 оказывается высокий уровень напряжения, а на его выходе вырабатывается низкий уровень, который поступает на третий вход четвертого элемента И-НЕ 21 и четвертые . входы второго и третьего элементов И-НЕ 19 и 20. На выходах второго, третьего и четвертого элементов И-НЕ 19-21 устанавливается высокий уровень, который обеспечивает выключенное состояние индикатора 11. Низкий уровень напряжения на выходе первого элемента И-НЕ 18 приводит к включению индикатора 11.Включенное состояние индикатора свидетельствует о том, что амплитуда токовой посылки телеграфного сигнала находится в рабочем w диапазоне (в поле допуска). Если по окончании работы регулируемого эле-, мента 16 задержки в линии 30 связи и через первый светодиод 5 будет протекать ток, амплитуда которого превышает рабочий диапазон для токовой посылки, ток через третий фотодиод 3 становится равным току через четвертый фотодиод 4 (равенство токов наступает в момент достижения тока через первый светодиод 5, соответствующего верхней границе допуска амплитуды токовой посылки). В общей точке третьего и четвертого фотодиодов 3 и 4 устанавливается низ кий уровень напряжения, который поступает на четвертый вход первого элемента И-НЕ 18 и третий вход третьего элемента И-НЕ 20. На выходах первого и третьего элементов И-НЕ 18 и 20 появляется высо1 ий уровень, который с выхода первого элемента И-НЕ 18 поступает на третий вход четвертого элемента И-НЕ 21 и четвертый вход второго элемента И-НЕ 19 на остальных входах которых в это. время присутствуют высокие уровни на пряжения, в результате чего на их выходах появляется низкий уровень, приводящий к включению индикатора 11 Включенное состояние индикатора 11 свидетельствует о том, что амплитуда токовой посылки телеграфного сигнала превьшшет рабочий диапазон (выш ла за пределы верхней границы поля допуска) . Положение верхней границы допуска амплитуды токовой посыпки мо жет регулироваться с помощью дополни тельного переменного резистора 10. Если по окончании работы регулиру емого элемента 16 задержки-в линии 30 связи и через первый светодиод 5 будетПротекать ток, амплитуда которого меньше рабочего диапазона дпя токовой посьшки (или ток отсутствует вообще), то в общей точке первого и второго фотодиодов 1 и 2 будет присутствовать низкий уровень напряжения, который поступает на тре тьи входы первого и второго элементон И-НЕ 18 и 19 и на их выходах устанавливается высокий уровень напряжения. Высокий уровень напряжения с выхода первого элемента И-НЕ 18 поступает на третий вход четвертого элемента И-НЕ 21 и четвертый вход третьего элемента И-НЕ 20, на осталь ных входах которых в это время присутствуют высокие уровни напряжения, в результате чего на их вькрдах появ ляется низкий уровень, приводящий к включению индикатора 11. Включенное состояние индикатора 11 свидетельствует о тЪм, что амплитуда токовой посылки не достигает рабочего диапазона линейного тока. В случае, если токовая посыпка с нормальной амплитудой имеет передний фронт, длительность которого превышэ ет длительность времени задержки регулируемого элемента 16 задержки, появ;1яется промежуток времени, в течение которого на все входы третьего и четвертого элементов И-НЕ 20 и 21 будут поступать высокие уровни напряжения, в результате чего на их выходах будут вырабатываться 1шзкие уровни, что будет приводить к кратковременному включению индикатора 11, Кратковременные включения индикатора 11 будут свидетельствовать о том, что величина искажений формируемых телеграфных посыпок за счет смещения переднего фронта превьппает заданную. Если регулируемый элемент 16 задержки выполнить с регулируемым временем задержки положительного фронта сигнала передатчика и произвести калибровку шкалы регулятора, то, изменяя время задержки, можно найти границу между включенным и не включенным состоянием индикатора 11. Время задержки регулируемого элемента 16 задержки, соответствующее этой границе, является абсолютным искажением переднего фронта токовой посыпки и может быть отсчитано по калибровочной шкале. При формировании телеграфным аппаратом 12 стартового сигнала с выхода передатчика 13 на вход выходного блока 14 начинает поступать низкий уровень напряжения. Выходной блок 14 закрывается, и ток в линии 30 связи и первом светодиоде 5 начинает уменьшаться по заднему фронту (от шины 28 питания к общей шине 29). В момент выключения выходного блока 14 на вторые входы всех элементов И-НЕ 18-21.сразу (без задержки) поступает низкий уровень напряжения, который приводит к выключению индикатора. Низкий потенциал с выхода передатчика 13 ч.ерез коммутатор 27 режима выключает электронный ключ 26, в результате чего ток через третий светодиод 7 уменьшается и определяется вторым переменным резистором 9 (определяюЬцим уровень контроля амплитуды бестоковой посыпки или тока утечки линии). С выхода первого инвертора 23 на первый вход дополнительного злемента И-НЕ 22 поступает высокий уровень напряжения. При уменьшении тока через первый светодиод 5 уменьшается ток и через третий фотодиод 3, в результате чего в общей точке Третьего и четвертого фотодиодов 3 и 4 начинает возрастать уровень напряжения . Если по окончании работы дополнительного регулируемого элемента 17задержки в линии 30 связи и через первый светодиод 5 будет протекать ток, амплитуда которого не превьшает допустимой амплитуды бестоковой посылки (ипи ток будет отсутствовать вообще), в общей точке третьего и четвертого фотодиодов 3 и 4 установится высокий уровень напряжения, а на выходе второго инвертора 24 - низ кий, в результате чего на выходе дополнительного элемента И-НЕ 22 будет высокий уровень напряжения, а индикатор 11 окажется выключенным. Если по окончании работы дополни тельного регулируемого элемента 17 задержки в линии 30 связи и через первый светодиод 5.будет протекать ток, амплитуда которого превьшает допустимую амплитуду бестоковой посылки, то на всех трех входах дополнительного элемента И-НЕ 22 окажутся высокие уровни напряжения, а на его выходе,- низкий уровень, что при ведет к включению индикатора 11. В случае, если токовая посылка имеет задний фронт, длительность которого превышает длительность задерж ки дополнительного регулируемого элемента 17 задержки, а амплитуда бес токовой посыпки не превышает допус- тимой величины, появляется промежуто времени, в течение которого на все входы дополнительного элемента И-НЕ 22 будут поступать высокие уровни напряжения, в результате чего на его выходе будет вырабатываться низкий уровень напряжения, что будет приводить к кратковременному включению индикатора 11. Кратковременные включения индикатора 11 будут свидетельствовать о том, что величина искажений формируемых телеграфных посыпок за счет смещения заднего фронта превьшает заданную. Если дополнительный регулируемый элемент 17 задержки выполнить с регулируемым временем задержки отридательного фронта сигнала передатчика 13 и произвести калибровку шкалы, то, изменяя время задержки, можно . найти границу между включенным и не включенным состоянием индикатора 11 Время задержки дополнительного регулируемого элемента 17 задержки, соответствующее этой границе, является абсолютным искажением заднего фронта токовой посылки и может быть отсчитано по калибровочной шкале. Сопоставляя абсолютные искажения фронтов телеграфного сигнала, отсчитанные по калибровочным шкалам регулируемых элементов 16 и 17 задержки, можно с высокой точностью оценит. Ьуммарные искажения телеграфньк посылок (как токовых, так и бестоковьк) по абсолютной в.еличине и знаку. Если в процессе допускового контроля амплитуды токовой посыпки будет устаноэлено, что амплитуда токовой посылки меньше рабочего диапазона, то может возникнуть необходимость установить причины уменьшения линейного тока. Для этого необходимо будет переключить коммутатор 27 режима в другое положение. В этом режиме, при формировании передатчиком 13 стопового сигнала, электронный ключ 26 закрыт низким уровнем напряжения, поступающим на его вход с выхода тр1етьего инвертора 25 через коммутатор 27 режима, и с выхода первого ийвертора 23 на первый и второй входы дополнительного элемента И-НЕ 22 поступают высокие ypoBiM напряжения. При этом, регулируя второй переменный резистор 9, находят границу включения индикатора 11, подключенного к пятому входу. По шкале регулятора второго переменного резистора 9 устанавливают, какой ток протекает в линии 30 связи. Если величина этого тока значительна (хотя и меньше рабочего диапазона линейного тока), то это может быть .вызвано увеличением активного сопротивления линейного тракта вьше допустимых норм, если величина этого тока незначительна (ток отсутствует вообще), то это может быть вызвано обрывом линейного тракта. В этом режиме работы возможно оценить величину тока утечки линии 30 связи .(т.е. ее изоляционные свойства) . Для этого от конца линии 30 связи отключается телеграфный аппарат и с помощью второго переменного резистора 9 осуществляется поиск границы вкл аченного состояния индикатора 11. По шкале регулятора второго переменного резистора 9 оценивается величина тока утечки линии связи. В предлагаемом устройстве полсвгение рабочего диапазона контроля амплитуды токовой посылки и его ширина могут регулироваться в процессе эксплуатации с помощью первого и дополнительного переменных резисторов 8 и 10, а с помощью второго переменного резистора 9 можно оперативно регулировать положение уровня контроля амплитуды бестоковой посыл ки и величины тока утечки линии связи. При этом в устройстве обеспечивается высокая временная и температурная стабильность всех уровней контроля (благодаря предлагаемому включению оптоэлектронных элементов в устройстве изменение проводящих свойств первого и третьего фотодиодов 1 и 3 под д ействием дестабилизирующих факторов компенсируется практически полностью аналогичным измерением проводящихсвойств второго и четвертого фотодиодов 2 и А),

Таким образом, предлагаемое оптоэлектронное устройство для контроля линейного тракта электронного телеграфного аппарата имеет следующие технические пр.еимущества по сравнению с известным: позволяет х: более высокой точностью оценивать искажения длительности телеграфных сигналов, так как обеспечивает допусковый контроль длительности телеграфных посылок не только с учетом искажений длительности переднего фронта,

посылок, но и с учетом искажений длительности заднего фронта; обеспечивает более высокую точность текущего контроля амплитудных параметров телеграфных сигналов, так как

при допусковом контроле амплитуды токовых посылок одновременно осуществляется допусковЬ1й контроль амплитуды бёстоковых посылок в линейном тракте, позволяет повысить тон

ность контроля параметров линейного тракта, так как кроме контроля об,рывов, активных и реактивных сопротивлений, осуществляется также контроль утечки физической линии.

ОПТОЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЛИНЕЙНОГО ТРАКТА ЭЛЕКТРОННОГО ТЕЛЕГРАФНОГО АППАРАТА, по авт. св. № 879803, отличающ е .е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, в него введены дополнительный переменный резистор, три инвертора, дополнительный регулируемый элемент задержки, коммутатор режима, дополнительный элемент И-НЕ электронный ключ, при этом управляю1Щ1Й вход электронного ключа соединен с выходом коммутатора режима и вхоiCr€OI03f.,se ,i. Tf«lf«q j(j SeS4KOTE«fA дом первого инвертора, а первый и второй выходы электронного клича подключены соответственно к общей,шине и через дополнительный переменный резистор к точке соединения третьего светодиода и второго переменного резистора, выход перйого инвертора подключен к первому входу дополнительного элемента И-НЕ непосредственно, а к второму входу - через дополнительный регулируемый элемент задержки, третий вход дополнительного: элемента И-НЕ соединен с выходом второго инвертора, вход которого соединен с точкой соединения третьего и четвертого фо-8 тодиодов, а выход дополнительного эле мента И-НЕ подключен к входу индикатора, причем выход передатчика соединен с первым входом коммутатора режима и с входст третьего инвертора, выход которого подключен к вто-. § рому входу коммутатора режима. IN9 00 4 О СО