Оптоэлектронное устройство для регистрации телеграфных сигналов Советский патент 1986 года по МПК H04L1/00 

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано в телеграфной и вычислительной технике.

Цель изобретения - повьшение точности регистрации однополярных сиг- налов со случайно изменяющимися параметрами.

На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема предложенного устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма работы устройства.

Оптоэлектронное устройство для регистрации телеграфных сигналов содержит светодиод 1, фотодиод 2, буферный усилитель 3, первый операцион- ный усилитель 4, первый 5 и второй б диоды, резистор 7, триггер 8, первый 9 и второй 10 делители напряжения, конденсатор 11, второй 12, третий 13, четвертый 14 и пятый 15 операционные усилители, коммутатор 16, аналоговый блок 17 памяти, а также третий 18 и четвертый 19 делители напряжения.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии сигнала на входе устройства (бестоковая по сылка) ток через .светодиод 1 и оптически связанный с ним фотодиод 2 не протекает поэтому на резисторе 7 отсутствует напряжение. Конденсатор 11 не заряжен, и на обоих входах операц1ионно- го усилителя 4 также отсутствует напряжение, в результате чего на его выходе, а соответственно на выходах аналогового блока 17 памяти и делителей 9, 10, 18 и 19 напряжения - нулевые потенциалы. Ввиду отсутствия напряжения на обоих входах операционного усилителя 12 на его выходе - ну-

левой потенциал. Нулевые потенциалы поступают и на оба входа операционного усилителя 13, в результате чего на его выходе - низкий уровень напряжения, который обеспечивает нулевой потенциал на выходе буферного усилителя 3, Также отсутствуют напряжения и на входах операционных усилителей 14 и 15, в результате чего на их выходах - нулевые потенциалы, которые

, поступают на (управлякнцие) входы триггера 8 и не влияют- на его состояние (триггер В управляется высокими потенциалами). При этом при первоначальном включении источника пита- ния устройства триггер 8 устанавливается в единичное состояние, которое обеспечивает подачу на (управляю

5

0

щие) третий и четвертый входы коммутатора 16 такого кода, при котором обеспечувается передача через коммутатор 16 сигналов на (инвертирующий) второй вход операционного усилителя 12 с выхода делителя 10 напряжения.

При поступлении на вход устройства сигнала (токовой посылки) через светодиод 1, а соответственно и фотодиод 2 начинает протекать ток, в результате чего па резисторе 7 начинает возрастать напряжение, пропорциональное амплитуде, входного сигнала. Когда ток через светодиод 1 достигает значения, при котором напряжение на резисторе 7 превышает порог включения операционного усилителя 13, определяемого в этом случае напряжением отсеч:ки диода 5 и пороговой чувствительностью операционного усилителя 13, на выходе устройства появляется высокий уровень напряжения,

В процессе увеличения амплитуды входного сигнала увеличивается напряжение на резисторе 7 и конденсаторе 11, который заряжается фототоком через диод 6. При этом напряжения на обоих входах операционного усилителя 4 изменяются по одинаковому закону, в результате чего на его выходе сохраняется нулевой потенциал, состояние аналогового блока 17 памя-ти не изменяется, и на выходах,делителей 9, 10, 18 и 19 напряжения - нулевые потенциалы. При достижении входным сигналом максимального (установившегося) значения заканчивается заряд конд,енсатора 11. Напряжение на Конденсаторе 11 воздействует на (не- . инвертирукщда) первый вход операционного уси.пителя 12,. на (инвертирующем) втором входе которого по-прежнему потенциал, близкий к нулевому, в результате чего на его выходе устанавливается потенциал, пропорциональный амплитуде входного сигнала. Потенциал с выхода операционного усилителя 12 ,поступает на (инвертирующий) первый вход операционного усилителя.13 и оп- .ределяет порог срабатьгаания операционного усилителя 13, а следовательно, определяет и уровень регистрации входного сигнала.

При :теньшении амплитуды входного сигнала (бестоковая посылка) уменьшается ток через светодиод 1, а следовательно g и через фотодиод 2, что приводит к уменьшению напряжения на

3

резисторе 7. Однако напряжение на конденсаторе 1-1 не изменяется, так как диод 6 запирается и исключает разряд конденсатора 11 через резистор 7. В процессе уменьшения амплитуды входного сигнала уменьшается напряжение на (инвертирующем) первом входе операционного усилителя 4, поэтому на его выходе напряжение увеличивается пропорционально разности между амплитудным значением входного сигнала (напряжение на конденсаторе 11) и его уменьшающимся значением (напряжение на резисторе 7).

По мере уменьшения амплитуды входного сигнала растет напряжение .на выходе операционного усилителя 4, которое поступает на вход аналогового блока 17 памяти. Если амплитуда бес- токовой посылки не равна нулю (имеет место утечка), то на вход аналогового блока 17 памяти поступает напряжение, максимальное значение которого пропорционально разности между

амплитудами токовой и бестоковой посылок.. С выхода аналогового блока 17 памяти это напряжение поступа ет на делители 9, 10, 18 и 19 напряJжeния.

При поступлении на вход устройства токовой посылки и достижении ею уровня 1 (фиг, 2а) на выходе устройства появляется высокий уровень напряжения (фиг. 2S, момент t ). При этом состояние триггера 8 не изменяется. После того, как увеличи- в-ающаяся амплитуда токовой посылки становится больше значения, соответствующего уровню регистрации сигнала на заднем фронте (фиг. 2а, уровень Ij) и достигает значения 1 (фиг,. 2а, момент t) включается операционный усилитель 14 и его выходной потенциал высокого уровня переводит триггер 8 в нулевое состояние (к этому времени операционный усилитель 15 уже выключен). При этом коммутатор 16 подключает, к (инвертирующему) второму входу операционного усилителя 12 делитель 9 напряжения, который задает уровень регистрации на заднем фронте сигнала, в результате чего в устройстве устанавливается уровень регистрации I, (фиг, 2в), При этом состояние операционного усилителя 13 не изменяется, так как уровень 1 устанавливается в тот

46393 .4

момент, когда амплитуды входного сигнала больше уровня I (I ).

При поступлении на вход устройства бестоковой посылки начинает умень5 шаться амплитуда токовой посылки и, когда значение сигнала достигает значения I , соответствующего установившемуся порогу переключения на заднем фронте, операционный усилитель

10 переключается и на выходе устройства устанавливается низкий уровень напряжения (фиг., 2с,Г, момент t,) .

После того,,как уменьшающаяся амплитуда входного сигнала становится

15 меньше значения, соответствукнцего уровню регистрации сигнала на переднем фронте (фиг. 2, уровень 1) и достигает значения I. (фиг, 2о, момент t) , включается операционный

20 усилитель 1.5 и его выходной потенциал .высокого уровня переводит триггер 8 в единичное состояние (к этому времени операцион1й.1й усилитель 14 уже выключен), При этом коммутатор Т6

25 подключает к (инвертирующему) второму входу операционного усилителя 12 делитель 10 напряжения, который задает уровень регистрации на переднем фронте сигнала, в результате чего

30 в устройстве вновь устанавливается уровень регистрации I , При этом состояние операционного усилителя 13 не изменяется, так как уровень 1 устанавливается в тот момент,когда амп-. литуда входного сигнала меньше уровня i, (I., i li) .После этого устройство готово для приема вновь токовой посылки.

Для обеспечения устойчивого функционирования устройства необходимо,

дл чтобы напряжение на выходе делителя 10 напряжения всегда было больше напряжения на выходе делителя 9 напряжения, а напряжение на выходе де- лителя 18 напряжения всегда было

j меньше напряжения на выходе делителя 19 напряжения, что обеспечивается при .выполнении условий: К ..t К 18Ж19, К 9, К 10, К 18, К 19 -коэффициенты деления соответственно делиJQ телей9, 10, 18 и 19 напряжения. При этом важно, чтобы К , что обеспечивает выполнение условия и , что обеспечивает вьшолнение условия ( 2а).

55 Формула изобретения

Оптоэлектронное устройство для регистрации телеграфных сигналов,

содержащее светодиод, оптически связанный С фотодиодом, анод которого соединен с первым выводом резистора, с анодом первого диода, с анодом второго диода и первым входом первого операционного усилителя, второй вход которого подключен к первому выводу конденсатора и первому входу второго операционного усилителя, выход которого подключен к первому входу третьего операционного усилителя, второй вход которого соединен с катодом первого диода, второй вход второго операционного усилителя подключен к выходу коммута- ropaj первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно первого и второго делителей напряжения, первые входы которых объединены и подключены к вькоду аналогового блока памяти, первый и второй входы которого подключены к . BTopiJM входам первого и второго делителей напряжения, к второму вьшоду резистора и второму выводу конденсатора, третий вход аналогового бло- . ка памяти соединен с выходом первого операционного усилителя, выход третьего операционного усилителя соединен с входом буферного усилителя, триггер, первьй и второй выходы которого

подключены соответственно к третьему и четвертому входам коммутатора, при этом катод фотодиода подключен к шине питания, .а второй вывод резистора соединен с общей шиной, о т л и чающееся тем, что, с целью повьппения точности регистрации од- нополярньгк сигналов со случайно изменяющимися параметрами, в него введены четвертый и пятый операционные

усилители и третий и четвертый делители напряжения, выходы которых соединены с первыми входами соответственно четвертого и пятого операционных усилителей, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами триггера, причем вторые входы четвертого и пятого операционных усилителей соединены с первым входом аналогового блока памяти, выход которого соединен с первыми входами третьего и четвертого делителей напряжения, вторые входы которых подключены к второму входу первого делителя напряжения.

Редактор О. Головач

Фмг.г

Составитель О, Геллер Техред Л.Олейник

Заказ.4024/57 Тираж 624Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственцр-полиграфическоё предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор Л. ПилипеНко

Изобретение относится к электросвязи и м.б. использовано в телеграфной и вычислительной технике. Повьша- ется точность регистрации однополяр- ных сигналов со случайно изменяющимися параметрами. Уст-во содержит све- тодиод 1, фотодиод 2, буфер ный усилитель 3, Т1ЯТЬ операционных усилителей (СУ) 4, 12, 13, 14 и 15, два 5 и 6, резистор 7% триггер 8, четыре делителя напряжения (ДН) 9, 10, 18 и 19, конденсатор 11, коммутатор 16 и аналоговьй блок памяти (АБП) 17. По мере уменьшения амплитуды входного сигнала растет напряжение на выходе ОУ 4, которое поступает-на вход АБП 17. С выхода АБП 17 это напряжение поступает на ДН 9, 10, 18 и 19. Для устойчивого функционирования уст- ва необходимо, чтобы напряжение на в ыходе ДН 10 (ДН18) всегда было больше (меньше) напряжения на выходе ДН9 (ДН19). После того, как уменьшающаяся амплитуда входного сигнала станет меньше значения, соответ- ствуницего уровню регистрации сигнала на переднем фронте, включается ОУ 15 и его выходной потенциал высокого уровня переводит триггер 8 в единичное состояние (к этому времени ОУ 14 уже выключен). Цель достигается введением ОУ 14, 15 и ДН 18, 19. 2 ил. с (Л 4;; Од со со со Фиг.1