Устройство для обмена информацией между двумя абонентами Советский патент 1987 года по МПК G06F13/00 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для дуплексного и асинхронного обмена информацией по двухпроводной линии связи межлу двумя абонен- тами,

Цель изобретения - расширение . класса решаемых задач путем обеспечения одновременного двунаправленного асинхронного обмена информацией по двухпроводной линии связи.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит первый I и второй 2 приемопередающие блоки, при чем первые 3 и вторые 4 линейные входы-выходы блоков 1 и 2 соединеш; через двухпроводную линию 5 связи. Блок 1 содержит первый передающий 6 и первый приемный 7 оптроны, элемент И 8 и первьй усилитель 9, вход которого является абонентским информагр - oHHbW входом 10 блока 1. Выход усилителя 9 через первый нагрузочньй резистор 11 соединен с ншной 32 положительной полярности источника питания блока 1 и входом оптрона 6, подключенного к шине 13 нулевого потенциала блока 1, который также содержит второй передающий 14 и второй приемный 15 оптроны, второй услгш- тель 16, второй нагрузочный резистор 17 и элемент ИСКПЮЧАЩЕЕ ИЛИ 1Й и абонентский информационный выход 19.

Блок 2 содержит последовательно включенные первый передающий 20 и первый приемный 21 оптронь, элемент И 22 к первый усилитель 23, вход которого является -абонентским йнфор- мацнонньяи входом 24 блока 2, а выход соедин1ен через первый нагрузочный ре зистор 25 с шиной 26 положительной полярности источника питания блока 2 и первьм входом оптрона 20, вто- рой вход которого подключен к шине 27 нулевого потенциала блока 1. Первый выход оптрона 20 ч:ерез первый токозадающий резистор 28 соединен с шиной 29 положительного полюса источника питания линии 5. Блок,2 также содержит второй передающий 30 и второй приемный 31 оптроны, второй усилитель 32, второй нагрузочный резистор 33, второй токозадающий резистор 34 и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ 1-ШИ 35. Первый выход оптрона 30 че-; рез резистор 34 соединен с шиной 3f отрицательной полярности источника

I

питания линии 5. Выход оптрона 31 соединен с первым входом элемента И 22, выход которого является або-: нентским 1Шформационным выходом 37 блока 2. Первый вход оптрона 31 соединен с входом-выходом 3 блока 2, вход-выход 4 блока 2 соединен с шиной 38 нулевого потенциала линии. На чертеже показаны также связи 39-44 между элементами устройства.

Усилители 9, 16, 23 и 32 представляют собой буферные ТТЛ-элементы с открытым коллектором и предназначены для управления светодиодами соответствующих передающих оптронов 6, 14, 20 и 30. При наличии О (низкого потенциала) на входе 10 выходные транзисторы усилителей 9. и 16 насыщаются. В результате этого ток от шины 12 течет через резисторы И и 17 и через эти насыщенные транзисторы стекает на шину 13. При этом светодиод оптрона 6 шунтирован открытым выходным транзистором уси. г- лителя 9 и, следовательно, не излучает свет, а светодиод оптрона 14 пропускает ток и, следовательно, излучает свет. Аналогично, при подаче О на вход 24 светодиод оптрона 30 излучает свет, а светодиод оптрона 20 погашен. При подаче 1 (высокого потенциала) на вход 10 выходные транзисторы усилителей 9 и 16 выключаются, т.е. выходное сопротивление усилителей 9 и 16 становится высоким (например, превьш1ающим 1 МОм). При этом ток через реэистор 11 вынужден течь через светодиод оптрона 6, включая его, а ток через светодиод оптрона 14 становится практически равным нулю, что приводит к его выключению. Ангшогично, при подаче 1 на вход 24 светодяод оптрона 20 включается, а светодиод оптрона 30 выключается.

I

Передающие оптроны 6, 14, 20 и 30 предназначены для передачи информации в линию 5. Если потенциал коллектора выходного транзистора оптрона 6 (14, 20, 30) более положителен, чем потенцигш эмиттера, и на этот транзистор поступает световой поток от соответствующего светодиода, то транзистор переходит в состояние на- сьш;ения, при котором коллектор замыкается с эмиттером. Во всех остальных случаях (при отсутствии светового потока или (и) при обратном включении транзистора) транзистор выклювертированием своего сигнала с помощью цепочки элементов 10-18-43-8- 19 (24-35-44-22-37), поскольку элемент 18 (ЗЗ) в данном режиме работает как инвертор.

Четвертая строка таблицы соответствует подаче на входы 10 и 24 1. В этом случае срабатьшают оптроны 6 и 20 и создаются условия для протекания тока от источника Е, через эле- Ю щего оптрона соединен с первым линейменты 29-28-20-21-3-6-7-4-38. На выходах оптронов 7 и. 27 (точки 39,41) формируются нули, в результате чего элементы 18 и 35 передают сигналы с входов 10 и 24 без инвертирования. Поэтому срабатывают элементы И 8 и

22 и на выходах 19 и 37 формируется II111

1

Переходные процессы в устройстве могут сопровождаться появлением крат ковременных ложных импульсов на выходах 19 и 37. Эти импульсы могут быть подавлены, например, с помощью интегрирующих КС-цепей, подключаемых к выходам 19 и 37. Альтернативным решением может являться многократный программный опрос выходов с выявлением неустойчивых логических значений сигналов, как это обычно делается при программной компенсации дребезга контактов механических переключателей. Указанные ложные импульсы могут и не влиять на работоспособность системы. Например, два встречно включенных (через устройство телетайпа не реагируют на эти ложные импульсы в силу своей механической

инерционности.

)

Формула изобретения

Устройство для обмена информацией между двумя абонентами, содержащее два приемопередающих , блока, абонентские информационные входы и выходы которых являются соответственно абонентскими информационными входами и выходами устройства, а первый и второй линейные входы-выходы первого приемопередающего блока;-.: соединены через линию связи соответственно с первым и вторым входами- выходами второго приемопередающегоi блока, причем первый приемопередающий блок включает первые передакиций и приемньш оптроны, элемент И, первый усилитель, вход которого является абонентским информационным входом первого приемопередающего блока.

25

ным входом-выходом первого приемопередающего блока, первый и второй входы первого приемного оптрона подключены соответственно ко второму линей- 15 ному входу-выходу первого приемопередающего блока и второму выходу первого передающего оптрона, второй приемопередающий блок включает первые приемный и передающий оптроны, зле- 20„мент И и первый усилитель, вход которого является абонентским и информационным входом второго приемопередающего блока, а выход подключен через первый нагрузочный резистор к шине положительной полярности источника питания второго передающего блока и первому входу первого передающего оптрона, второй вход и первый выход

которого подключены соответственно

30 к шине нулевого потенциала источника питания второго приемопередающего блока и через первый токозадающий резистор - к шине положительной полярности первого линейного источниос ка питания, первый и второй входы первого приемного оптрона соединены соответственно с первым линейным входом-выходом второго приемопере- .дающего блока и вторым выходом пер40 вого передающего оптрона, отличающееся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач устройства за счет одновременного двух- направленного асинхронного обмена,

45 в первый приемопередающий блок введены вторые приемный и передающий оптроны, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй усилитель, второй нагрузочный резистор, а во второй приемопе50 редающий блок - вторые приемный и передающий оптроны, второй усилитель, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй нагрузочный резистор и второй токозадающий резистор, причем в пер55 вом приемопередающем блоке выходы первого и второго приемных оптронов подключены соответственно к первым входам элемента И и элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, вторым входом соединен283777 6

а выход соединен через первый нагру- зочньп резистор с шиной положительной полярности источника питания первого приемопередающего блока и первым входом первого передающего оптро- на, второй вход которого подключен к шине нулевого потенциала источника питания первого приемопередающего блока, первый выход nepBOlr o передаю

25

ным входом-выходом первого приемопередающего блока, первый и второй входы первого приемного оптрона подключены соответственно ко второму линей- 15 ному входу-выходу первого приемопередающего блока и второму выходу первого передающего оптрона, второй приемопередающий блок включает первые приемный и передающий оптроны, зле- 20„мент И и первый усилитель, вход которого является абонентским и информационным входом второго приемопередающего блока, а выход подключен через первый нагрузочный резистор к шине положительной полярности источника питания второго передающего блока и первому входу первого передающего оптрона, второй вход и первый выход

которого подключены соответственно

30 к шине нулевого потенциала источника питания второго приемопередающего блока и через первый токозадающий резистор - к шине положительной полярности первого линейного источниос ка питания, первый и второй входы первого приемного оптрона соединены соответственно с первым линейным входом-выходом второго приемопере- .дающего блока и вторым выходом пер40 вого передающего оптрона, отличающееся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач устройства за счет одновременного двух- направленного асинхронного обмена,

45 в первый приемопередающий блок введены вторые приемный и передающий оптроны, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй усилитель, второй нагрузочный резистор, а во второй приемопе50 редающий блок - вторые приемный и передающий оптроны, второй усилитель, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй нагрузочный резистор и второй токозадающий резистор, причем в пер55 вом приемопередающем блоке выходы первого и второго приемных оптронов подключены соответственно к первым входам элемента И и элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, вторым входом соединенчен, т.е. его коллектор оборван внутри оптрона.

Приемные оптроны 7, 15, 21 и 31 предназначены для приема информации из линии 5. Светодиод приемного оптрона 7 (15,21,31) включается в том случае, когда потенциал его анода более положителен, чем потенциал катода и, кроме того, через него протекает достаточно большой ток (например, порядка 10 мА). Если ток через светодиод при прямом смещении близок к нулю (при размыкании последовательно включенного с ним транзистора передающего оптрона) или : если на светодиод подано обратное С1 1е1цёние, свет не излучается. Если светодиод оптрона 7 (15, 21, 31) излучает свет, то на его выходе 39 (40, 41, 42) сформирован О в противном случае - 1,

Элемента И 8 и 22 и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 18, 35 вьшолняют соответственно функции конъюкции и суммирования по модулю два сигналов, поступающих на их входы.

Линия 5 связи гальванически развязана от информационных входов (Ю, 24) и выходов (19, 37) устройства. Питание линии производится от двух источников: Е, с заземленным отрицательным полюсом) и заземленным положительным полюсом). Шина 38 заземления линии 5 может быть гальванически развязана со схемной землей шиной 27 блока 2 и со схемной землей шиной I3 блока 1. Линейные источники питания Е, и Е гальванически развязаны со штатными источниками питания блоков 1 и 2. Линия 5 связи предпочтительно выполняется в виде скрученной пары проводов с целью повьшения помехозащищенности.

ми, предлагаемое устройство функц онально эквивалентно двум незави- симьм каналам для однонаправленной передачи информации: вход 10 - вы- 5 ход 37 и вход 24 - выход 19.

Блоки I и 2 в функциональном от ношении равноправны. Отличия между ними лишь в том, что источники питания линии находятся в одном из fO них, в данном примере в блоке 2, с занном, например, с ЭВМ.

Устройство работает следующим о разом.

В таблице показаны четыре возмож 5 ных состояния устройства при различ ных комбинациях сигналов на его вхо дах.

Из таблицы следует, что выходны сигналы совпадают с входными, пост 20 пающИхШ с противоположной стороны, т.е. сигнал на выходе 37 в любой си туации повторяет сигнал на входе 10 а сигнал на выходе 19 совпадает с сигналом, поданным на вход 24. Таки 5 образом, два независимых встречных I потока информации проходят друг сквозь друга и поступают на соответ ствующие выходы.

30

Первая строка таблицы соответств ет подаче-на входы 10 и 24 О..В этом случае оптроны 6 и 20 выключе35

ны, а оптроны 14 и 30 включены. Это создает благоприятные условия для протекания тока от источника Е через элементы 38-4-15-14-3-31-30-34- 36, поэтому срабатывают оптроны 15 .и 31 и на их выходах 40 и 42 формируются о. Оптроны 7 и 21 выключе 0 ны поэтому на их выходах 39 и 41 сформированы 1. Нулевые сигналы с выходов оптронов 15 и 31 (точки 40 и 42) проходят через элементы И

8 и 22 на соответствующие выходы 19 Устройство предназначено для обес- J и 37 устройства, лечения одновременной двунаправленной связи между двумя абонентами, например печатающим устройством и ЭВМ (или каким-либо другим абонен50

том). Например, из ЭВМ по линии 5 может передаваться поток битов, в которых зашифрован тексгт для выдачи на печать и управляющие воздействия (перевод строки и др). В то же время, по той же линии 5 в противоположном направлении может передаваться сообщение о состоянии печатающего устройства (Готовность, Обрьш бумаги и др). Другими слова55

Вторая и третья строки таблигуы соответствуют подаче разноименных сигналов на входы устройства. В обоих случаях ток в линии отсутствует, хотя светодиоды оптронов 14 и 20 или 6 и 30 излучают свет. Логика работы устройства в этих двух режимах такова. Если блок 1 (2) увидел, что тока в линии нет, то он узнает, что с противоположной стороны опред

.ляется сигнал, не совпадающий с его собственным сигналом, поданным на Вход 10 (24). Поэтому сигнал на выходе 19 (37) может быть получен инми, предлагаемое устройство функционально эквивалентно двум незави- симьм каналам для однонаправленной передачи информации: вход 10 - вы- 5 ход 37 и вход 24 - выход 19.

Блоки I и 2 в функциональном отношении равноправны. Отличия между ними лишь в том, что источники питания линии находятся в одном из O них, в данном примере в блоке 2, связанном, например, с ЭВМ.

Устройство работает следующим образом.

В таблице показаны четыре возмож- 5 ных состояния устройства при различных комбинациях сигналов на его входах.

Из таблицы следует, что выходные сигналы совпадают с входными, посту- 0 пающИхШ с противоположной стороны, т.е. сигнал на выходе 37 в любой ситуации повторяет сигнал на входе 10, а сигнал на выходе 19 совпадает с сигналом, поданным на вход 24. Таким 5 образом, два независимых встречных I потока информации проходят друг сквозь друга и поступают на соответ- ствующие выходы.

30

Первая строка таблицы соответствует подаче-на входы 10 и 24 О..В этом случае оптроны 6 и 20 выключе

ны, а оптроны 14 и 30 включены. Это создает благоприятные условия для протекания тока от источника Е через элементы 38-4-15-14-3-31-30-34- 36, поэтому срабатывают оптроны 15 и 31 и на их выходах 40 и 42 формируются о. Оптроны 7 и 21 выключе. ны поэтому на их выходах 39 и 41 сформированы 1. Нулевые сигналы с выходов оптронов 15 и 31 (точки 40 и 42) проходят через элементы И

8 и 22 на соответствующие выходы 19 и 37 устройства,

Вторая и третья строки таблигуы соответствуют подаче разноименных сигналов на входы устройства. В обоих случаях ток в линии отсутствует, хотя светодиоды оптронов 14 и 20 или 6 и 30 излучают свет. Логика работы устройства в этих двух режимах такова. Если блок 1 (2) увидел, что тока в линии нет, то он узнает, что с противоположной стороны определяется сигнал, не совпадающий с его собственным сигналом, поданным на Вход 10 (24). Поэтому сигнал на выходе 19 (37) может быть получен иниого с абонентским информационным входом первого приемопередающего блока и через второй усилитель с первым входом второго передающего оптрона, первый выход которого подключен ко второму линейному входу- выходу первого приемопередающего бло ка, второй вход через второй нагрузочный резистор - к шине положительной полярности источника питания пер вого приемопередающего блока, первый и второй входы второго приемного оптрона соединены соответственно со вторым линейным входом-выходом первого приемопередающего блока и вторым выходом второго передающего оптрона, выход элемента /ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен со вторым входом элемента И, выход которого является абонентским информационным выходом первого приемопередающего блока, причем во втором приемопередающем блоке выход первого приемного оптрона подключен к I первому входу элемента ИСКЛЮЧАЙЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с абонентским информационным входом второго приемопередающего блока и

-

через второй усилитель с первым входом второго передающего оптрона, вторым входом подключенного через вто рой нагрузочный резистор к шине положительной полярности источника питания второго приемопередающего .блока, а первьм выходом через второй то- козадающий резистор - к шине отрицательной полярности второго линейного 10 источника питания, первый и второй входы второго приемного оптрона соединены соответственно с первым ли нейным входом-выходом второго приемопередающего блока и вторым выходом

15 BTOpojro передакнцего оптрона, а выход - с первым входом элемента И, второй вход и выход которого подключены соответственно к выходу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и абонентскому ин20 формационному выходу второго приемопередающего блока, второй линейный вход-выход второго приемопередающего блока соединен с шиной отрицательной полярности первого линейного йс25 точника питания и с шиной положительной полярности второго лииейиого ис- точника питания.

Редактор Л. Пчолинская

Составитель В. Вертлиб Техред Л.Олейник

Заказ 7443/48

Тираж 670 Подписное

ВНИИШ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор А, Обручар

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для дуплексного асинг- кронного обмена информацией по двух- лроводной линии связи между двумя абонентами. Целью изобретения является расширение класса решаемых задач за счет обеспечения возможности дуплексного асинхронного обмена по двухпроводной линии. Цель достигается ;тем, что в устройство, содержащее два соединенных двухпроводной линией связи приемопередающих блока, каждый из которых включает первый приемный и передающий оптроны, первые усилители, элемент И и первый нагрузочный резистор, а второй приемопередающий блок содержит дополнительно первый токозадающий резистор, в первый и второй приемопередающие блоки введены вторые передающие и приемные оптроны, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, вторые усилители и вторые нагрузо - ные резисторы, а во второй приемопередающий блок - дополнительно второй токозадающий резистор. I ил. (/} tsD 00 СО vj -Kj