Устройство для передачи информации с вращающегося объекта Советский патент 1987 года по МПК G08C21/00 

11

Изобретение относится к телеметрии и может быть использовано для передачи информации с вращающихся объектов.

Цель изобретения - повышение быст родействия и расширение функционапь- ных возможностей устройства путем введения в него функции телеуправления..

На фиг.1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - принципиальная электрическая схема детектора паузы; на фиг.З -принципиальная электрическая схема таймера; на фиг.4 - конструкция вращающихся конденсаторов.

Устройство содержит на передающей стороне 1 блок 2 датчиков, ана- ЛОГО-1ЩФРОБОЙ преобразователь 3,

D-триггер 4, компаратор 5, элемент И 6, компаратор 7, регистр 8, формирователи 9 и 10 импульсов, линию 11 связи, инвертор 12, таймер 13, элемент 14 задержки, шину 15 нулевого потенциала и детектор 16 паузы, на приемной стороне 17 - блок 18 памяти, формирователи 19 и 20 импульсов, линию 21 связи, детектор 22 паузы, таймер 23, компаратор 24, элемент И 25, D-триггер 26, инвертор 27, элемент 28 задержки, шину 29 нулевого потенциала, шину 30 управляющего кода, генератор 31 тактовых, импульсов, элементы съема информации в виде вращающихся конденсаторов 32-34.

Детектор 16 паузы содержит резисторы 35 и 36, транзистор 37, конденсатор 38, резисторы 39 и 40 и компаратор 41.

Таймер 13 содержит инвертор 42, счетчик 43 и D-триггер 44.

Таймер 13 работает следующим образом.

На счетный вход счетчика 43 поступают тактовые импульсы, а на его вход предварительной записи - выходные сигналы с детектора 16 паузы. Когда ,на вход предварительной записи счетчика 43 приходит положительный перепад напряжения (начало паузы), в счетчик 43 заносится число N, равное числу передаваемых разрядов командного управляющего слова, а на установочный вход D-триггера 44 поступает логический ноль. При этом на выходе таймера 13, которым является инверсный выход D-триггера 44, появляется логический ноль. После

L

0

5

5

0

5

0

5

0

5

73 ,2

окончания паузы на счетный вход счетчика 43, работающего в режиме вычитания, начинают вновь поступать тактовые импульсы. Как только счетчик 43 подсчитает N тактовых импульсов, на его выходе переполнения появляется короткий отрицательньй импульс, положительный фронт которого переключает D-триггер 44 (так как его D-ВХОД подключен к общей шине) и на выходе таймера появляется логическая единица.

Таймер 23 работает аналогично.

Детектор 16 паузы работает следующим образом. Тактовые импульсы поступают через резистор 35 на базу транзистора 37, работающего в ключевом режиме, который периодически закрывается, когда на его базу поступает логический ноль. При этом, когда транзистор 37 закрыт, конденсатор 38 стре-г мится зарядиться через резистор 36 до напряжения +(,, а когда транзистор 37 открыт, конденсатор 38 разряжается через него. Пока на базу транзистора 37 поступают импульсы, напряжение на конденсаторе 38 изменяется незначительно и не превосходит порогового напряжения, прикладываемого к инвертирующему входу компаратора 41. При этом на его выходе присутствует сигнал логического нуля.

Если в течение некоторого времени тактовые импульсы отсутствуют, т.е. на базу транзистора 37 поступает логический ноль, то напряжение на конденсаторе 38 успевает нарасти до в&пичины, превьш1ающей пороговое, и компаратор 41 срабатывает, в результате чего на его выходе образуется положительный перепад напряжения, по которому запускается таймер 13.

Детектор 22 паузы работает аналогично.

Передающая сторона 1 и первые обкладки конденсаторов 32-34 вращаются вместе с объектом, а приемная сторона 1 7 и вторы€; обкладки конденсаторов неподвижны.

Устройство работает следующим образом.

До тех пор, пока на управляющий вход тактового генератора 31 поступает сигнал логической единицы, на его выходе присутствуют тактовые импульсы, которые передаются через конденсатор 34 на вращающуюся часть

1

оборудования, где восстанавливаются по уровню с помощью компаратора 7 и синхронизируют работу всех блоков, входящих как в приемник, так и в передатчик. При этом выходные сигналы обоих детекторов 16 и 22 паузы соответствуют логическому нулю, на выходах обоих таймеров 13 и 23 - логической единице, а на выходах инвер- торов 12 и 27 - логическому нулю. На второй вход формирователя 9 поступает логическая единица, при этом его двунаправленная шина является передающей, а на первый вход формировате- ля 10 поступает логический ноль и его двунаправленная шина является приемной. На второй вход компаратора 5 поступает логическая единица, являю- .щаяся сигналом блокировки, а на вто- рой вход элемента И 6 поступает логический ноль, при этом ее выход не отключается. Аналогично на приемной стороне 17 на третий отключающий вход элемента И 25 поступает логичес- кая единица и ее выход отключается (переходит в третье, т.е. высокоим- |педанское состояние), на третий (управляющий) вход компаратора 24 поступает логический ноль, разрешаю- щий его работу, а на управляюш;ие входы формирователей 19 и 20 поступает соответственно логическая единица и логический ноль. При этом информация с выхода аналого-цифрового преобразователя 3 поступает через формирователь 9 в линию 11 связи, откуда - на формирователь 10 и с его выхода - на третий вход элемента И 6, на первый вход которого поступают тактовые импульсы. На выходе элемента И 6 (фиг.З) вырабатываются пачки тактовых импульсов, длительность которых определяется единичной информацией на третьем входе элемента И 6, т.е. когда на третьем входе элемента И 6 логическая единица, то на ее выходе - тактовые импульсы, а когда логический ноль, то на ее выходе также логический ноль. Импульсы с выхода элемента И 6 передаются через кон-- денсатор 32 на приемную сторону, где восстанавливаются по уровню с помощью компаратора 24 и поступают на первый вход D-триггера 26, на вход синхронизации (С-вход) которого поступают задержанные тактовые импульсы. Величина временной задержки выбирается такой, чтобы импульсы на втором

173

входе D-триггера 26, по положительным фронтам которых происходит запись информации, поступали несколько позже, чем сигналы на первый (D-вход) вход D-триггера 26, т.е. чтобы скомпенсировать временную задержку, вносимую элементом И 6 и компараторами 7 и 24, возникающую при передаче тактовых импульсов с генератора 31 в передатчик 1, а затем через компаратор 7, элемент И 6 и компаратор 24 обратно в приемник. Конденсаторы 32-34 дополнительной временной задержки не вносят, так как они дифференцируют проходящие через них импульсы. Сигналы на выходе D-триггера 26 практически совпадают с сигналами на выходе аналого-цифрового преобразователя 3 за исключением временной задержки, величина которой определяется быстродействием входящих в устройство элементов, С выхода D-триггера 26 информация через формирователь 19, линию 21 связи приемника и формирователь 20 поступает на вход блока 18 памяти.

Когда на управляющий вход тактового генератора 31 в течение некоторого отрезка времени подается логический ноль, он на это время прекращает свою работу и на его выходе присутствует сигнал логического нуля, который передается через конденсатор 34 в передатчик, т.е. происходит передача паузы, вьщеляемой детекторами 16 и 22 паузы, которые запускают соответственно таймеры 13 и 23 псшожительныгв перепадами напряжения. На выходе обоих таймеров 13 и 23 появляются сигналы, соответствующие логическому нулю, при этом сигналы на управляющих входах формирователей 9, 10, 19 и 20, компараторов 5 и 24, а так- же отключающих входах элементов И 6 и И 25 меняются на противоположные,- что приводит к переключению направления передачи информации через все щинные формирователи, в результате чего отключается выход элемента И 6 и блокируется KohoiapaTop 24. Управляющее командное слово с шины 30 управляющего кода устройства в последовательном коде передается через формирователь 20, линию 21 связи приемника, формирователь 19, элемент И 25, конденсатор 32, компаратор 5, D-триггер 4, формирователь 10,-линию 11 связи и формирователь 9 на вход регистра 8, в котором запоминается

513

и хранится до передачи следующей команды. Длительность нулевого сигнала на выходах таймеров 13 и 23 выбирается равной длительности управляющего командного слова, поэтому когда передача-команды в регистр 8 команд закончится, сигналы на выходах таймеров меняются на противоположные, устройство возвращается в первоначальное состояние и начинается передача информации с выхода аналого-цифрового преобразователя 3 в приемник А.

Емкостная связь при передаче на вращающуюся часть устройства тактовых импульсов через конденсатор 34 и двунаправленной передаче цифровой информации через конденсатор 32 замыкается через конденсатор 33, при этом осуществляется полная гальвани- ческая развязка приемника 4 и передатчика 1.

Формула изобретения

Устройство для передачи информаци с вращающегося объекта, содержащее элементы для съема информации на передающей стороне, блок датчиков, выход которого соединен с первым вхо- дом аналого-цифрового преобразователя, D-триггер, на приемной стороне генератор тактовых импульсов и блок памяти, отличающееся тем что, с целью повышения быстродействи и расширения функциональных возможностей путем в-ведения функции телеуправления, в него введены источник опорного напряжения, элементы съема информации выполнены в виде вращаю- щихся конденсаторов, на передающей стороне - первый и второй компараторы, регистр, элемент задержки, таймер, детектор паузы, элемент И, первый и второй формирователи им-

пульсов, линия связи, инвертор, выход источника опорного напряжения соединен с первыми входами первого и второго компараторов, выход последнего из которых подключен к входам де- тектора паузы, элемента задержки и к первым входам элемента И, таймера и регистра, выход которого соединен с вторым входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого подклю чей к первому входу первого формирователя импульсов, вход-выход которо- го через линию связи соединен с входом-выходом второго формирователя им

6

Q

5 0

5

о Q

„ g

пульсов, выход детектора паузы подключен к второму входу таймера, выход которого соединен с входом инвертора и вторыми входами первого компаратора и первого формирователя импульсов, выход которого подключен к второму входу регистра, выход инвертора соединен с вторым входом элемента И и с первым входом второго формирователя импульсов, выход которого подключен к третьему входу элемента И, вьЕход которого соединен с третьим входом первого компаратора, выход которого подключен к первому входу D-триггера, выход которого соединен с вторым входом второго формирователя имп:ульсоВ5 выход элемента задержки под1спючен к второму входу D-триггера, на приемной стороне введены компаратор, элемент И, D-триггер, элемент задержки, детектор пау- зы, таймер, инвертор, первый и второй формирователи импульсов, линия связи, выход источника опорного напряжения соединен с первым входом компаратора, выход которого соединен с первым входом D-триггера, выход которого подключен к первому входу первого формирователя имцульсов, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого подключен к второму входу компаратора, выход генератора тактовых импульсов соединен с вторым входом элемента И, с первым входом таймера и с входами элемента задержки и детектора паузы, выход которого подключен к второму входу таймера, выход которого соединен с третьим входом элемента И, входом инвертора и с вторым входом первого формирователя импульсов, вход- выход которого через линию связи соединен с входом-выходом второго формирователя импульсов, выход которого подключен к входу блока памяти, выход инвертора соединен с третьим входом компаратора и первым входом второго формирователя импульсов, к второму входу которого и к входу генератора тактовых импульсов подключена шина управляющего кода, выход элемента задержки соединен с вторым входом D-триггера, выход элемента И на приемной стороне через первьй вращающийся конденсатор подключен к третьему входу первого компаратора на передающей стороне, 1пины нулевого потенциала на приемной и передающей

11334173. 8

сторонах соединены через второй вра- денсатор подключен к второму входу щающийся конденсатор, выход генера- второго компаратора на передающей тора тактовых импульсов на приемной стороне, стороне через третий-вращающийся кон-

.

п J5

Изобретение относится к области телеметрии и может быть использовано для передачи информации с вращающихся объектов. Цель изобретения - повышение быстродействия и расширение функциональных возможностей путем введения функции телеуправления. Устройство содержит передающую 1 и приемную 17 стороны, передающая сторона 1 и первые обкладки конденсаторов 32, 33 и 34 вращаются вместе с объектом, а приемная сторона 17 и вторые обкладки конденсаторов 32, 33 и 34 неподвижны. Когда на управляющий вход тактового генератора 31 пос гупает сигнал логической единицы, тактовые импульсы с его выхода через третий вращающийся конденсатор 34 передается на передающую сторону 1. При этом информация с передающей стороны 1 в виде пачек тактовых импульсов через вращающийся конденсатор 32 поступает на приемную сторону 17, где она запоминается. Когда на управляющий вход тактового генератора 31 поступает сигнал логического нуля, он прекращает свою работу. Срабатывают детекторы паузы 16, 22 и происходит переключение направления передачи информации. Управляющее командное слово с приемной стороны 17 передается на передающую сторону 1, где оно записывается в регистр 8. 4 ил. i (Л Ггсо СО 4; | 00

JUWL-Jinnnn.

ЛП-ЛШПфие.2

А/ С N -1

VJ

с

tlf

-i

фи(.3

Редактор А.Ревин

Составитель Н.Лысенко Техред Л.Сердюкова

Заказ 3965/47 Тираж 543Подписное

ВНИИГШ 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.Тяско