Устройство для передачи сигналов телемеханики Советский патент 1987 года по МПК G08C19/28 

Изобретение относится к телемеханике, в частности, к устройствам для нередачи частотно-манипулированных сигналов, и может быть использовано на промышленных предприятиях, в энергетике, городском хозяйстве и на транспорте.

Цель изобретения - повышение надежности и упрош,ение устройства.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, первый 2 и второй 3 синтезаторы частоты, первый 4, второй 5 и третий 6 выравниватели, усилитель 7, сумматор 8, первый 9, второй 10 и третий 11 фильтры, первый 12, второй 13, третий 14, четвертый 15 и пятый 16 элементы НЕ, первый 17, второй 18, третий 19, четвертый 20, пятый 21, шестой 22 элементы И и элемент ИЛИ 23, счетчик 24, дешифратор 25, ключ 26, конденсатор 27, резисторы 28 и 29, счетчик 30, дешифратор 31, ключ 32, конденсатор 33, резисторы 34 и 35.

Устройство работает следуюш,им образом.

Генератор 1 работает непрерывно. Последовательность импульсов с его выхода поступает на входы синтезаторов 2 и 3 частоты. Синтезатор частоты содержит делитель частоты с переменным коэффициентом деления и элементы настройки. На выходах синтезаторов частоты появляется последовательность коротких импульсов заданной частоты. При коэффициентах деления, не кратных 2, импульсы на выходе управляемых делителей частоты имеют биение по фазе. Для устранения этих биений к выходам синтезаторов подключены выравниватели 4 и 5, представляюшие собой делители частоты с постоянным коэффициентом деления. При достаточном коэффициенте деления биение импульсов по фазе может быть практически устранено. На выходах выравнивателей появляется серия прямоугольных импульсов с постоянным периодом следования. Эти импульсы переключают счетчики 24 и 30 второго 10 и третьего 11 фильтров с подключенными к их выходам дешифраторами 25 и 31. Через ключи 26 и 32 к выходам дешифраторов поочередно на заданное время подключаются конденсаторы 27 и 33. Частота переключения конденсаторов одного фильтра устанавливается равной о-Д, другого fo+Af, где fo - средняя частота канала, Af - девиация частоты.

Сигналы телемеханики, представляющие собой последовательность кодированных прямоугольных импульсов, поступают на вход устройства и далее на вход элемента И 18 и через инвертор 12 на вход элемента И 17. При этом разрешающие потенциалы на входе одного из элементов И появляются на импульсах серии телемеханики, а на входе другого - на паузах. При

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

импульсе на входе устройства на один из входов элемента ИЛИ 23 поступает последовательность коротких импульсов одного синтезатора, во время паузы частота последовательности импульсов определяется другим синтезатором. На выходе элемента ИЛИ 23 образуется частотно-манипулиро- ванный импульсный сигнал. Возможные биения по фазе устраняются выравнивателем 6. Частота следования импульсов на его выходе поочередно принимает значения f,-uf и fo+Д. Через резисторы 28 и 34 импульсы напряжения поступают на объединенные выводы конденсаторов второго и третьего фильтров. При этом в одном фильтре частота импульсов сигнала совпадает с частотой коммутации аналоговых ключей 26 и 32. Конденсаторы поочередно заряжаются и разряжаются до максимального напряжения, а на соответствующем входе сумматора 8 появляется ступенчатый сигнал, аппроксимирующий синусоиду той же частоты. При поступлении последовательности импульсов другой частоты ступенчатый сигнал этой частоты появляется на другом входе сумматора 8. На выходе сумматора образуется частотно-манипулированный ступенчатый сигнал, аппроксимирующий синусоиду. Поскольку при частотной манипуляции частота коммутации каждого фильтра не изменяется, на входы сумматора 8 поступают только сигналы с частотами fo-Af и fo +Af. Составляющие сигнала на сумматор не проходят.

Частотно-манипулированный ступенчатый сигнал, аппроксимирующий синусоиду, преобразуется в синусоидальный первым фильтром 9, который при этом значительно упрощается. Усиленный выходным усилителем 7 мощности синусоидальный частот- но-манипуляционный сигнал поступает на выход устройства.

В процессе фильтрации частотно-манипу- лированного импульсного сигнала при помощи второго и третьего фильтров возникает дополнительная амплитудная модуляция, связанная с несовпадением момента поступления очередного импульса с моментом открытия аналогового ключа. Для предупреждения нежелательной фазовой и амплитудной модуляции в устройстве осуществляется синхронизация коммутации конденсаторов с импульсами фильтруемого сигнала. С этой целью при изменении частоты сигнала выравниватель и счетчик соответствующего второго или третьего фильтра принудительно устанавливаются в исходное положение. Для получения синхронизирующих импульсов последовательность импульсов частотно-мани- пулированного сигнала с выхода выравнивателя 6 поступает на объединенные входы элементов И-НЕ 13, 14, 21 и 22. В исходном состоянии на этих входах потенциал

низкого уровня «о, на вторых входах элементов 21 и 22-«1.

На второй вход элемента 19 поступают прямые сигналы телемеханики, а элемента 20 - инверсные. При появлении на выходе выравнивателя 6 импульса высокого уровня «1 срабатывают последовательно включенные элементы 14, 20, 16 или 13, 19, 15 в зависимости от того, на какой из двух элементов И-НЕ 20 или 19 поступает разрешающий потенциал «1 с входа устройства. В течение времени, определяемого временем срабатывания трех последовательно включенных элементов И-НЕ на обоих входах элемента 21(22) имеются сигналы

10

которого подключен к первому входу первого выравнивателя, первый фильтр, выход которого подключен к усилителю, выход которого является выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения устройства, в него введены второй синтезатор частоты, второй и третий выравниватели, сумматор, второй и третий фильтры, первый,второй,третий, четвертый и пятый элементы НЕ, первый, вто рой, третий, четвертый, пятый и шестой элементы И и элемент ИЛИ, выход генератора тактовых импульсов подключен к входам первого и второго синтезаторов частоты, выход первого синтезатора частоты подключен к

с1, на выходе - «О. Короткий импульс 15 первому входу первого элемента И, выход

нулевого уровня с выхода элементов И-НЕ 21 и 22 поступает на входы приведения в исходное состояние соответствующего выравнивателя и счетчика импульсов. Таким образом, при каждом изменении частоты частотно-манипулированного импульсного сигнала соответствующий выравниватель и счетчик второго или третьего фильтров возвращаются в исходное состояние. При этом на переднем фронте каждого импульса и каждой паузы на входе устройства частотный сигнал на каждом входе сумматора имеет начальную фазу, а изменение частоты на выходе сумматора осуществляется без разрыва фазы. Отсутствие фазовой модуляции в выходном сигнале стабилизирует переходкоторого подключен к первому в.ходу элемента ИЛИ, выход второго синтезатора частоты подключен к первым входам второго выравнивателя и второго элемента И, выход которого подключен к второму входу

20 элемента ИЛИ, вход первого элемента НЕ объединен с вторым входом второго элемента И и с первым входом третьего элемента И, и является входом устройства, выход первого элемента НЕ подключен к второму

25 входу первого элемента И и к первому входу четвертого элемента И, выход элемента ИЛИ подключен к входу третьего выравнивателя, выход которого подключен к первым входам второго и третьего фильтров, к первым входам пятого и шестого элементов И и через

ный процесс, связанный с частотной мани- 30 второй и третий элементы НЕ - к вторым пуляцией, и устраняет нежелательную амплитудную модуляцию, что повышает стабильность устройства и позволяет упростить полосовой фильтр передачи (первый фильтр). Использование для фильтрации передаваемого сигнала первого и второго фильтров дает возможность значительно сократить количество трудоемких в изготовлении и настройке и менее надежных ЬС-или активных RC-фильтров.

Формула изобретения

Устройство для передачи сигналов телемеханики, содержащее генератор тактовых импульсов, синтезатор частоты, выход

входам третьего и четвертого элементов И, соответственно, выходы последних, соответственно, через четвертый и пятый элементы НЕ подключены N к вторым входам пятого и шестого элементов И, выход пя35 того элемента И подключен к вторым входам второго выравнивателя и третьего фильтра, выход шестого элемента И подключен к вторым входам первого выравнивателя и второго фильтра, выходы первого и вто40 рого выравнивателей подключены к третьим входам второго и третьего фильтров, соответственно, выходы последних подключены к первому и второму входам сумматора, соответственно, выход которого подключен к входу первого фильтра.

которого подключен к первому входу первого выравнивателя, первый фильтр, выход которого подключен к усилителю, выход которого является выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения устройства, в него введены второй синтезатор частоты, второй и третий выравниватели, сумматор, второй и третий фильтры, первый,второй,третий, четвертый и пятый элементы НЕ, первый, вто рой, третий, четвертый, пятый и шестой элементы И и элемент ИЛИ, выход генератора тактовых импульсов подключен к входам первого и второго синтезаторов частоты, выход первого синтезатора частоты подключен к

которого подключен к первому в.ходу элемента ИЛИ, выход второго синтезатора частоты подключен к первым входам второго выравнивателя и второго элемента И, выход которого подключен к второму входу

элемента ИЛИ, вход первого элемента НЕ объединен с вторым входом второго элемента И и с первым входом третьего элемента И, и является входом устройства, выход первого элемента НЕ подключен к второму

входу первого элемента И и к первому входу четвертого элемента И, выход элемента ИЛИ подключен к входу третьего выравнивателя, выход которого подключен к первым входам второго и третьего фильтров, к первым входам пятого и шестого элементов И и через

второй и третий элементы НЕ - к вторым

второй и третий элементы НЕ - к вторым

входам третьего и четвертого элементов И, соответственно, выходы последних, соответственно, через четвертый и пятый элементы НЕ подключены N к вторым входам пятого и шестого элементов И, выход пятого элемента И подключен к вторым входам второго выравнивателя и третьего фильтра, выход шестого элемента И подключен к вторым входам первого выравнивателя и второго фильтра, выходы первого и второго выравнивателей подключены к третьим входам второго и третьего фильтров, соответственно, выходы последних подключены к первому и второму входам сумматора, соответственно, выход которого подключен к входу первого фильтра.

Изобретение относится к области телемеханики, в частности к устройствам для передачи частотно-манипулированных сигналов, и может быть использовано на промышленных предприятиях, в энергетике, городском хозяйстве и на транспорте. Цель изобретения - повышение надежности и упрощение устройства. Устройство содержит генератор тактовых импульсов, два синтезатора частоты, три выравнивателя, усилитель, сумматор, три фильтра, пять элементов НЕ, шесть элементов И и элемент ИЛИ. Предлагаемое устройство значительно сокраш,ает количество применяемых в нем менее стабильных 1-С и RC фильтров, отличающихся трудоемкостью изготовления и сложностью настройки. 1 ил. i (Л со со О5 о со