Устройство для сопряжения с двухпроводной линией связи трактов приема и передачи Советский патент 1989 года по МПК G08C19/28 H03M5/18 

Фиг.г

-. Изобретение относится к электросвязи и может использоваться в системах телеуправления, телесигнализации, распреде ленных вычислительных системах с кабельными линиями связи.

Цель изобретения - увеличение помехоустойчивости и достоверности передачи информации устройством, : На фиг. 1 представлена структурная схема устройства} на фиг, 2 - ;функциональная схема блока 3 синхро- низации; на фиг. 3 - функциональная схема блока 4 управления передачей; на фиг. 4 - принципиальные схемы элементов задержки; на фиг. 5 - вре- |менные диаграммы работы устройства; (на фиг. 6 - временные диаграммы ра- боты блока управления передачей. Устройство для сопряжения с двух- проводной линией связи трактов прие- (ма и передачи содержит рёгисто 1 приема-передачи,второй элемент ИЛИ 2 блок 3 синхронизации, блок 4 управле |ния передачей, первьй 5 и второй 6 КЛЮЧИ, первый 7 и второй 8 выпрямители (диоды), третий ключ 9, первый 10 и второй 11 блоки согласования уровней, первый 12 и второй 13 дискретные элементы задержки, второй 14 и первый 15 элементы И, первый триггер 16, первьй элемент ИЛИ 7, тре- fтий элемент И 18, второй триггер 19, I третий дискретный элемент 20 задерж- | ки, линейный трансформатор 21, шину I 22 источника питания, шину 23 нулево ; го потенциала, двухпроводную линию 24 связи, информационные входы 25, информационные выходы 26 и управляю- ий вход 27 устройства.

Блок 3 синхронизации содержит гонератор 28 импульсов, триггер 29, первый 30 и второй 31 счетчики и первый 32 и второй 33 элементы И.

Генератор 28 импульсов выполнен на резисторах 34 и 35, элементах НЕ 36 и 37 и кварце 38.

Блок 4 управления передачей содержит счетчик 39, первый 40 и второй 4- элементы НЕ и первый 42 - шестой 47 элементы И-НЕ,

Дискретный элемент 12(13) задержки вьтолнен на регистре 48 сдвига,, дискретный элемент 20 задержки - на регистре 49 сдвига.

Устройство работает следующим образом.

Фазоманипулированный сигнал (фиг.5а) из линии 24 связи через

5

0

5

0

трансформатор 21 поступает на блоки 10 и 1i, которые ограничивают сигнал и согласуют его с уровнем сигналов выбранной элементной базы (фиг.56,в). С выходов блоков 10 и 11 импульсы поступают на входы триггера 16, причем импульс, приходящий первым, устанавливает (удерживает) триггер в ложное состояние, а импульс, приходящий вторым,.устанавливает истинное состояние, соответствующее информационному значению принятого бита (фиг,5г). Выход триггера 16 подключен к последовательному входу приемопередающего регистра 1.

Одновременно импульсы с выходов блоков 10,11 поступают на элементы 12 и 13 задержки, а также на элементы И 14 и 15. Импульсы, задержанные на время Т/4, с выходов элементов 12 и 13 задержки поступают на входы элементов И 14 и 15 (фиг,5д,е). При совпадении задержанного первого импульса и второго на элементе И 14 или 15 на их вькодах появляются импульсы (фиг,5ж,з), которые через элемент ИЛИ 17 поступают на счетный вход триггера 19 (фиг.5и), устанавливая на его прямом выходе уровень 1, Сигнал с прямого выхода триггера 19 (фиг,5к) поступает на управляющий вход ключа 9, замыкая ветви вто-. ричной обмотки трансформатора 21 через диоды 7 и 8. Замыкание вторичной обмотки трансформатора 21 снижает входное сопротивление приемника,обеспечивая быстрый разряд линии 24 связи.

Сигнал с инверсного выхода триггера 19, задержанный элементом 20 задержки на время Т/2, поступает на R-вход триггера 19, переводя его в исходное состояние (фиг.5к). При этом размыкается ключ 9, подготавливая устройство к приему следующего бита информации.

Одновременно импульсы с вькода элемента ИЛИ 17 через элементь И 18 и ИЛИ 2 поступают на тактовый вход регистра 1, так как на вторых входах элементов И 18 и ИЛИ 2 установлены разрешающие сигналы 1 и О соответственно с. выходов блока 3 синхро- 5 низации на все время, отличное от времени работы устройства в режиме передачи.

Синхроимпульсы, поступающие на тактовый вход регистра 1, обеспечи5

0

5

0

10

3146239о

вают запись и сдвиг истинных значений битов информации, поступаюршх на последовательный вход регистра 1 с выхода триггера 16,

После окончания приема блока данных информация может быть считана в параллельном коде с выхода 26 регистра 1 ,

Режим передачи.

Информация, установленная в параллельном коде на входе 25 регистра 1 совместно с сигналами управления режимом работы регистра, заносится в него по сигналу с входа 27, поступающему на вход блока 3 синхронизации, а с его выхода через .элемент ИЛИ 2 на тактовый вход регистра 1. С последовательного выхода регистра 1 информационные биты следуют на 20 первый вход блока 4 управления передачей (фиг,5л). Одновременно с блока 3 синхронизации на второй вход блока 4 поступают импульсы (фиг,5о) с частотой, необходимой для формиро - вания сигналов, позволяюгаих организовать фазовую манипуляцию в линии 24 связи. Последовательный сдвиг инТаким образом, в результате обработки сигнала приемной частью устройства в режиме передачи удается сформировать управляющий сигнал на прямом выходе триггера 16 (фиг,5к),поя- фоляютий замыкать ветви вторичной обмотки трансформатора 21 ключом 9 через диоды 7 и Я в паузе между очередными импульсами, что способств у- ет быстрому разряду линии 24 связи с передаюпей стороны.

Блок 3 синхронизации работает следующим образом,

С выхода кварцевого генератора 28

15

опорная частота F поступает на выход блока 3 и на счетный вход счетчика 30. С первого выхода счетчика 30 на вход элемента И 32 поступает сигнал с частотой FO/IO, а со второго выхода на вход элемента И 33 и счетный вход счетчика 31 - сигнал с частотой Fp/20. Сигналы с выходов счетчика 30 типа меандр. Частота F(,/20 25 определяет скорость передачи информационных битов по линии 24 связч.

Короткий импульс, поступающий с входа 27 блока 3 на S-вход триггера 29, устанавливает на его прямом выхоформации на выход регистра 1 осуще- , .

ствляется синхроимпульсами (фиг,5м), 30 де уровень 1, который разрешает поступающими на тактовый вход регистра 1 с выхода блока 3 синхронизации через элемент ИЛИ 2,

Выходы блока 4 управления соединены с управляющими входами ключей 5 и 6, В зависимости от очередности следования импульсов (фиг,5п,р) ключи 5 и 6 замыкаются, вызывая поочередное протекание тока по ветвям вто- - ...

ричной обмотки трансформатора 21 от до мационных битов в передаваемом блоке, положительной шины 22 источника пита- При достижении количества импульсо§,. ния к шине 23 нулевого потенциала. В результате в первичной обмотке трансформатора 21 и в линии 24 связи возпрохождение сигналов с выходов счетчика 30 через элементы И 32 и 33 на выходы блока 3. Одновременно на инверсном выходе триггера R-входе счет- 35 чика 31 и выходе блока 3 устанавливается уровень О, счетчик 31 начинает подсчет импульсов частоты о/20, Разрядность и коэффициент счета счетчика 31 определяют количество инфорравного заданному, на выходе переполнения счетчика 31 появляется импульс, который, поступая на R-вход т.риггебуждается фазоманипулированная после- g pa 29, переводит его в исходное сосдовательность (фиг,5а). Одновременно с этим импульсы, возникающие в ветвях вторичной обмотки трансформатора 21, поступают на входы блоков 10 и 11, Далее обработка сигнала аналогична обработке, производимой при приеме информации с тем отличием,что синхроимпульсы, поступающие на первый вход элемента И 18, на его выход не проходят, так как на втором входе элемента И 18 устанавливается уровень О (фиг,5н) с выхода блока 3 синхронизации на все время передачи информационного блока.

50

тояние, при этом запрещается прохождение частот FO/IO и Fo/20 на выход блока 3 и обнуляется счетчик 31,

I

. Блок 4 управления передачей работает следующим образом.

Счетчик 39 делит частоту, поступающую на вход блока 4, на два. Элементы НЕ 40 и 41 и И-НЕ 42-47 позволяют сформировать необходимые управляющие сигналы на выходе блока 4 в зависимости от информационных сиг-« налов на втором входе блока 4, Формирование управляющих сигналов на

Таким образом, в результате обработки сигнала приемной частью устройства в режиме передачи удается сформировать управляющий сигнал на прямом выходе триггера 16 (фиг,5к),поя- оляютий замыкать ветви вторичной обмотки трансформатора 21 ключом 9 через диоды 7 и Я в паузе между очередными импульсами, что способств у- ет быстрому разряду линии 24 связи с передаюпей стороны.

Блок 3 синхронизации работает следующим образом,

С выхода кварцевого генератора 28

опорная частота F поступает на выход блока 3 и на счетный вход счетчика 30. С первого выхода счетчика 30 на вход элемента И 32 поступает сигнал с частотой FO/IO, а со второго выхода на вход элемента И 33 и счетный вход счетчика 31 - сигнал с частотой Fp/20. Сигналы с выходов счетчика 30 типа меандр. Частота F(,/20 определяет скорость передачи информационных битов по линии 24 связч.

Короткий импульс, поступающий с входа 27 блока 3 на S-вход триггера 29, устанавливает на его прямом выхо, .

де уровень 1, который разрешает

е уровень 1, который разрешает

- ...

мационных битов в передаваемом блоке, При достижении количества импульсо§,.

прохождение сигналов с выходов счетчика 30 через элементы И 32 и 33 на выходы блока 3. Одновременно на инверсном выходе триггера R-входе счет- чика 31 и выходе блока 3 устанавливается уровень О, счетчик 31 начинает подсчет импульсов частоты о/20, Разрядность и коэффициент счета счетчика 31 определяют количество информационных битов в передаваемом блоке, При достижении количества импульсо§,.

равного заданному, на выходе переполнения счетчика 31 появляется импульс, который, поступая на R-вход т.риггеg pa 29, переводит его в исходное сос0

тояние, при этом запрещается прохождение частот FO/IO и Fo/20 на выход блока 3 и обнуляется счетчик 31,

I

. Блок 4 управления передачей работает следующим образом.

Счетчик 39 делит частоту, поступающую на вход блока 4, на два. Элементы НЕ 40 и 41 и И-НЕ 42-47 позволяют сформировать необходимые управляющие сигналы на выходе блока 4 в зависимости от информационных сиг-« налов на втором входе блока 4, Формирование управляющих сигналов на

выходах блока 4 поясняют эпюры напряжений на фиг,6,

На фиг, 4 приведен вариант вьшол- нения дискретных элементов 12, 13, 20 задержки. Элемент 12(13) задержки может быть вьтолнен на основе сдвигающего регистра 48, на D-вход которого поступает импульс, требующий задержки, а на С-вход - опорная частота. При этом, на выходе импульс ;появляется через заданное время (в данном примере через время, равное пяти периодам опорной частоты),

Элемент 20 задержки может быть ;выполнен на основе сдвигающего регистра 49 с соответствующим включени |ем, позволяющим получить задержку : сигнала относительно перепада напря- {жения (фиг,4б). На R-вход регистра 49 поступает сигнал, разрешающий Jзапись и сдвиг 1, установленной |на D-входе, с частотой FQ, Через заданное время (в данном случае 10 периодов опорной частоты F ) на вьг- ходе регистра 49 появляется, сигнал с ур|0внем 1, который удерживается до снятий разрешающего сигнала с R-входа,

Экспериментальные исследования устройства показали, что устройство обеспечивает с учетом реальных параметров используемых элементов и ха- |ракте1 истик телефонных кабелей П-275 jroCT 10041-62, ТСКВ ГОСТ 11092-64 |передачу информации на расстоянии 8-10 км (в прототипе - на расстоянии до 250 м), В указанных пределах дальность передачи практически зави- CIJT 6т омического сопротивления кабеля и напряжения питания трансформаторного каскада. Существенное сни- жеЙ1е влияния реактивных составляющих сопротивления линии связи на форму передаваемого сигнала, полученное за счет активизации разряда линии связи в определенные согласованные с сигналом промежутки времени, позволяет улучшить условия его распозна ваЬия на приемной стороне и достиг- нуО-ь без учета активных помех веро- HTHOcfH неправильного приема одного бита информации на указанных дальностях.

Активизация разряда линии 24 связи после передачи каждого бита информации позволила снизить порогоЗвые напряжения на входах приемных каскадов, что при заданном уровне помех

позволяет говорить о повьппении помехоустойчивости устройства, Кроие того, выделение на приемной стороне управляющих, импульсов из полученного сигнала гарантирует устройство от приема ложного блока информации при появлении в линии 24 связи одиночных помех, пpeвьшaющиk порог срабатывания приемных каскадов, и обеспечивает работоспособность устройства в условиях активных помех, спектр которых смещен относительно спектра сигнала. Согласование устройства с линиями

связи, имеющими различные параметры, не требует в отличие от прототипа, изменения номиналов элементов, что достигается за счет разряда линии в согласованные с сигналом интервалы

времени на приемной и передающей сторонах.

Формула изобрет.ения

1, Устройство для сопряжения с двухпроводной линией связи трактов приема и передачи, содержащее трансформатор, первый и второй выводы пер- вичной обмотки которого подключены

к соответствующим первому и второму проводам линии связи, первый крайний вывод вторичной обмотки трансформатора подключен к аноду первого вьт- рямителя и первому информационному

вьшоду первого ключа, второй крайний вывод вторичрой обмотки трансформатора подклкгчен к аноду второго вьт- рямителя и первому информационному вьшоду второго ключа, регистр, первые информационные входы и первые выходы которого являются соответственно информационными входами и выходами устройства, первый блок согласования, первый триггер, блок синхронизации, шину нулевого потенциала и шину питания, отличающ ее- с я тем, что, с целью повьшения помехоустойчивости и достоверности передачи информации устройством, в

него введены третий ключ, второй блок согласования, блок управления, элементы задержки, элементы И, элементы ИЛИ и второй триггер, входы пер- iioro и второго блоков согласования

подключены к анодам соответственно первого и второго выпрямителей,выход первого блока согласования соединен .с информационным вхбдом первого эле мента задержки, первым входом первоо элемента И и входом установки в О первого триггера, выход которого соединен с вторым информационным ходом регистра, выход первого эле- ента задержки соединен с первым входом второго элемента И, выходы первого и второго элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ,вы- 10 ход которого соединен со счетным входом второго триггера и первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого 15 соединен с тактовым входом, регистра, второй выход регистра соединен с первым входом блока управления,пер- вьй и второй выходы которого соединены с управляющими входами соответ- 20 ственно первого и второго ключей, вторые информационные выводы которых объединены и подключены к шине питания, вькод второго блока согласования соедййен с вторим входом второ- 25 го элемента И, входом установки в 1 первого триггера и информационным входом второго элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, инверс- 30 ный выход второго триггера соединен с установочным входом третьего элемента задержки, вьпсод которого соединен с входом установки в О второго триггера, прямой выход которого 35 соединен с управляющим входом третьего ключа, первый информационный вывод которого объединен со средним вьюрдом вторичной обмотки трансформатора и подключен к шине нулевого 40 потенциала, катоды первого и второго выпрямителей объединены и подключены к второму информационному вьтоду третьего ключа, вход блока синхронизации является управляющим входом 45 устройства, первый - четвертый выходы блока синхронизации соединены соответственно с вторым входом блока управления, тактовыми входами первого, второго и третьего элементов за- jg держки, вторым входом третьего элемента И и вторьм вхЬдом второго элемента ШШ,

2, Устройство по П.1, о т л и - чающееся тем, что блок управ-55 лени,я содержит счетчик, элементы НЕ ,

и элементы И-НЕ, выход счетчика соединен с первыми входами первого четвертого.элементов И-га, выход первого элемента НЕ соединен с вторыми входами второго и четвертого эле ментов И-НЕ, выход второго элемента НЕ соединен с вторым входом третьего элемента И-НЕ и третьим . входом четвертого элемента И-НЕ,выходы первого и четвертого элементов И-НЕ соединены соответственно с первым и вторым входами пятого элемента И-НЕ, выходы второго и третьего элементов И-НЕ соединены соответственно с первым и вторым входами шестого элемента И-НЕ, вход счетчика объединен с входом первого элемента НЕ, вторым входом первого элемента И-НЕ и третьим входом третьего элемента И-НЕ и является первым входом блока управления, вход второго эле мента НЕ объединен с третьими входами первого и второго элементов И-НЕ и является вторым входом блока управления, выходы пятого и шестого элементов И-НЕ являются соответственно первым и вторым выходами блока

управления.

I

3, Устройство по П.1, отличаю щ .е е с я тем, что блок синхронизации содержит генератор импульсов, триггер, счетчики и элементы И первый выход первого счетчика соединен с первым входом первого элемента И, второй выход первого счетчика соединен с первым входом второго элемента И и счетным входом второго счетчика, выход которого соединен с входом установки в О триггера, прямой выход триггера соединен с вторыми входами первого и второго элементов И, вход установки в 1 триггера является входом блока синхронизации, выход первого элемента И является первым выходом блока синхронизации, выход генератора импульсов соединен с входом первого счетчика и является вторым выходом блок синхронизации, инверсный выход триггера соединен с установочным входом второго счетчика и является третьим выходом блока синхронизации, выход второго элемента И является четвер- тьм выходом блока синхронизации.

L/e. 2

Изобретение относится к технике электросвязи и может использоваться в системах передачи информации с ка- бельньми линиями связи. Устройство осуществляел преобразование двухуровневого двоичного сигнала в трехуровневый биполярный сигнал для передачи . информации в линию связи и обратное преобразование при приеме информации. Активизация разряда линии связи после передачи каждого бита информации позволила увеличить помехоустойчивость, достоверность и дальность передачи устройства. Устройство содержит регистр 1, элементы ИЛИ 2,17, блок 3 синхронизации, блок 4 управления передачей, ключи 5, 6, 9, диоды 7, 8, блоки 10, 11 согласования уровней, дискретные элементы 12, 13, 20 задержки, элементы И 14, 15, 18,триггеры 16, 19, линейный .трансформатор 21, шину 22 источника питания и шину 23 нулевого потенциала, двухпроводную линию 24 связи, информационные 25, управляющий 27 входы и вы ходы 26 устройства. 2 з.п. ф-лы, 6 ил. с «е (Л

Г

фиг. 3

(pue.5