Преобразователь биполярного сигнала в два однополярных Советский патент 1989 года по МПК H03M5/18 

S

ел

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться в приемных устройствах систем передачи цифровой информации. При увеличении амплитуды входных импульсов биполярного кода увеличиваются степень закрывания транзисторов 17 и амплитуда импульсов компенсирующего напряжения на выходах компараторов 7, 8, что позволяет расширить динамический диапазон преобразователя. Преобразователь содержит входы 1,2, импульсный трансформатор 3, шину 4 источника смещения, усилители-формирователи 5, 6 импульсов, компараторы 7, 8, выходы 9, 10, шину 11 источника питания и шину 12 нулевого потенциала.

4

СО

го

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться в приемных устройствах систем передачи цифровой информации.

Цель изобретения - расширение области применения за счет увеличения динамического диапазона преобразователя.

. На фиг.1 показана функциональная схема преобразователя биполярного сигнала в два однополярньпс; на фиг.2- временные диаграммы, поясняющие работу преобразователя.

Преобразователь биполярного сигнала в два однополярных содержит вхо ды 1 и 2, импульсньш трансформатор 3, шину 4 источника смещения, первый и второй усилители-формирователи 5 и 6 импульсов, первый и второй компа раторы 7 и 8, первый и второй выходы 9 и 10, шину 11 источника питания и шину 12 нулевого потенциала.

Каждый усилитель-формирователь 5 (6) импульсов содержит резистор 13, транзистор 14 и резисторы 15 и 16. Каждый компаратор 7 (8) содержит транзистор 17, диод 18 и резистор 19.

Преобразователь работает следующим образом.

В исходном состоянии на шину 11 подается положительное напряжение питания, а на шину 4 - напряжение смещения, величина и полярность которого определяет значение порога чувствительности преобразователя, т.е. максимальное значение амплитуды входного сигнала, при котором еще не осуществляется формирование уровней логического нуля на выходах 9 и 10. Следовательно, при отсутствии сигнала би биполярного кода на входах 1 и 2 тран зисторы 14 усилителей-формирователей 5 и 6 закрыты, и на выходах 9 и 10 преобразователя с помощью резистив- ных делителей, образуемых резисторами 15 и 16, формируются уровни логической единицы. Транзисторы 17 компараторов 7 и 8 в это время открыты базовым током, задаваемым с помощью резисторов 19. Уровень логического нуля, при котором срабатывает ратор 7 (8), задается параметрически, как разница между падением напряжения на участке эмиттер - база откры того транзистора 17 и падением напряжения на прямосмещенном диоде 18.

10

15

20

25

еи н ы30

40

45

50

55

При поступлении положительного импульса биполярного кода на вход 1 относительно входа 2 (фиг.2а, момент Т1) на информационньш вход усилителя- формирователя 5 поступает отрицательный импульс напряжения (фиг.2г, момент Т1), вызывающий открывание транзистора 14 и формирование на выходе 9 импульса напряжения с уровнем логического нуля (фиг.2е, момент Т1). Крутизна преобразования уровня входного сигнала определяется значением сопротивления резистора 13. При понижении напряжения на выходе 9 до уровня логического нуля открывается диод 18 и частично закрывается транзистор 17 компаратора 7. При этом осуществляется ограничение входного тока усилителя-формирователя 5 до значения, достаточного для поддержания уровня логического нуля на выходе 9 преобразователя. На выходе компаратора 7 формируется импульс положительной полярности (фиг.26, момент Т1), частично компенсирующий напряжение на информационном входе усилителя-фор- мирЬвателя 5 и поддерживающий транзистор 14 в ненасьщ1енном режиме. На информационный вход усилителя-формирователя 6 в это время поступает положительный импульс напряжения (фиг.2д, момент Т1), транзистор 14 усилителя- формирователя 6 остается в закрытом состоянии, и на выходе 10 преобразователя сохраняется уровень логической единицы (фиг.2ж, момент Т1).

При изменении полярности сигнала биполярного кода, поступающего на входы 1 и 2 преобразователя аналогичным образом формируется уровень логического нуля на.выходе 10 (фиг,2а,в, д,ж, момент Т2) , ;а на выходе 9 сохраняется уровень логической единицы (фиг.26,г,е, момент Т2).

Преобразователь является симметричным по отношению к полярности импульсов биполярного кода, поступающих на входы 1 и 2. При поступлении положительных импульсов биполярного кода на вход 1 относительно входа 2 формируются импульсы с уровнем логического нуля на выходе 9, а при обратной полярности импульсов биполярного кода формируются импульсы с уровнем логического нуля на выходе 10.

:При увеличении амплитуды импульсов биполярного кода, поступающих на

вход преобразователя, увеличивается степень закрывания транзисторов 17 и амплитуда импульсов компенсирующего напряжения на выходах компараторов 7 и 8 (фиг.2а,б,в, моменты ТЗ, ТА), а амплитуда отрицательных импульсов напряжения, поступающих на информационные входы (фиг.2г,д, моменты ТЗ, Т4) и степень насьпцения транзисторов 14 усилителей-формирователей 5 и 6 увеличивается незначительно.

Пороговая чувствительность преобразователя при отношении количества витков обмоток импульсного трансформатора 3 1:1:1 равна разности между напряжением смещения, подаваемым , на шину 4 источника смещения, и падением напряжения на участке эмиттёр-база открытых транзисторов 14 усилителей-формирователей 5 и 6. При

нул евом значении напряжения смещения пороговое значение амплитуды импульсов биполярного кода, при которой начинается формирование импульсов на выходах преобразователя, составляет 9,75 В (при использовании кремниевых транзисторов). Минимальное пороговое значение амплитуды импульсов бипо- лярного кода, при котором преобразователь стабильно работает, составляет 0,3 В при значении напряжения смещения +0,45 В.

Усилители-формирователи 5 и 6 вместе с компараторами 7 и 8 образуют две замкнутые статические системы автоматического регулирования, осуществляющие стабилизацию уровней логического нуля на выходах 9 и 10 преобразователя и стабилизацию степени на- сьщения транзисторов 14 усилителей- формирователей 5 и 6. Это обуславливает повышенную стабильность формы и фазовых соотношений фронтов выходных сигналов предлагаемого преобразователя по сравнению с известным в расширенном динамическом диапазоне значений амплитуды импульсов сигнала биполярного кода.

Экспериментальное исследование преобразователя в составе приемного узла адаптера межпроцессорной связи между ЕС ЭВМ и СМ ЭВМ показывает, ; что применение его дает существенное расширение динамического диапазона

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

по амплитуде входного сигнала по сравнению с известным преобразователем. Применение предлагаемого устройства дает возможность декодирования как принимаемой, так и передаваемой информации в коаксиальной линии полудуплексной связи с амплитудами передаваемого и принимаемого биполярных сигналов соответственно 6В и 0,5В при скорости обмена информации 800 Кбит/с, сохраняя стабильность параметров импульсов выходных сигналов при разбросе значений амплитуды входного биполярного сигнала в 10- 15 раз.

Формула изобретения

Преобразователь биполярного сигнала в два однополярных, содержащий трансформатор, выводы первичной обмотки которого являются входами преобразователя, шину источника питания и шину нулевого потенциала, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения за счет увеличения динамического диапазона преобразователя, в него введены шина источника смещения, компараторы и усилители-формирователи импульсов, выходы первого и второго компараторов подключены к выводам соответственно конца первой и начала второй вторичных обмоток трансформатора, выводы начала первой и конца второй обмоток трансформатора соединены с информационными входами соответственно первого и второго усилителей- формирователей импульсов, вьтходы которых соединены с информационными входами соответственно первого и второго компараторов и являются соответственно первым и вторым выходами преобразователя, входы смещения первого и второго усилителей-формирователей импульсов объединены и подключены к шине источника смещения, входы питания первого, второго компараторов и первого, второго усилителей- формирователей импульсов объединены и подключены к шине источника питания, общие входы первого и второго компараторов, первого и второго усилителей-формирователей импульсов объ- единены и подключены к шине нулевого потенциала.