Устройство для передачи телесигналов Советский патент 1990 года по МПК G08C15/12 

HFj-

-j

Г

Фив.1

Изобретение относится к телемеханике и автоматике и может быть применено в устройствах дистанционного контроля производственного оборудова- ния.ч

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости и расширение области применения устройства путем формирования сигналов о положении ме- ханизмов производственного оборудования .

На фиг.1 приведена структурная схема устройства; на фиг.2 - пример выполнения принципиальной схемы, вы- полненной на микросхеме КР 1006ВИ1; на Лиг.3 - эквивалентная схема иепей прохождения помехи и полезного сигнала .

Устройство содержит масштабный ре - зистор 1 времязадаюшей пепи (может использоваться, как датчик), конденсатор 2 времязадающей цепи (емкостной датчик), блок 3 сравнения, токовый ключ 4, развязывающий диод 5 (может располагаться по обе стороны токового ключа в соответствующей полярности), первый провод 6 линии связи, второй провод 7 линии связи, нагрузочный ( токосъемныи ) резистор 8, располагав- мьгй на приемной стороне и предназначенный для преобразования токового ШИМ-сигнала в 1 № -сигнал напряжения с целью дальнейшей обработки, источник 9 напряжения, компенсирующий кон- денсатор 10, имеющий два варианта подключения (к аноду или к катоду диода 5) и гальванически разделяющий линию 7 связи и корпус оборудования. Токовый ключ 4 представлен, как яде- альный ключ напряжения и токозадающий резистор 11, определяющий величину тока в линии.

Устройство конструктивно объединено с датчиком и образует так называв- мук ячейку датчика. Оно располагается непосредственно в зоне перемещения соответствующих механизмов (с целью контроля этого перемещения), поэтому прокладываемая к нему линия связи имеет значительную паразитную распределенную емкость Сп между линией и корпусом оборудования. На Лиг.1-3 эта распределенная емкость показана в виде набора из п эквивалентных конден- саторов 12.

Принципиальная схема предлагаемого устройства (Лиг . 2) наиболее прост реализуется с применением миьросхемм

13 (аналогового таймера КР 1006 ВИ 1). Ее электронная начинка содержит блок 3 сравнения (верхний компаратор ВК, нижний компаратор НК, цепь делителя спорного напряжения, составленная из трех одинаковых резисторов 1, и триггер) и выходной каскад, который вместе с внешним токоэадающим резистором 11 образует токовый ключ 4. На Лиг. 2 узлы 3 и 4 выделены штриховыми линиями. Разрядный ключ, имеющийся в микросхеме 13, не используется в предложенной конЛигураиии устройства. На принципиальной схеме показаны номера выводов микросхемы 13.1 - 13,8.

Устройство работает следующим образом .

В пункте управления к двухпроводной линии связи прикладывается питающее напряжение IIЛ . ронт напряжения питания явпяется одновременно и сигналом запроса устройства. Начинается переходной процесс во времяэадающей цепи, состоящей ия резистора R 1 и за; inтй емкости С, которую состав- м , конденсаторы 2, 10 и 12.

С Cj(Cj,. Гпе Г Јс; С3 С, + Сп ГДе ГП АСп

Покл напряжение заряда находится значения -г- U , выполняется условие запуска микросхемы 13 (срабатывает нижний компаратор НК), при достижении этим напряжением величины

U срабатывает верхний компаратор

ВК, а микросхема 13 завершает Лорми- рование импульса, длительность которого пропорциональна постоянной времени г R 1хСзС помощью токового ключа 4 (выходные транзисторы микросхемы 13 и токозадающий резистор 11) происходит увеличение потребляемого тока в линии связи, которое преобразуется в пункте управления на нагрузочном резисторе 8 .в РЧФТ-сигнал напряжения. Наличие диода 5 в устройстве позволяет подключать к одному общему токосъемному резистору 8 множество линий связи с соответствующими устройствами для передачи телесигналов. После завершения Формирования ГЧ М-сигнала управляющее устройство снимает питающее напряжение U с линии гвязи, прекр тя тем самым процесс опроса стройгтва.

515

Введенный конденсатор 10 вместе с распределенной емкостью Ch линии связи и токосъемным резистором 8 образует Фильтр верхних частот, что иллюстрируется эквивалентной схемой на фиг. 3, Генератор сигнала помехи U показан в разрыве линии заземления. Конденсатор 10 выполняет двойственную функцию. С одной стороны, он преграждает путь низкочастотным составляющим напряжения помехи на пути к пункту управления (упомянутый ЛВЧ) и, с другой стороны, позволяет полезному переходному процессу заряда замыкаться по цепи: провод 6 - резистор 1 - конденсатор 2 - конденсатор 10 - провод 7 (необходимое условие работы микросхемы 13). Первое условие налагает ограничение сверху на величину емкости С, а второе условие - ограничение снизу. Учитывая, что емкость конденсатора Г изменяется в диапазоне десятков пикос арад (не более 10-100 п, исходя из возможностей приближения подвижной и неподвижной пластин), емкость конденсатора С может быть выбрана в области нескольких тысяч пикоАарад, что не приведет к существенным искажениям информации с емкостного датчика. Тогда при R.c 10-50 Ом и Сг 1000-10000 п частота среза ВЧ находится в диапазоне 0,7 - 15 fTr, что вполне достаточно для подавления наиболее существенной зоны в -энергетическом спектре помехи. Если конденсатор 10 выполнить под- строечным, то частоту среза ВЧ можно плавно изменять, адаптируясь к реальному соотношению частотных диапазонов помехи и полезного сигнала, а также к различным длинам двухпроводных линий связи.

Таким образом, в устройстве достигается повышение помехоустойчивости путем частотнозависимой гальванической развязки линии связи от корпуса оборудования. Такая развязка эЛ- фективна для емкостных датчиков с невысоким значением емкости (в диапазоне сотен пикоЛарад), что вполне со52356

ответствует задаче контроля прромегпе- ния исполнительных органон механизма.

Формула изобретения 5

1.Устройство для передачи телесигналов, содержащее блок сравнения, между первым и вторым выводами которого подключен масштабный резистор,

10 между вторым и третьим выводами - токовый ключ, управляющий вход которого подключен к четвертому выводу блока сравнения, первый провод линии связи подключен к первому выводу источника

15 напряжения, второй провод линии связи через нагрузочный резистор подключен к второму выводу источника напряжения, времязадающий элемент, выполненный в виде конденсатора, и развя зываюший диод, отличающее- с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и расширения области применения устройства путем Формирования сигналов о положении механизмов

(рабочих органов) производственного оборудования, в устройство введен компенсирующий конденсатор, конденсатор времязадаюшего элемента представляет собой датчик положения, одна об30 кладка которого установлена на неподвижной части контролируемого объекта, изолирована от корпуса оборудования, и подключена к первому выводу блока сравнения, другая обкладjr ка установлена на подвижной части

контролируемого объекта, гальванически соединенной с корпусом оборудования, и подключена к первому выводу компенсирующего конденсатора, второй

40 вывод которого соединен с третьим выводом блока сравнения и с анодом развязывающего диода, катод которого подключен к второму проводу линии связи, второй вывод блока сравнения

45 подключен к первому проводу линии связи.

2.Устройство по п.1, отличающееся тем, что, с целью согласования с линиями связи разной

50 длины, компенсирующий конденсатор выполнен с переменной емкостью.

Т

t

L.

06

Фив-Z

11

лТ,

v

Изобретение относится к автоматике и телемеханике и может быть применено в устройствах дистанционного контроля производственного оборудования. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости и расширение области применения устройства путем формирования сигналов о положении производственного оборудования. Устройство содержит масштабный резистор 1, времязадающий элемент 2, блок сравнения 3, токовый ключ 4, развязывающий диод 5, первый 6 и второй 7 проводы линии связи, нагрузочный резистор 8, источник напряжения 9 и компенсирующий конденсатор 10. Устройство позволяет при использовании емкостных датчиков положения повысить помехоустойчивость за счет гальванической развязки линии связи от корпуса оборудования. 1 з.п. ф-лы. 3 ил.

X

Фие.З

Ягс