Система для передачи и приема дискретной информации Советский патент 1990 года по МПК G08C19/16 

Изобретение относится к телемеха- «се и может быть использовано в сис- гмах управления.

Целью изобретения является повыше- помехоустойчивости и достоверности передачи информации.

На фиг.1 приведена структурная схема системы; на фиг.2-5 - временные диаграммы ее работы.

На передающей части система содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, первый распределитель 3 (командных импульсов), формирователь 4 импульсов, ключи 5 управления, эле- менты И 6, 7, первый элемент ИЛИ 8, элемент И-НЕ 9, второй распределитель II) (синхронизации), второй элемент ИЛИ 11, первый 12 и второй 13 ключи, накопительный конденсатор 14, генератор 15 тока, развязывающий диод 16, передающую антенну 17, блок 18 контроля, индикатор 19. На приемной части система содержит п информационных каналов (показаны два), включающих приемные антенны 20 и 21, приемники 2.1 н 23 сигнала, блок 24 автоматического выбора информационного канала, блок 25 задержки, сумматор 26 импульсов, пиковый детектор 27 импульсов, компаратор 28, селектор 29 командных иппульеов, селектор 30 синхроимпульсов, генератор 31 импульсов, делитель 3: частоты, распределитель 33 импульсов, дешифратор 34 импульсов, блок 35 исполнительных элементов, формирователь 36 сигнала запрета.

Система работает следующим обра- зОм.

Генератор 1 вырабатывает импульсы (риг.2а), поступающие на тактовый вход распределителя 10 синхронизации и на вход делителя 2 частоты. Импуль- c$i с выходов делителя 2 частоты пос- на формирователь 4 импульсов, в шодные импульсы которого (фиг.26) поступают на вторые входы элементов И 6, 7. Импульсы с второго выхода де- л ггеля частоты поступают также на тактовый вход распределителя 3 коман- дйых импульсов, на выходах группы к&торого формируются стробирующие импульсы (фиг.2 г-к), поступающие че- рЈз ключи 5 управления на первые вхо- Д1И элементов И 6, 7. Выходные сигналы элементов И 6, 7, а также сигнал (фиг.2в) с первого выхода распредели- т|гля 3 командных импульсов, используемый для цикловой синхронизации, по

о ,

0

5

0

5

даются на соответствующие входы первого элемента ИЛИ 8, сигнал с выхода которого подается на первый вход элемента И-НЕ 9. На фиг.2л показан сигнал на выходе первого элемента ИЛИ 8 при подключенных через ключи 5 управления импульсах с выхода распределителя 3 командных импульсов, соответствующих 2, 3 и 5 тактам его работы. Обратная связь с второго выхода распределителя 3 на его же вход начальной установки определяет длительность цикла передачи команд.

Выходной сигнал элемента И-НЕ 9 подается на вход начальной установки нуля распределителя 10 синхронизации, на тактовый вход которого подаются импульсы (фиг.За) генератора 1 импульсов. Когда на первом входе элемента И-НЕ 9, соединенном с выходом элемента ИЛИ 8, сигнал (фиг.36) отсутствует, на её выходе формируется высокий уровень (фиг.Зв), устанавливающий распределитель 10 синхронизации в начальное состояние, при котором на его первом и втором прямом выходе (фиг.3г,д) сигнал в этот момент времени имеет нулевое значение, а на инверсном выходе единичное значение. В случае прихода на первый вход элемента И-НЕ 9 командного импульса (фиг.36), на его выходе устанавливается нулевое « значение (фиг.Зв), обеспечивающее работу распределителя 10 синхронизации, импульс с первого выхода которого (фиг.Зг) подается на управляющий вход ключа.12. Импульс (фиг.Зд) с второго выхода распределителя 10 через элемент ИЛИ 11 подается на управляющий вход ключа 13 и вход генератора 15 тока, а сигнал с инверсного выхода распределителя 10 подается на второй вход элемента И-НЕ 9, чем обеспечивается периодическая установка распределителя 10 в начальное состояние (фиг.Зв) во время действия командного импульса (фиг.36) на втором входе элемента И-НЕ 9.

В паузах между импульсами, поступающими на ключи 12 и 13 (фиг.3г,д), накопительный конденсатор 14 заряжается от генератора 15 тока через развязывающий диод 16. При поступлении импульса (фиг.Зг) на ключ 12 ключ замыкается и в колебательном контуре, образованном накопительным конденсатором 14 и индуктивностью антенны 17, возникают затухающие электромагнитные

колебания (фиг.За), которые индуцируются передающей антенной 17 в окружающее пространство. Импульс, поступающий на ключ 13 генератора 15 тока (фиг„Зд),отключает генератор 15 тока и замыкает ключ 13, чем обеспечивается быстрое затухание паразитного колебательного процесса (фиг.Зе) в колебательном контуре, образованным накопительным конденсатором 14, индуктивностью антенны 17 и паразитной емкостью разомкнутого ключа 12.

Блок 18 контролирует правильность работы распределителя 3 и сигнал с выхода элемента И-НЕ 9 путем измерения временного интервала между импульсами. Результат контроля отображается индикатором 19. В случае отклонения режима от нормального блока 18 через элемент ИЛИ 11 отключает генератор 15 тока и замыкает ключ 13, что приводит к прекращению формирования сигнала в передающей антенне 17. Нарушение режима работы отображается на индикаторе 19,

Сигнал с передающей антенны 17 индуцируется в приемных антеннах 20 и 21 и поступает на соответствующие приемники 22 и 23, выходные сигналы- которых поступают на блок 24 автоматического выбора информационного канала, который осуществляет выбор наилучшего информационного канала и сигнал которого (фиг.4а) подается на блок 25 задержки и сумматор 26 импульсов. С второго выхода блока 24 автоматического выбора информационного канала выдается на компаратор 28 в качестве опорного напряжение, характеризующее качество выбранного информационного канала.

Импульсы с выходов блока 25 задержки (фиг.46,в,г) поступают на входы сумматора 26, куда также поступает и незадержанный сигнал (фиг.4а) с выхода блока 24. Время задержки сигнала с каждого выхода блока 25 задержки выбирается кратным периоду импульсов, сформированных в передающей части г системы (фиг.3г,е), благодаря чему в сумматоре 26 происходит суммирование сигнала, а уровень помех не увеличивается, так как их период носит как правило случайный характер. В случае детерминированных помех период импульсов, формируемых в передающей части системы (фиг.3г,е), заранее может быть выбран не кратным возмож

0

5

5

с

ному периоду помехи. Сигнал (фиг.4д) с выхода сумматора 26 импульсов поступает на пиковый детектор 27 импульсов, выделяющий его огибающую (фиг.4е). Этот сигнал сравнивается в компараторе 28 с опорным напряжением, поступающим из блока 24 автоматического выбора информационного канала, ив случае его превышения, на выходе компаратора формируется импульсный сигнал (фиг.4ж), поступающий на селекторы 29 и 30. Помехи, проходящие на вход компаратора 28, из-за отсутсвия их суммирования имеют амплитуду значительно ниже амплитуды сигнала и опорного напряжения и на выход компаратора 28 не проходят.

Сигнал (фиг.5а) на выходе компара0 тора 28 в соответствии с передаваемой структурой сигнала (фиг.2л) содержит импульсы двух уровней длительности: синхроимпульсы и импульсы команд . Селектор 29 командных импульсов осуществляет селекцию по длительности выходного сигнала компаратора 28 с целью защиты системы от кратковременных помех, которые могут содержаться в сигнале. Выбором необходимой дли- тельности командного импульса на передающей стороне (фиг.2л) можно эффективно бороться с импульсными помехами промышленного характера. Выходной сигнал селектора 29 подается на разрешающий вход дешифратора 34. Селектор 30 синхроимпульсов выделяет из выходного сигнала компаратора 28 (фиг.5а) синхроимпульс (фиг.5в), служащий для цикловой синхронизации работы делителя 32 частоты и распределителя 33 импульсов. Делитель 32 частоты формирует из импульсов генератора 31 импульсы, необходимые для работы распределителя 33 импульсов (фиг.Зг).

Распределитель 33 импульсов из выходного сигнала делителя 32 частоты, подступающего на его тактовый вход (фиг.5г), формирует стробирующие имй пульсы (фиг.5д-и), поступающие на входы дешифратора 34, где происходит выделение командных импульсов (фиг.5к-п), а также их накопление и преобразование в форму, удобную для управления блоком 35 исполнительных элементов. Формирователь 36 сигнала запрета контролирует период синхроимпульса (фиг.5в) на выходе селектора 30 синхроимпульсов и в случае несоот0

5

0

Ветствия его заданной величине блокирует работу дешифратора 34, что устраняет ошибки в работе дешифратора при пропадании сигнала, а также при работе системы от нескольких пультов правления одновременно.

Устройство обеспечивает передачу прием управляющей дискретной инфор- Йации в сложных производственных ус- ловиях в том числе и в шахтных усло- ииях благодаря большой помехоустойчивости, позволяет отказаться от использования инфракрасного канала свя- :|И и за счет этого исключить направ- ленность приема и передачи информации, снизить расход энергии автономного источника питания пульта управления за счет большой скважности передаваемого сигнала и большого КОД передающей антенны по сравнению с инфракрасными излучателями„

Наличие в системе п информационных каналов с автоматическим выбором лучшего из них, использование передающей и приемных антенн, выполненных в виде катушек индуктивности на фер ритовых стержнях, параметры которых слабо зависят от расположения производственных конструкций и оператора, селекция от помех с помощью синхронного накопления, селекция по амплитуде и длительности, а также накопление сигнала после дешифрации в сочетании с контролем сигнала на приемной и передающей сторонах позволяет повысить эксплуатационную надежность и помехо- уртойчивость системы.

Формула изобретения

1. Система для передачи и приема дискретной информации, содержащая на передающей стороне генератор импуль- срв, первый распределитель импуль- с0в, соответствующие выходы группы которого через одноименные ключи управления подключены к первым входам односменных элементов И, первый элемент ИЛИ, первый выход первого рас- п еделителя импульсов соединен с пер- BWM входом блока контроля, первый вйлход которого соединен с входом ин fljfncaTdpa, формирователь импульсов, которого соединен с объединен- HIJJMK вторыми входами элементов И, пнрвый ключ, передающую антенну на приемной стороне содержащая приемники сигналов по числу информационных ка

5

Q

о

з Q

0

5

налов, входы которых соединены с соответствующей приемной антенной, генератор импульсов, формирователь сиг нала запрета, селектор синхроимпульсов, выход которого соединен с входом начальной установки распределителя импульсов, выходы которого соединены с информационными входами дешифратора, выходы которого соединены с соответствующими входами блока исполнительных элементов, отличаю щаяся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и достоверности передаваемой информации, в системе не передающей стороне введены второй распределитель импульсов, делитель частоты, генератор тока, развязывающий диод, накопительный конденсатор, второй элемент ИЛИ, второй ключ, элемент И-НЕ, выход генератора импульсов соединен с тактовым входом второго распределителя импульсов и с входом делителя частоты, первый и второй выходы которого соединены с одноименными входами формирователя импульсов, второй выход делителя частоты соединен с тактовым входом первого распределителя импульсов, первый выход которого соединен с входом первого элемента ИЛИ, второй выход распределителя импульсов соединен со свода входом начальной установки, выходы элементов И соединены с соответствующими входами группы первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом элемента И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом блока контроля и с входом начальной установки второго распределителя импульсов, первый прямой выход которого соединен с управляющим входом первого ключа, второй прямой выход соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, инверсный выход соединен с вторым входом элемента И-НЕ, второй выход блока контроля соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющими входами второго ключа и генератора тока, первый выход последнего через развязывающий диод подключен к первым выводам второго ключа и передающей антенны, второй вывод которой соединен.с первым вывозом первого ключа, второй выход генератора тока подключен к вторым выводам накопительного кодценсатора, первого и второго ключа, на приемной стороне введены блок задержки, сумматор, селектор командных импульсов, пиковый детектор, компаратор, делитель частоты, блок выбора информаци - онного канала, информационные входы которого подключены к выходам соответствующих приемников сигналов,.тактовый вход которого объединен с тактовым входом делителя частоты и подключен к выходу генератора импульсов, первый выход блока выбора информационного канала соединен с первым входом компаратора, второй выход соединен с первым входом сумматора и с входом блока задержки, первый, вто- рой и третий выходы которого соединены соответственно с вторым, третьим и четвертым входами сумматора, выход которого через пиковый детектор соединен с вторым входом компаратора, выход которого соединен с входами селектора синхроимпульсов и селектора командных импульсов, выход последнего соединен с разрешающим входом дешифратора, выход селектора синхроимпульсов соединен с входом начальной установки делителя частоты и через формирователь сигнала запрета с запрещающим входом дешифратора, выход делителя частоты соединен с тактовым входом распределителя.

2. Система поп.1, отличающаяся тем, что передающая и приемные антенны выполнены в виде катушек индуктивности на ферритовых стержнях.

Изобретение относится к телемеханике и может быть использовано в системах управления. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости и достоверности передачи информации. Система для передачи и приема дискретной информации содержит на передающей части генератор импульсов 1, делитель 2 частоты, первый распределитель 3 (командных импульсов), формирователь импульсов 4, ключи 5 управления, элементы И 6,7, первый элемент ИЛИ 8, элемент И-НЕ 9, второй распределитель 10 (синхронизации), второй элемент ИЛИ 11, первый 12 и второй 13 ключи, накопительный конденсатор 14, генератор тока 15, развязывающий диод 16, передающую антенну 17, блок контроля 18, индикатор 19. Приемная часть содержит N информационных каналов, включающих приемные антенны 20 и 21, приемники сигналов 22 и 23, блок автоматического выбора информационного канала, блок задержки 25, сумматор 26 импульсов, пиковый детектор 27, компаратор 28, селектор 29 командных импульсов, селектор 30 синхроимпульсов, генератор 31 импульсов, делитель 32 частоты, распределитель 33 импульсов, дешифратор 34 импульсов, блок 35 исполнительных элементов, формирователь 36 сигнала запрета. Система позволяет производить селекцию сигнала от помех с помощью синхронного накопления этого сигнала, селекцию по амплитуде и длительности и позволяет повысить надежность и помехоустойчивость системы. 1 з.п.ф-лы, 5 ил.

Uk

а

фиг. 2

фиг.З

и it

ПО П О

S в г

JLJLUL

1111

JULJUL

П

1

е ж

Заказ 1163

Тираж 440

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

П П О

1JLJL1

П П П П

П НИ П

/

i t 1

1

1

t

/

фигЛ

Подписное