Устройство для передачи и приема информации Советский патент 1991 года по МПК G08C19/28 

Изобретение относится к технике телеизмерения и может быть использовано для постоянного контроля и телеизмерения глубинных параметров скважины в процессе бурения забойными двигателями, а также при телеконтроле и телеизмерении различных параметров по линиям электропередач.

Цель изобретения - повышение быстродействия и информативности устройства.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 и 3 - функциональные схемы передающей и приемной сторон устройства, соответственно.

Устройство содержит на передающей стороне аналоговый датчик 1, формирователь 2 информации, блок 3 модуляции сигналов, блок 4 коммутации, блок 5 синхронизации и частотный датчик 6, на приемой стороне фильтр 7, первый 8 и второй 9 блоки индикации, генератор 10 тактовых импульсов,селектор 11 длительности сигналов и формирователь 12 информации.

Формирователь 2 информации состоит из нормирующего усилителя 13, компаратора 14, триггера 15. счетчика 16 и резистивной матрицы 17.

Блок 3 модуляции сигналов образуют первый 18 и второй 19 генераторы импульсов, счетчик 20, мультиплексор 21, модулятор 22 и ключ 23.

Блок 4 коммутации выполнен на счетчике 24, элементе ИЛИ 25, элементе И 26 и элементе 2 И-ИЛИ 27.

Блок 5 синхронизации содержит элемент И 28, первый 29 и второй 30 триггеры 29 и 30.

Фильтр 7 состоит из усилителя 31, усилителя-ограничителя 32, цифрового блока 33 сдвига и делителя 34 частоты.

Первый блок индикации 8 содержит первый счетчик 35, оперативное запоминающее устройство 36, второй счетчик 37 и элемент 38 задержки, второй блок индикации 9 - счетчик 39, оперативное запоминающее устройство 40, элемент задержки 41, генератор 42 импульсов и делитель 43 частоты.

Селектор 11 длительности сигналов образуют счетчик-дешифратор 44, элемент И 45, элемент ИЛИ 46, первая 47 и вторая 48 дифференцирующие цепи.

Формирователь 12 информации содержит счетчик-дешифратор 49, сдвиговый регистр 50, счетчик 51 и элемент И 52.

В работе передающего устройства можно выделить два периода. В первый период происходит сравнение выходного сигнала аналогового датчика 1 (например, температуры) с выходом матрицы 17, т.е. преобразование аналогового выходного сигнала датчика 1 в параллельный n-разрядный двоичный код. Во второй период - преобразование выходного кода формирователя 2 информации в циклическую импульсную двоичную последовательность(в двоичную кодо-импульсную посылку), заполненную несущей частотой с генератора 18. Выходной сигнал передающего устрой0 ства по своей структуре состоит из синфази- рующих (кадровых) обозначающих начало кодированного слова и информационных (разрядных) импульсов, отличающихся по длительности в кратное число раз, причем

5 информация о состоянии датчика 1 заложена в n-разрядной кодовой посылке. Кадровые импульсы дополнительно несут информацию о состоянии частотного датчика 6 (например, обороты вала турбины). В

0 структуре сигнала кадровые импульсы могут иметь длительность, также отличающуюся в кратное число раз, причем частота следования длиннных кадровых импульсов равна частоте выходного сигнала датчика 6.

5 С датчика 1 выходной сигнал Ui усиливается нормирующим усилителем 13 и подается на первый инвертирующий вход компаратора 14, на второй неинвертирующий вход которого подается пилообразное

0 (растущее) напряжение UR-2R с матрицы 17. При Ui UR-2R триггер 15 разрешает прохождение импульсов с генератора 18 на дво- ичный счетчик 16 и через ключ 23 удерживает в неизменном состоянии двоич5 ный счетчик 20. При этом передача в линию связи отсутствует.

Когда UR-2R становится равным Ui, выход компаратора 14 меняет знак, триггер 15, управляемый перепадом по R-входу, меняет

0 свое логическое состояние, запирая счетчик 16, и через ключ 23 разрешает прохождение импульсов от генератора 19 на счетчики 20 и 24. Счетчик 24 по входу синхронизации устанавливается в единицу и через логиче5 ские элементы ИЛИ 25 и 2И-ИЛИ 27 устанавливает счетчик 20 в нулевое состояние по R-входу, которое сохраняется в течение одного такта генератора 19 при нулевом состоянии триггера 30. или в течение 2 тактов

0 генератора 19 при единичном состоянии триггера 30. Таким образом, формируется кадровый импульс выходной кодовой посылки. В начале третьего такта счетчик 24 блокируется через элемент И 26, снимая

5 запирающее напряжение с R-входа счетчика 20 и одновременно обнуляя триггера 29 и 30.

Счетчик 20 последовательно во времени тактовой частотой генератора 19 подключает через мультиплексор 21 соответствующие разряды счетчика 16 к модулятору 22, в котором происходит модуляция по длительности нулей и единиц разрядных импульсов. Сформированная кодо-импульсная посылка в модуляторе 22 заполняется напряжением несущей -эстеты с генератора 18.

Посгя передачи n-го информационного разряда счетчик 20 с 1-го выхода устанавливает в О (деблокирует) счетчик 24, через элемент И 28 переписывает состояние триггера 29, который в момент импульса с датчика 6 переходит в 1, в триггер 30. устанавливает в нулевое состояние счетчик 16, а также переключает триггер 15, который разрешает работу счетчика 16 и запрещает работу счетчика 20, подготавливая цикл измерения.

Таким образом, в линию связи передается описанная кодо-импульснал посылка, причем частота следования длинных кадровых импульсов равна частоте следования импульсов с датчика 6.

Принцип действ-ля устройства на приемной стороне определяется передающей стороной и состоит в преобразовании поступающей по линии связи информации в параллельный двоично-десятичный код отдельно по каждое, каналу и отображении его в блоках 8 и 9 индикации а виде нормированных значений измеряемых параметров.

Сигнал с линии связи через усилитель 31 поступает на усилитель-ограничитель 32, который, кроме усиления сигнала, производит его детектирование и улучшение фронтов усиленного сигнала. С выхода усилителя-ограничителя 32 сфорированный сигнал через цифровой блок сдвига 33 и элемент И 45 поступает на ьход синхронизации счетчика-дешифратор. 44 селектора 11 длительности сигналов Блок 33 проитоо дит сдвиг каждого входного импульса на время I, что обеспечивает защиту приемного устройства от импульсное помехи, длительность которой меньше нам равна t Селектор 11 длительности сигналов обеспечивает распознавание и распределение по отдельным ыинам кадровых и информационных единичных импульсов. Фронтом входного импульса с цепи 48 счетчик-дешифратор 44 устанавливается в нулевое состояние и просчитывает число импульсов в пачке с выхода элемента И 45, в котором происходит заполнение импульсов выхода блока 33 частотой задающего генератора 10. В зависимости от длительности входного импульса в момент его спада, сформированного цепью 48, единичное состояние принимает один из выходов счетчика-дешифратора 44 (К, 2К, 4К). При наличии единичного состояния на выходе К в момент спада, эта единица переписывается на выходе сдвигающего регистра 50, одновременно продвигаясь по выходным разрядам

регистра. При этом одновременно счетчик 49 производит подсчет принятых разрядов входной кодовой посылки После прохождения n-го инфомационкого разряда код с выходных разрядов регистра 50 по сигналу с

0 1-го разрядного выхода счетчика 49 переписывается в счетчик 51. На счетный вычитающий вход счетчика 51 через элемент И 52 начинают поступать импульсы с задающего генер торт ю которые одновременно под

5 аются ча счетчик 35. При достижении нулевого состояния счетчика 51 импульс с его выхода перенос., обнуляет счетчик 49, запирая элемент И 52. Таким образом, в счетчике ЗГ записывается двоично-десятичное число,

0 соответствующее входному коду. Счетчик 35 суммирует число импульсов, соответствующих входному коду, с числом кадров, определяемых состоянием счетчика 37, на счетный вход которого поступают кадровые

5 импульсы элемента ИЛИ 46 При прохождении заданного числа кадровых импульсов счетчьк 37 формирует сигн.чл разрешения перезаписи двоичнэ-дегчтииного кода со старших разрядов счетчика ЗЬ в ОЗУ 36 пер0 вого блока 8 индикации и с задержкой по времени, формируемой элементом 38 задержки и достаточной для установления кода на выходе ОЗУ 36, устанавливает счегчики 37 и 35 в нулевое состояние, под5 готапливая их для обработки следующего цикла измерении.

С помощью счетчика 37 производится усреднение результатов измерения за N ко- довь, посылок, что повышает достовер0 ность отображаемой в блоке индикации 8 информации.

Измерение частотного канала производится счетчиком 39 путем подсчета длинных кадровых импульсов, поступающих с выхо5 да 4К счетчика-дешифратора 44 на вход синхронизации счетчика 39. Время измерения определяется генератором 42 и делителем 43 частоты, пс выходному сигналу которого двоично-десятичный код выхода счетчика 39

0 переписывается в ОЗУ 40 блока 9 индика- L. 1и. Через элемент 41 задержки счетчик 39 устанавливается в нулевое состояние.

Таким образом, производится преобразование информации, поступающей из ли5 нии связи, в вид, удобный для отображения на индикаторных табло блоков 8 и 9 индикации.

Формула изобретения 1. Устройство для передачи и приема информации, содержащее на передающей

стороне аналоговый датчик, выход которого подключен к информационному входу формирователя информации, блок коммутации, на приемной стороне фильтр, вход которого является выходом линии связи, формирователь информации, выход которого подключен к информационному входу первого блока индикации, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и информативности устройства, в него введены на передающей стороне частотный датчик, блок модуляции сигналов и блок синхронизации, первый выход и выходы группы формирователя информации подключены к разрешающему и информационным входам блока модуляции сигналов соответственно, первый выход которого подключен к управляющему входу формирователя информации и первым управляющим входам блока коммутации и блока синхронизации, второй и третий выходы блока модуляции сигналов подключены к тактовым входам блока коммутации и формирователя информации соответственно, четвертый выход блока модуляции сигналов является входом линии связи, первый и второй выходы блока коммутации подключены к управляющему входу блока модуляции сигналов и к второму управляющему входу блока синхронизации соответствено, первый и второй выходы которого подключены к второму и третьему управляющим входам блока коммутации соответственно, выход частотного датчика подключен к частотному входу блока синхронизации, на приемной стороне - генератор тактовых импульсов, селектор длительности сигналов и второй блок индикации, прямой и инверсный выходы фильтра подключены к информационному и управляющему входам селектора длительности сигналов соответственно, первый и второй выходы которого подключены к информационному и первому управляющему входам формирователя информации соответственно, третий выход селектора длительности сигналов подключен к второму управляющему входу формирователя информации и управляющему входу первого блока индикации, четвертый выход селектора длительности сигналов подключен к входу второго блока индикации, выход генератора тактовых импульсов подключен к тактовым входам фильтра, селектора длительности сигналов и формирователя информации.

2. Устройство поп.Ч.отличающее- с я тем, что блок модуляции сигналов содержит первый и второй генераторы импульсов, ключ, счетчик, мультиплексор и модулятор, информационные входы мультиплексора являются информационными входами блока, первый вход ключа является разрешающим входом блока, управляющий вход модулятора и вход Сброс счетчика объединены и являются управляющим входом блока, первый и второй выходы первого

генератора импульсов подключены к первому частотному входу модулятора и к объеди- ненным второму частотному входу модулятора и второму входу ключа соответственно, выходы группы счетчика подключены к адресным входам мультиплексора, выход которого подключен к информационному входу модулятора, выход счетчика является первым выходом блока, выход ключа подключен к счетному входу счетчика и является вторым выходом блока, выход второго генератора подключен к третьему частотному входу модулятора и является третьим выходом блока, выход модулятора является четвертым выходом блока.

3. Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что блок коммутации содержит счетчик, элемент ИЛИ, элемент И и элемент 2И- ИЛИ, вход Сброс счетчика является первым управляющим входом блока, счетный

вход счетчика является тактовым входом блока, первый выход счетчика подключен к первому входу элемента И, элемента ИЛИ и элемента 2И-ИЛИ, второй выход счетчика подключен к вторым входам элемента ИЛИ

и элемента И, выход последнего подключен к входу Разрешение счетчика и является первым выходом блока, второй вход элемента 2И-ИЛИ является вторым управляющим входом блока, выход элемента ИЛИ подключен к третьему входу элемента 2И-ИЛИ, четвертый вход которого является третьим управляющим входом блока.

4. Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что блок синхронизации содержит два триггера и элемент И, вход Установка первого триггера является частотным входом блока, первый вход элемента И является первым управляющим входом блока, прямой выход первого триггера подключен к второму входу элемента И, выход которого подключен к входу Установка второго триггера, прямой и инверсный выходы которого являются первым и вторым выходами блока, входы Сброс первого и второго триггеров объединены и являются вторым управляющим входом блока.

3

Изобретение относится к телеизмерению. Цель изобретения - повышение быстродействия и информативности. Устройство содержит на передающей стороне аналоговый датчик 1. формирователь 2 информации, блок 3 модуляции сигналов, блок 4 коммутации, блок 5 синхронизации и частотный датчик 6, на приемной стороне - фильтр 7. первый и второй блоки индикации 8 и 9. генератора 10 тактовых импульсов селектор 11 длительности сигналов и формирователь 12 информации 3 з п ф-пы, 3 ил.

2i99S$l

CU

ч|