Система передачи данных Советский патент 1991 года по МПК H04B3/54 

Изобретение относится к технике связи по линиям энергоснабжения и может быть использовано для передачи телемеханической информации.

Цель изобретения - повышение помехозащищенности

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема передающей стороны системы передачи данных, на фиг 2 - структурная электрическая схема приемной стороны; на фиг 3 - временные диаграммы работы блока управления

Система передачи данных содержит на предающей стороне (фиг. 1) источник 1 информации, блок 2 преобразования сигналов, первый блок 3 формирования опорных сигналов, генератор 4, импульсный модулятор 5, избирательный усилитель 6, усилитель 7 мощности, первый согласующий блок 8, первый триггер 9, первый и второй элемент И 10 и 11, инвертор 12 и элемент ИЛИ 13, а на приемной стороне (фиг. 2)- второй согласующий блок 14, второй блок 15 формирования опорных сигналов, блок 16 управления, счетчик 17, аналого-цифровой преобразователь 18, второй триггер 19, первый блок 20 ключей, второй блок 21 ключей, первый элемент 22 памяти, второй элемент 23 памяти, третий блок 24 кпючей регистр 25, цифроаналоговый преобразователь 26,

О

ю

ю о

XI

вычигатель 27, определитель 28 фазы и блок 29 декодирования.

Система передачи данных работает следующим обиазом.

Принцип ее работы состоит в том, чтобы подавить на приемной стороне гармонические сос Э :пчющие промышленного напряжения. Это достигаемся за счет того, что информационный сигнал вводится в линию не чаще, ем кажи.ош второй период сетевого напряжения, ч-;о позволяет на приеме произнес / вычитание сигналов двух соседних nepro.vos сетевого напряжения, в ре- зулыяю lero подавляются все гармоники промышленной мае готы благодаря тому, что & хчасг,лы кратны последней. При этом все фэзопые cooi ношения составляющих-напряжения сохраняются.

Формирование соответствующего сигнала произпочит блок 2. В нем исходный сигнал, поступающий от источника 1. преобразуется в последовательный код. Каждый разряд последнего выдается только на положительной полуволне сетевого напряжения, синхронность и синфазность с которым обеспечивает первый блок 3 формирования опорных cm налов Каждый разряд кода пе- редаэтсч дчаждь1, причем два этих сигнала одного и того ;ке Осзрпда кода отстоят друг от друг 1 по времени на один период сетевого напряжения

заряды передаются со

сдпигом ну два периода сетевого напряжения, т.е. от момента окончания передачи одного разряда до начала передачи следующего проходи г два периода сетевого напряжения (фиг, 3}. Тзк / м образом, для передачи одного разряда кода требуется пять периодов сетевого напряжения или 100 мс.

1 Приемник данной системы передали данных осуществляет разбивку прини з лого сигнала на пакеты по пять периодов сетевого напряженич в каждом. Синхронность 1л синфазность передатчика и приемника обеспечиваются за счет того, что опорное напряжение на обоих концах линии формируется из единого для них сетевого напряжения промышленной частоты, Приемник 1акже производит вычитание сиг- малоо двух соседних периодов сетевого на- пряятния, благодаря чаму все гармоники последнего унич ожзются Наличие сигнала в дачном пакете определяется по уровню напряжения v э выходе вычитателя 27 в первой и фетьем периодах и отсутствию на- прЧАСЧия во вто,юм, четвертом и периодах.

Сообщение формируемое источником 1, в дт,с,ретног-1 виде поступает в передатчик, В блоке 2 сообщение преобразуется в импульсы синхронные с началом периода

силовой электросети 50 Гц, длительность которых равная полупериоду сети 50 Гц, т.е. передаваемые дважды разряды кода формируются через период силовой электросети 50 Гц. Каждый разряд последовательного кода отстоит от смежного на два периода сетевого напряжения. Сигнал привязки передаваемых импульсов к частоте силовой электросети формируется первым блоком 3,

0 который выдает по одному выходу сигнал перехода через нуль положительной полуволны сетевого напряжения, а по другому выходу - отрицательной полуволны.

Преобразованный сигнсл с выхода бло5 ка 2 поступает на импульсный модулятор 5, на второй вход которого через элемент ИЛИ 13 поступает высокочастотный импульсный сигнал генератора А. На выходе импульсного модулятора 5 выделяется пачка импуль0 сов длительностью 10 мс. В избирательном усилителе 6 происходит преобразование прямоугольных импульсов импульсного мо- дуляторй 5 в синусоидальные. После усиле ния в усилителе 7 мощности сигнал чере

5 первый согласующий блок 8 поступает ъяу- нию связи.

Формирование сигнала производится следующим образом.

На вход первого триггера 9 от блока 2

0 поступают импульсы, последовательность которых соответствует последовательности тех периодов сетевого напряжения, в которых могут передаваться сигналы (фиг. 2). В период сетевого напряжения сигнале

5 генератора 4 через второй элемент И 11 поступает на первый вход элемента ИЛИ 13. Разрешение на прохождение сигнала через второй элемент И 11 выдается с единичного выхода первого триггера 9. По окончании

Г периода сетевого напряжения с второго выхода блока 2 поступает нулевой сигнал на первый триггер 9, который изменяет его состояние. Поэтому а (1+1)-м периоде сетевого напряжения первый триггер 9 запрещает

5 прохождение сигнала генератора 4 через второй элемент И 11, Инвертированный инвертором 12 сигнал генератора 4 поступает через первый элемент И 10 на второй вход элемента ИЛИ 13 Разрешение на прохож0 дение сигнала через первый элемент И 10 поступает с нулевого выхода первого триггера 9.

Таким образом, на выходе импульсного модулятора 5 высокочастотные сигналы

5 первого и третьего периодов (фиг. 3) проти- вофазны.

Работой приемника управляет второй блок 15; назначение и функционирование которого аналогично первому блоку 3. В момент начала положительной полуволны сетевого напряжения второй блок 15 формирует сигнал который обнуляет счетчик 17 (фиг. 3,а). Кроме того, по этому сигналу второй триггер 19 переходит в противоположное состояние. При установке второго триггера 19 в единичное состояние его нулевой первый выход выдает разрешающий потенциал на первый блок 20 и третий блок 24, Кодирование положительной полуволны сетевого напряжения 50 Гц производится аналого-цифровым преобразователем 18. На его запуск поступает сигнал с второго выхода блока 16 управления (фиг. 3,е). По окончании преобразования код через первый блок 20 поступает на первый элемент 22 памяти и запоминается в нем по адресу, формируемому счетчиком 17 в момент наличия сигнала на четвертом выходе блока 16 управления (фиг. 3,е). Одновременно по тому же адресу из второго элемента 23 памяти считывается информация в момент наличия сигнала на пятом выходе блока 16 управления. Информация второго элемента 23 памяти поступает на второй вход третьего блока 24.

Сигнал с его выхода параллельным кодом поступает на регистр 25, где запоминается при наличии сигнала разрешения на первом выходе блока 16 управления (фиг. 3 г) Счетчик 17 подсчитывает сигналы запу- ска аналого-цифрового преобразователя 18.

В последующий период сетевого напряжения 50 Гц второй триггер 19 изменяет свое состояние по сигналу от второго блока

15(фиг. 3,6). Он выдает разрешающий потенциал с второго выхода на второй блок 21 (фиг. 3, д) и четвертый вход третьего блока

24.На его трежй вход и первый блок 20 поступает запрещающий потенциал. По окончании кодирования сигнал с выхода аналою-цифрового преобразователя 18 через в f орой блок 21 поступает на второй элемент 23 памяти и запоминается в нем по адресу, формируемому счетчиком 17 в мо- мент наличия сигнала на пятом выходе блока

16управления Одновременно по тому же адресу из первого элемента 22 памяти считывается информация в момент наличия сигнала на четвертом выходе блока 16 управления (фиг. 3,в) Информация из первого элемента 22 памяти поступает на первый вход третьего блока 24. Сигнал с его выхода параллельным кодом поступает на регистр

25,где запоминается при наличии сигнала разрешения на первом выходе блока 16 управления (фиг. 3,г)

В 1-й период сетевого напряжения с четвертого выхода блока 16 управления (фиг. 3,в)на первый элемент 33 памяти поступает

си нал записи, а с пятого выхода блока 16 на второй элемент 23 памяти поступает сигнал считывания В (М)-й период сетевого напряжения на первый элемент 22 памяти поступает сигнал считывания, а на второй элемент 23 - сигнал записи и т.д.

Преобразование текущего цифрового кода, поступающего в регистр 25, в аналоговый сигнал осуществляется цифроаналого- вым преобразователем 26. Таким образом, на вычитателе 27 производится вычитание из напряжения сети (i+1)-ro периода напряжения сети i-ro периода, задержанного на период сетевого напряжения. Сигнал с выхода вычитателя 27 поступает на определитель 28 фазы и блок 29. Определитель 28 фазы анализирует фазу принятого сигнала относительно опорного сигнала в каждых пяти смежных периодах сетевого напряжения, сдвинутых относительно друг друга на период сетевого напряжения. Блок 29 анализирует принятую информацию в пяти смежных периодах сетевого напряжения, сдвинутых друг относительно друга на период сетевого напряжения.

При наличии противофазной информации в i-м и (+2)-м периодах сетевого напряжения и отсутствии информации в (1+1)-м, (+3)-м, (+4)-м периодах сетевого напряжения блок 29 выдает сигнал наличия информации, который поступает на выход устройства.

Формула изобретения

Система передачи данных, содержащая на передающей стороне последовательно соединенные источник информации, блок преобразования сигналов, импульсный модулятор, а также избирательный усилитель, усилитель мощности, первый согласующий блок, выход которого соединен с входом линии связи, генератор, а на приемной стороне - второй согласу эщий блок, вход которого соединен с выходом линии связи, отличающаяся тем, что, с целью повышения помехозащищенности, на передающей стороне введены последовательно соединенные инвертор, первый элемент И, элемент ИЛИ, второй элемент И, первый триггер и первый блок формирования опорных сигналов, вход которого соединен с линией связи, а выход-с вторым входом блока преобразования сигналов, второй выход которого соединен с входом триггера, первый и второй выходы которого соединены соответственно с вторым входом первого элемента 1/1 и первым входом второго элемента И, второй зход которого соединен с входом инвертора и выходом генератора, выход второго элемента И соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом импульсного модулятора, выход которого соединен с входом избирательного усилителя, выход которого через усилитель мощности соединен с входом первого согласующего блока, а на при- емной стороне - блок управления, счетчик, аналого-цифровой преобразователь, второй триггер, первый и второй блоки ключей, первый и второй элементы памяти, последовательно соединенные третий блок ключей, регистр, цифроаналоговый преобразователь, вычитатель, определитель фазы и блок декодирования, а также второй блок формирования опорных сигналов, вход которого соединен с вторым входом вычитателя, вы- ходом второго согласующего блока и первым входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с первым входом первого и второго блоков ключей, выходы которых соединены с пер- вым входом соответственно первого и второго элементов памяти и соответственно с первым и вторым входами третьего блока ключей, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с первым и вто- рым выходами второго триггера и вторым

входом соответственно первого и второго блоков ключей, третьи входы которых объединены и соединены с вторым входом регистра и первым выходом блока управления, второй выход которого соединен с первым входом счетчика и вторым входом аналого- цифрового преобразователя, третий вход которого соединен с третьим выходом блока управления, четвертый и пятый выходы которого соединены соответственно с вторым входом первого и второго элементов памяти, третьи входы которых объединены и соединены с выходом счетчика, второй вход которого соединен с входом второго триггера, первым входом блока управления и первым выходом второго блока формирования опорных сигналов, второй выход которого соединен с вторым входом блока управления, третий вход которого соединен с вторым выходом второго триггера, причем шестой выход блока управления соединен с объединенными вторыми входами определителя фазы и блока декодирования, выход которого соединен с третьим входом определителя фазы, а третий вход блока декодирования соединен с выходом вычитателя.

Изобретение относится к технике связи по линиям энергоснабжения. Цель изобретения - повышение помехозащищенности. Устройство содержит на передающей стороне источник информации, блок преобразования сигналов, первый блок формирования опорных сигналов, генератор, импульсный модулятор, избирательнь ти усилитель, усилитель мощности, первый согласующий блок, первый триггер, первый и второй элементы И, инвертор, элемент ИЛИ. На приемной стороне устройство содержит второй согласующий блок, второй блок формирования опорных сигналов, блок управления, счетчик, АЦП, второй триггер, первый блок ключей, второй блок ключей, первый и второй элементы памяти, третий блок ключей, регистр, ЦАП, вычитатель, определитель фазы и блок декодирования. Принцип работы устройства состоит в том, чтобы подавить на приемной стороне все составляющие промышленного напряжения. Это достигается за счет того, что информацибнный сигнал вводится в линию не чаще, чем каждый второй период сетевого напряжения, что позволяет на приеме произвести вычитание сигналов двух соседних периодов сетевого напряжения, в результате чего подавляются все гармоники промышленности частоты, так как их частоты всегда кратны последней. При этом все фазовые соотношения составляющих напряжения сохраняются 3 ил сл с

Фиг. 1

А

n/wwvwvw

„„III I I I I I II I I

ддмш nm mil tiiii -innmil«mi inurn

2 Л Г J I j II I II i 1l l

go mm i iimnr nnm тпппг nnim innnr nnnninnnr nnnninnnrпппп тяппг

pgimnr IBM imnr nann innnr nnnn inmtr ярinnnr nnnninpnr imnn

Фуг.з