Устройство для сопряжения электронной вычислительной машины с магнитофоном Советский патент 1992 года по МПК G06F13/00 

7+ 5

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для связи ЦВМ с магнитофоном звукозаписи. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости устройства. Устройство содержит канал 1 вывода, канал 2 ввода, синхрогенератор 3, информационный вход 4 канала вывода, аналоговый выход 5 канала вывода, синхронизирующий выход 6, вход7 разрешения работы канала вывода, аналоговый вход 8 канала ввода, информационный выход 9 канала ввода, синхронизирующий выход 10 канала ввода, синхронизирующие выходы 11 и 12 синхрогенератора и тактирующий выход 13 синхрогенератора. 6 ил.

ft

8

V2

+ 6

О О

.

Фиг.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для связи ЦВМ с бытовым магнитофоном звукозаписи.

Цель изобретения. - повышение помехоустойчивости устройства.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для сопряжения ЭВМ с магнитофоном; на фиг. 2 - функциональная схема канала вывода; на фиг. 3 - функциональная схема канала ввода; на фиг. 4 - временная диаграмма работы канала вывода; на фиг. 5 - временная диаграмма работы канала ввода; . 6 - схема синхрогенератора.

Устройство (фиг. 1) содержит канал 1 вывода, канал 2 ввода, синхрогенератор 3, информационный вход 4 канала вывода для подключения к информационному выходу ЦВМ, аналоговый выход 5 канала вывода для подключения к аналоговому входу магнитофона, выход 6 синхронизации устройства для подключения k входу синхронизации ЭВМ при выводе информации, вход 7 разрешения канала вывода для подключения выхода ЭВМ, аналоговый вход 8 канала ввода для подключения аналогового выхода магнитофона, информационный выход 9 канала вывода для подключения информационного входа ЦВМ, выход 10 синхронизации канала ввода для подключения входа синхронизации ЦВМ при вводе информации, выходы 11-13 синхрогенератора, подключаемые к первому и второму входам синхронизации канала вывода и к входу тактовых импульсов канала ввода.

Канал 1 вывода (фиг. 2) содержит элемент НЕ 14, триггер 15, элемент 16 задержки, элементы И-НЕ 17 и 18, элемент И 19, счетный триггер 20 и преобразователь 21.

Канал 2 ввода (фиг. 3) содержит компаратор 22, одновибратор 23, регистры 24 и 25 сдвига, элементы И-НЕ 26 и 27, элементы И 28-38 и элементы ИЛИ 39-41.

Синхрогенератор 3 (фиг. 6) содержит генератор 42 импульсов, делитель 43 частоты, счетный триггер 44 и элементы И 45 и 46.

Устройство работает следующим образом.

По каждому синхроимпульсу от синхрогенератора 3 на выходе 6 устройства информация из ЭВМ поступает на цифровой информационный вход 4 канала 1 вывода. Канал 1 вывода кодирует информацию по принципу модифицированной частотой модуляции. Закодированна-я информация в виде синусоидальных сигналов выдается на аналоговый выход 5 канала вывода для пе- редачиее на вход записи магнитофона. Синхронизация канала 1 вывода осуществляется импульсами от синхрогенератора 3, поступающими на входы 11 и 12. На вход 7 канала вывода поступает сигнал разрешения от ЭВМ.

Информация от магнитофона в виде синусоидальных сигналов поступает на аналоговый вход 8 канала 2 ввода. Канал 2 ввода декодирует поступающую информацию и выдает ее на цифровой информационный выход 9. Выдача информации сопровождается импульсом синхронизации информации на выходе 10 канала ввода. Синхронизация канала ввода осуществляется тактовыми импульсами от синхрогенератора 3, поступающими на вход 13.

Канал 1 вывода (фиг. 2) работает следующим образом (фиг. 4).

Информация из ЭВМ в последовательном виде по каждому отрицательному фронту импульса на входе 12 синхронизации канала вывода поступает на вход 4 канала вывода. С входа 4 канала вывода информация поступает на информационный вход триггера 15, на первый вход элемента И-НЕ 18 и через элемент НЕ 14 на вход элемента И-НЕ 17. На первый вход элемента И-НЕ 17 и на второй вход элемента И-НЕ 18 от синхрогенератора 3 с одинаковой частотой поступают импульсы синхронизации соответственно с входов 11 и 12, причем импульсы на входе 11 сдвинуты относительно импульсов на входе 12 на величину половины периода повторения.

При получении из ЭВМ нулевых бит информации единичным уровнем сигналов с выхода элемента НЕ 14 и с инверсного выхода триггера 15 разрешается прохождение импульсов с входа 11 синхронизации через элемент И-НЕ 17, элемент И 19, выполняющий функцию ИЛИ, на счетный вход триггера 20. Выход триггера 20 изменяет свое состояние на противоположное по каждому отрицательному фронту импульса на выходе элемента И 19. Прохождение импульсов синхронизации с входа 12 через элемент И-НЕ 18 запрещено нулевым уровнем сигнала с информационного входа 4 канала вывода.

Таким образом, при кодировании нулевой информации на границе между соседними битовыми элементами на выходе триггера 20 происходит изменение уровня сигнала. При появлении на входе 4 единичной информации сигнал нулевого уровня с выхода НЕ 14 запрещает прохождение через элемент И-НЕ 17 очередного импульса с входа 11 синхронизации канала вывода и разрешает прохождение импульсов с входа 12 через элемент И-НЕ 18 и элемент И 19 на вход синхронизации триггера 20. При этом

переходе уровня сигнала на границе между битовыми элементами на выходе триггера 20 не происходит. Очередной переход происходит через время, равное полутора периодам повторения импульсов на выходе 11 или 12, т.е. в середине следующего битового элемента. Очередным отрицательным фронтом импульса на входе 12 информация с входа 4 канала вывода переписывается в триггер 15, а с выхода ЭВМ на вход 4 посту - пает следующий бит информации. При этом на инверсном выходе триггера 15 устанавливается нулевой уровень сигнала, который запрещает прохождение через элемент И- НЕ 17 импульсов с входа 11 канала вывода.

Таким образом, если последующие биты содержат единичную информацию, то переключение триггера 20 производится импульсами с входа 12 в середине каждого битового элемента, а на границе между би- товыми элементами уровень сигнала не изменяется.

При появлении на входе 4 бита нулевой информации сигналом нулевого уровня запрещается прохождение через элемент И- НЕ 18 импульсов синхронизации с входа 12 и через элемент НЕ 14 разрешается прохождение импульсов с входа 11 через элемент И-НЕ 17, но очередной импульс с входа 11 через элемент И-НЕ 17 не проходит до мо- мента перезаписи в триггер 15 нулевой информации. Если же следующий бит после нулевого является единичным, то вновь запрещается через элемент НЕ 14 прохождение через элемент И-НЕ 17 импульсов с входа 11 на вход синхронизации триггера 20 и разрешается прохождение через элемент И-НЕ 18 импульсов с входа 12.

Таким образом, изменение уровня сигнала на выходе триггера 20 происходит че- рез время, равное двум периодам следования импульсов на выходе 12 канала ввода. Изменение уровня сигнала в этом случае происходит только в середине битового элемента при кодировании единичной информации.

Разрешение работы канала вывода производится подачей сигнала единичного уровня на вход 7 разрешения выдачи. При этом снимается обнуление с триггера 20, а через время - один такт импульсов синхронизации, которое обеспечивает элемент :)6 задержки, разрешается прохождение импульсов через элемент И-НЕ 17. Этим обеспечивается кодирование в первом битовом элементе нулевой информации.

Канал ввода 2 (фиг. 3) работает следующим образом (фиг. 5).

Информация от магнитофона в виде синусоидальных сигналов поступает через

аналоговый вход 8 канала ввода на вход компаратора 22. Компаратор 22 преобразует синусоидальные сигналы в импульсы прямоугольной формы, которые выдаются на вход одновибратора 23. Одновибратор 23 по каждому фронту, положительному или отрицательному, входного импульса формирует на своем выходе короткий импульс, который через элемент И-НЕ 26 и И-НЕ 27 подается соответственно на входы обнуления регистров 24 и 25. Последние представ- ляют собой регистры сдвига, преобразующие информацию с последовательного входа в параллельный код. На последовательные входы регистров 24 и 25 подается постоянный уровень логической единицы, а на входы синхронизации через выход 13 поступают тактовые импульсы от синхрогенератора 3.

В исходном состоянии, в отсутствие сигналов на аналоговом входе 8, во все разряды регистров 24 и 25 записывается единичная информация, а выходы элементов И 28 - И 31 и И 33 - И 38 находятся в нулевом состоянии, так как входы каждого элемента подключены к прямому и инверсному выходам регистров 24 и 25. Сигналами единичного уровня в шестого прямого выхода регистра 24 и восьмого прямого выхода регистра 25 через элементы И 32 и ИЛИ 39 на первом входе элемента И-Н Е 26 устанавливается единичный уровень сигнала, который разрешает прохождение импульса с выхода одновибратора 23 на вход обнуления регистра 24 через элемент И-НЕ 26. Прохождение импульсов с выхода одновибратора 23 на вход обнуления регистра 25 через элемент И-НЕ 27 запрещено нулевым значением сигнала на выходах элементов И 31, 35 и 38 через элемент ИЛИ 40.

Первым фронтом импульса с выхода компаратора 22 обнуляется регистр 24, что приводит к снятию разрешающего сигнала с первого входа элемента И-НЕ 26. После этого за счет последовательной записи единичной информации в регистр 24 на выходах группы элементов И 28 - И 30 формируется временная диаграмма. С второго по третий такт сдвигающих им пульсов на выходе элемента И 28 формируется импульс синхронизации информации, который через элемент ИЛ И 41 выдается на выход 10 синхронизации информации канала ввода. Импульсу синхронизации соответствует нулевой уровень сигнала на выходе элемента И 34, выход которого является информационным выходом канала ввода.

С шестого по десятый такт сдвигающих импульсов на выходе элемента И 29 формируется строб ожидания изменения уровня

сигнала на границе между битовыми элементами. Изменение уровня сигнала происходит, если следующий после нулевого битовый элемент содержит нулевую информацию. Сформированный одновибратором 23 импульс во время действия строба с выхода элемента И 29 через элемент ИЛИ 39 на первом входе элемента И-НЕ 26 обнуляет регистр 24. После обнуления регистра 24 с второго по третий такт сдвигающих импуль- сов на выходе элемента И 28 формируется импульс считывания информации,которому соответствует нулевой уровень сигнала на выходе элемента И 34. С шестого по десятый такт сдвигающих импульсов на выходе элемента И 29 формируется строб ожидания изменения уровня сигнала на границе между битовыми элементами. Если очередной битовый элемент содержит единичную информацию, т.е. изменения уровня сигнала на границе между битовыми элементами не происходит, то с десятого по одиннадцатый такт сдвигающих импульсов на выходе элемента И 30 формируется импульс синхронизации информации, который через элемент ИЛ И 41 поступает на выход 10 канала ввода. Этому импульсу соответствует нулевой уровень сигнала на выходе элемента И 34. С одиннадцатого по. четырнадцатый такт сдвигающих импульсов на выходе эле- мента И 31 формируется строб, во время действия которого через элемент ИЛИ 40 на элементе И-НЕ 27 ожидается изменение уровня сигнала в середине следующего битового элемента, содержащего единичную информацию. При изменении уровня сигнала импульсом с выхода одновибратора 23 через элемент И-НЕ 27 производится обнуление регистра 25, после чего за счет последовательной записи в него единичной информации на выходах элементов И 33 - И 38 формируется временная диаграмма декодирования информации. С второго по третий такт после обнуления регистра 25 на выходе элемента И 33 формируется импульс синхронизации, который через элемент ИЛИ 41 поступает на выход 10 канала ввода. Этому импульсу соответствует сигнал единичного уровня на выходе элемента И 34, который находится в единичном состоянии с второго по четвертый такт сдвигающих импульсов. Таким образом декодируется единичная информация.

Далее с пятого по десятый такт сдвига- ющих импульсов, на выходе элемента И 35, формируется строб, во время действия которого через элемент ИЛИ 40 на элементе И-НЕ 27 ожидается изменение уровня сигнала в середине очередного битового элеMeHta. Если в течение этого времени на выходе компаратора 22 происходит изменение уровня сигнала, то вновь обнуляется регистр 25. После обнуления с второго по четвертый такт сдвигающих импульсов на выходе элемента И 34 устанавливается сигнал единичного уровня, а с второго по третий такт сдвигающих импульсов на выходе элемента И 33 формируется импульс синхронизации информации. С пятого по десятый такт сдвигающих импульсов на выходе элемента И 35 формируется строб, во время действия которого на элементе И-НЕ 27 вновь ожидается изменение уровня сигнала в середине очередного битового элемента. Если очередной битовый элемент содержит нулевую информацию, то изменения уровня сигнала не происходит и с десятого по тринадцатый такт сдвиговых импульсов на выходе элемента И 37 формируется строб, во время действия которого через элемент ИЛИ 39 на входе элемента И-НЕ 26 ожидается изменение уровня сигнала на границе между битовыми элементами. Если следующий битовый элемент будет содержать единичную информацию, то изменение уровня сигнала на границе между битовыми элементами не происходит. Тогда с тринадцатого по четырнадцатый такт сдвигающих импульсов на выходе элемента И 36 формируется импульс синхронизации, которому соответствует нулевой уровень сигнала на выходе элемента И 34, а с четырнадцатого по восемнадцатый такт сдвигающих импульсов на выходе элемента И 38 формируется строб, во время действия которого через элемент ИЛИ 40 на элементе И-НЕ 27 ожидается изменение уровня сигнала в середине очередного битового элемента. При изменении уровня сигнала на выходе компаратора 22 регистр 25 обнуляется импульсом с выхода одновибратора 23.

После обнуления регистра 25 с второго по третий такт сдвигающих импульсов на выходе элемента И 33 формируется импульс синхронизации информации с выхода элемента И 34, выход которого с второго по четвертый такт сдвигающих импульсов находится в единичном состоянии. С пятого по десятый такт сдвигающих импульсов на выходе элемента И 35 формируется строб ожи- дания изменения уровня сигнала в середине следующего битового элемента. Если очередной и последующий битовые элементы содержат нулевую информацию, то изменение уровня сигнала в этом случае будет только на границе между битовыми элементами. Это изменение ожидается на входе элемента И-НЕ 26 во время действия строба, который формируется на выходе

элемента И 37 с десятого по тринадцатый такт сдвиговых импульсов.

В результате изменения уровня сигнала обнуляется регистр 24 и нулевым уровнем сигнала с его шестого прямого выхода за- прещается формирование импульса синхронизации информации на выходе элемента И 36. Далее производится декодирование нулевого битового элемента. Так как ожидание изменения уровня сигнала производит- ся только во время действия стробов на выходах элементов И 29, 31, 35 и 38, это повышает устойчивость канала ввода к воздействию помех. Длительность формируемых стробов составляет несколько тактов синхронизации, что при изменении скорости, поступающей от магнитофона информации, повышает также надежность ее считывания.

Формулаизобретения

Устройство для сопряжения электронной вычислительной машины с магнитофоном, содержащее канал ввода и канал вывода, причем информационный вход и вход разрешения канала вывода являются соответственно входами устройства для подключения информационного выхода и выхода разрешения электронной вычислительной машины, аналоговый выход канала вывода является выходом устройства для подключения аналогового входа магнитофона, аналоговый вход канала ввода является входом устройства для подключения аналогового выхода магнитофона, информационный выход канала ввода является выходом устрой- ства для подключения последовательного информационного входа электронной вычислительной машины, а выход синхронизации канала ввода является первым выходом синхронизации устройства для подключе- ния первого входа синхронизации электронной вычислительной машины, причем канал ввода содержит компаратор, одно- вибратор, первый элемент И-НЕ, при этом аналоговый вход канала ввода соединен с входом компаратора, выход которого соединен с входом запуска одновибратора, .выход которого соединен с первым входом первого элемента l/ЫЧЕ, причем канал вывода содержит первый элемент И-НЕ, элемент И, первый триггер, преобразователь прямоугольных импульсов в синусоиду, при этом информационный вход канала вывода соединен с первым входом первого элемента И-НЕ. выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен со счетным входом первого триггера, вход установки в О которого соединен с входом разрешения канала вывода, а выход первого триггера соединен с входом преобразователя прямоугольных импульсов в синусоиду, выход которого соединен с аналоговым выходом канала вывода, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости устройства, в него введен синхроге- нератор, первый выход которого соединен с первым входом синхронизации канала вывода, второй выход синхрогенератора соединен с вторым входом синхронизации канала вывода и является вторым выходом синхронизации устройства для подключения второго входа синхронизации электронной вычислительной машины, а третий выход синхрогенератора соединен с входом тактовых импульсов канала ввода, а канал вывода введены элемент НЕ, второй триггер, второй элемент И-НЕ, элемент задержки, причем информационный вход канала вывода соединен с информационным входом второго триггера и с входом элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом второго элемента И-НЕ, второй, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с первым входом синхронизации канала вывода, с инверсным выходом второго триггера и с выходом элемента задержки, вход которого соединен с входом разрешения канала вывода, второй вход синхронизации которого соединен с синх- ровходом второго триггера и вторым входом первого элемента И-НЕ, выход второго элемента И-НЕ соединен с вторым входом элемента И, причем в канал ввода введены первый и второй регистры, второй элемент И-НЕ, с первого по одиннадцатый элементы И, первый, второй и третий элементы ИЛИ, причем входы синхронизации первого и второго регистров подключены к входу тактовых импульсов канала ввода, входы установки в О первого и второго регистров соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И-НЕ, первый вход второго элемента И-НЕ соединен с выходом одновибратора, последовательные входы первого и второго регистров соединены с шиной логический единицы канала ввода, с первого по пятый .прямые выходы первого регистра соединены с первыми входами соответственно с первого по пятый элементов И, с первого по четвертый инверсные выходы первого регистра соединены с вторыми входами с первого по четвертый элементов И, второй вход пятого элемента И соединен с шестым прямым выходом второго регистра, первый прямой выход второго регистра соединен с первыми входами шестого и седьмого элементов И, с второго по пятый прямые выходы второго регистра соединены с первыми входами соответственно с восьмого по одиннадцатый элементов И, с первого по шестой инверсные выходы второго регистра соединены с вторыми входами соответственно с шестого по одиннадцатый элементов И, третий вход десятого элемента И соединен с пятым прямым выходом первого регистра, выходы первого - пятого элементов И соединены соответственно с первым входом первого элемента ИЛИ, с первым входбм второго элемента ИЛИ, с вторым входом первого элемента ИЛИ, с первым входом третьего элемента ИЛИ и с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым

Риг.2

.г

0

входом первого элемента И-НЕ, выходы элементов И с шестого по одиннадцатый соединены соответственно с третьим входом первого элемента ИЛИ, с Информационным выходом канала ввода, вторым входом третьего элемента ИЛИ, с третьим входом второго элемента ИЛИ, с четвертым входом первого элемента ИЛИ, с третьим входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И-НЕ, выход первого элемента ИЛИ подключен к выходу синхронизации канала ввода.

ОД

ш-с

IJIU

TUT

HT

/ /

0 p :: L-M g I ; ;

ЛГЛГТГТГ1П ТЛГ1Г

iriinrirnrinrtn

9S

Ъ ХЩ

о

ЈА

UUIILJTUI

it

ц

tf

ЮПП

SI

о о о

Zf

к

691 Uil

п

Фаг, 6